[发明专利]一种消除毛刺影响的DC-DC电路结构与方法

说明书

本发明提出一种消除毛刺影响的DC‑DC电路结构与方法。电路结构包括输入级、中间级、比较级、输出级、反馈级和启动级；输出级通过反馈级连接至输入级；启动级包括偏置级、基准级以及启动源；启动级连接输入级与中间级；启动级通过偏置级为输入级提供偏置电流；启动级通过基准级为输入级提供第一基准电流值、为中间级提供第二基准电流值。比较级包括数字比较器，所述方法基于数字比较器输出的逻辑数字比较信号值的连续状态，调节输出级与所述反馈级的连通状态。本发明的技术方案能够通过反馈通路的通断来逐渐消除包含DC‑DC变换器的多级电路结构的毛刺影响。

技术领域

本发明属于电路技术领域，尤其涉及一种消除毛刺影响的DC-DC电路结构与方法。

背景技术

信号检测和分析经常受到毛刺的干扰，开关电源产生的输出电压经常带有高频的毛刺和尖峰。同时，数字器件因为内部的开关门，也会产生类似的高频尖峰。涉及ADC电路时，与毛刺有关的谐波来源于ADC的误差，与毛刺无关的谐波来源于其他器件或外部噪声源。如果ADC产生毛刺，则可能是转换器有一定程度的积分非线性。在包含DC-DC的多级电路结构中，毛刺的产生尤其是持续产生，则会极大的影响输出信号的质量。

中国发明专利CN110837000B提出基于FPGA的频率测量系统，输入信号经比较器模块后得到与输入信号同频同相的矩形波信号，ADC模块对输入信号进行采集后采用FFT分析法初步确定输入信号的频率，参考时钟选择模块用于根据初步确定的频率选择一个参考时钟clk_fre作为滤毛刺模块中滤除毛刺成分的时钟源，滤毛刺模块对矩形波信号中的毛刺进行滤除，频率测量模块基于测频法或测周法对滤除后的信号进行测量得到脉冲计数结果，上位机基于脉冲计数结果计算得到输入信号的频率测量结果。

中国发明专利CN107546977B提出一种多相交错并联直流转换器，包括多相时钟控制单元、外部反馈电路和至少两个相互并联的支路；支路包括逻辑触发电路、驱动功率管电路以及比较电路；比较电路，用于采集驱动功率管电路输出的峰值采样电流，将采样输出端的输入电流与斜坡信号相加作为斜坡比较信号，并将负端输入的电压信号与斜坡比较信号进行PWM比较采样；多相时钟控制单元，用于为开启的支路输出相位差依次相差为2π/N的时钟信号,开启的支路为驱动功率管电路的电压输出端有输出电压的支路。该发明可节省硬件开销。

然而，对于包含DC-DC转换器的多级电路结构中，硬件的构成相对复杂，其包括的开关门电路、时钟电路等组成较多，产生毛刺的可能性较大并且持续时间比较明显。现有技术中大部分都试图通过硬件节省的方式防止毛刺产生的“事前”毛刺消除方法，对于包含DC-DC转换器的多级电路结构几乎不可能实现预期效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种消除毛刺影响的DC-DC电路结构与方法。

总体来说，本发明首先介绍一种包含DC-DC转换器(又称DC-DC电路、DC-DC转换器、DC/DC开关电源或者DC/DC开关电路、转换器、转换电路)的多级电路结构，该多级电路结构在实际运行时，可以进行毛刺的事后消除，并且这种消除的响应速度迅速；同时，一旦消除毛刺后，或者毛刺现象不明显后(持续时间较短)，停止毛刺消除电路，从而降低功耗，这样一来，虽然本申请的技术方案增加了部门电路结构，但是在达到毛刺消除效果的同时，并未提高功耗；其次，本发明将介绍基于前述多级电路结构执行毛刺消除的原理和方法。

在本发明的第一个方面，提出一种包含DC-DC变换器的多级电路结构，所述多级电路结构包括输入级、中间级、比较级、输出级以及反馈级。

在本发明的多级电路结构中，所述电路结构还包括启动级；所述启动级包括偏置级、基准级以及启动源；

所述输出级通过所述反馈级连接至所述输入级；

所述启动级连接所述输入级与所述中间级；

所述启动级通过所述偏置级为所述输入级提供偏置电流；