[发明专利]一种开关变换器的振荡器和开关变换器

说明书

本发明公开了一种开关变换器的振荡器和开关变换器。振荡器包括充电电流生成电路和时钟信号生成电路，时钟信号生成电路根据充电电流生成电路提供的充电电流生成时钟信号。其中，充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，限流模块用于在调节电阻出现短路或断路时将充电电流的电流值限制在预设电流，从而避免了外置调节电阻出现短路和断路时电路的开关频率的剧烈变化，提高系统稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，更具体地涉及一种开关变换器的振荡器和开关变换器。

背景技术

随着便携式电子产品的普及，开关电源越来越重要，现代电子设备使用的电源大致分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源的调整管工作在放大区，具有不会引入额外的干扰，可靠性好和成本低的优势，但是它还有体积较大，变换效率低的缺点。开关稳压电源与线性稳压电源相比，具有可以升压和降压，供电效率高的特点。然而，开关稳压电源调节电压和电流时会产生电磁干扰噪声(EMI)，这种电气噪声可以传输到交流电力线上，不仅会通过传导影响电源附近的其他电子设备的允许，还可能从电源线辐射或泄露，影响没有连接到电源线上的设备。这些干扰会随着开关频率的提高，输出功率的增大会显著的增强，对电子设备的正常工作构成了潜在的威胁。

为了抑制开关变换器的电磁干扰，使得其符合相关电磁兼容标准的要求，现有技术的开关变换器采用频率抖动技术来提高谐波次数，从而使得频率可以分散，即通过使得开关频率周期性地变化，使得噪声谐波频率分散，噪声能量得以分散和减小，在整个频带上保证了幅值裕量，从而满足电磁兼容性要求。

图1示出了现有技术的一种开关变换器的结构示意图。如图1所示，开关变换器100包括集成在同一集成电路芯片中的控制电路和功率级电路。控制电路包括误差放大器EA、逻辑驱动电路110、振荡器120和PWM比较器130。

误差放大器EA用于根据输出电压Vout的反馈电压Vfb与参考电压Vref得到误差信号Verr，PWM比较器130将误差信号Verr与斜坡电压Vslope进行比较，根据比较结果生成脉宽调制信号PWM，逻辑驱动电路110根据所述脉宽调制信号PWM和振荡器120提供的时钟信号CLK生成开关驱动信号，控制功率开关管MD1和MD2的导通和关断。

现有技术的开关变换器通常采用模拟方法来调整频率，例如通过外置调节电阻来调节振荡器的充电电流的大小，从而得到频率变化的时钟信号CLK，这种方法的缺点时在实际应用时频率变化的范围特别大，例如当外置调节电阻短路或者断路时，开关频率将变得特别快或特别慢，降低了系统的稳定性，甚至会导致芯片的损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种开关变换器的振荡器和开关变换器，避免了当外置调节电阻短路或者断路时电路开关频率的剧烈变化，有利于提高系统的稳定性。

根据本发明的一方面，提供了一种开关变换器的振荡器，包括：充电电流生成电路，用于生成充电电流；时钟信号生成电路，由于根据所述充电电流生成一斜坡电压，并将所述斜坡电压与第一参考电压进行比较，根据比较结果生成一时钟信号，其中，所述充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路时将所述充电电流的电流值限制在预设电流。

可选的，所述充电电流生成电路还包括：串联连接于电源电压与所述调节电阻之间的第一晶体管和第二晶体管；连接于所述电源电压与所述时钟信号生成电路之间的第四晶体管，所述第四晶体管与所述第一晶体管构成电流镜，所述第四晶体管的第二端用于提供所述充电电流；以及运算放大器，同相输入端用于接收第二参考电压，反相输入端与所述调节电阻的第一端连接于第一节点，输出端与所述第二晶体管的控制端连接，其中，所述运算放大器用于根据所述第一节点的节点电压和所述第二参考电压向所述第二晶体管提供节点反馈调节信号，以调节所述充电电流的电流值。

可选的，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路时调节所述节点反馈调节信号，以将所述充电电流的电流值限制在所述预设电流。