[发明专利]纹波可调芯片及电源芯片系统

说明书

本发明的纹波可调芯片及电源芯片系统中，纹波可调芯片包括第一功率管、第二功率管、纹波接收模块、纹波处理模块、步进控制模块、振荡器模块、误差比较模块及逻辑控制模块。通过纹波接收模块实时获取负载电压后输出相对应的纹波电压，通过纹波处理模块实时检测纹波电压的幅值，并将幅值与设计阈值进行比较，在幅值大于设计阈值时通过步进控制模块输出对应的步进频率的步进控制信号，使得振荡器模块自适应地调整输出的振荡电压的振荡频率，从而改变误差比较模块输出的驱动信号的驱动频率，驱使逻辑控制模块调整第一功率管和第二功率管的开关频率，进而降低纹波电压的幅值，直到幅值不超过设计阈值，如此可以向终端用电设备提供平稳的负载电压。

技术领域

本发明涉及电源芯片技术领域，特别涉及一种纹波可调芯片及电源芯片系统。

背景技术

在开关电源芯片领域，降压变换器的终端用电设备包括单片机模块、数模转换芯片等，上述的终端用电设备通常都是要求降压变换器内的电源芯片系统输出的纹波电压控制在一定的范围内，输出的纹波电压过大会影响终端用电设备的正常工作，通常降压变换器的电源芯片系统输出的纹波电压大小取决于该降压变换器的电源芯片系统内输出端的LC滤波网络中的电感值和电容值。

当终端用电设备进入大规模批量生产过程中时，针对工作电压相同的终端用电设备，通常会使用输出电压单一固定（例如3.3V，5V）的电源芯片系统配置的降压变换器来向终端用电设备供电。使用输出电压单一固定的电源芯片系统配置的降压变换器可以降低成本，但是不可避免地会出现电源芯片系统经过长时间使用后，电源芯片系统内的LC滤波网络的电容值与最初设计的值出现偏差。具体言之，在降压变换器使用一段时间后，电源芯片系统内LC滤波网络的电容特性发生变化，具体表现在LC滤波网络中电容的寄生电阻（ESR）会随着降压变换器的使用时间增加而变大（一般变化的幅度不是很剧烈），从而造成电源芯片系统输出的纹波电压也相应增大，导致降压变换器的供电性能下降，影响终端用电设备的工作状态。

有鉴于此，考虑到大规模批量生产供电电压相同的降压变换器，如何改善各个降压变换器的电源芯片系统输出的纹波电压的差异，减少加工生产环节中造成的损耗，成为设计者需要面临的问题。因此，如何研究设计一款芯片，使得基于该芯片设计的电源芯片系统可以对输出的纹波电压自适应调节以改善降压变换器的供电性能，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纹波可调芯片及电源芯片系统，以解决现有技术中电源芯片系统输出的纹波电压随着电源芯片系统的工作时间增加而变大，最终影响终端用电设备的工作状态的问题。

为解决上述技术问题，基于本发明的一个方面，本发明提供一种纹波可调芯片，应用于电源芯片系统中，所述纹波可调芯片包括：

第一功率管和第二功率管，所述第一功率管的输入端接入所述纹波可调芯片的输入端；所述第一功率管的输出端和所述第二功率管的输出端连接，并共同接入所述纹波可调芯片的输出端；所述第二功率管的输入端接地；

纹波接收模块，其被配置为实时获取所述电源芯片系统输出的负载电压，并对所述负载电压去直流运算以得到纹波电压，进而电平移位处理所述纹波电压；

纹波处理模块，其被配置为实时获取所述纹波接收模块处理得到的所述纹波电压，并根据预设的通过频率对所述纹波电压进行低通滤波处理，进而根据所述纹波电压的电压幅值与预设的设计阈值进行比较运算后输出比较信号；当所述纹波电压的电压幅值大于所述设计阈值时，所述比较信号被确认为有效；

步进控制模块，其内设一控制值，所述步进控制模块被配置为在一周期脉冲信号的每个脉冲到来时对所述比较信号进行检测，并在检测到所述比较信号有效时将所述控制值自增一步进值，且将自增后的所述控制值按照预设的映射关系转换为对应的步进频率的步进控制信号并输出；

振荡器模块，其被配置为实时获取所述步进控制信号，并根据所述步进控制信号所对应的所述步进频率调整自身输出的振荡电压的振荡频率，所述振荡电压的信号波形为锯齿波；