電流模式開關(guān)電源中的高精度鋸齒波振蕩器設(shè)計

摘要：提出了一種用于開關(guān)電源芯片的高性能鋸齒波振蕩器。基于U-I轉(zhuǎn)換器原理，設(shè)計了精密電流產(chǎn)生電路；利用系統(tǒng)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，設(shè)計了一種門限電壓產(chǎn)生電路，從而有效地提高了振蕩器頻率穩(wěn)定度和精度。基于TSMC 0．5μm BCD工藝，利用Spectre軟件進(jìn)行電路仿真，在芯片典型應(yīng)用環(huán)境下仿真得到鋸齒波振蕩頻率為132kHz。頻率隨電源電壓在3．6～6．4V變化范圍和溫度在-27～27℃變化范圍以內(nèi)可控制其偏移在±3％以下。該鋸齒波振蕩器已經(jīng)成功應(yīng)用于一款A(yù)C／DC降壓開關(guān)電源芯片的設(shè)計中。
關(guān)鍵詞：振蕩器；開關(guān)電源；鋸齒波振蕩器；基準(zhǔn)電壓

近年來，開關(guān)電源芯片被廣泛應(yīng)用于通信電子產(chǎn)品的電源供電系統(tǒng)。目前，關(guān)電源主要采用PWM控制電路，鋸齒波振蕩器是PWM控制電路
的核心功能部件。在電源電壓、溫度、工藝和環(huán)境負(fù)載變化或者漂移的條件下，要求振蕩器能夠產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的信號輸出。許多鋸齒波振蕩器雖然具有穩(wěn)定性好、精度高的特點，但受環(huán)境溫度和電源電壓影響較大，基于以上要求，本文設(shè)計一種鋸齒波產(chǎn)生電路。

1 電路結(jié)構(gòu)及原理
1．1 電路整體框架及原理
圖1為RC振蕩器的原理圖。本文提出的鋸齒波振蕩器主要由三部分構(gòu)成，一部分是基準(zhǔn)產(chǎn)生的電流I1和I2，一部分由電容C和開關(guān)K1、K2組成，最后一部分是控制電路。

該電路利用基準(zhǔn)源產(chǎn)生的電流I1對電容C進(jìn)行充電，利用電流I2進(jìn)行放電，從而產(chǎn)生對開關(guān)K1和K2的控制信號。
產(chǎn)生脈沖的工作過程如下：假設(shè)輸出信號Um為低電平，使開關(guān)管S1導(dǎo)通，S2關(guān)斷。這時電流I1對C進(jìn)行充電，使a點電壓Ua升高，經(jīng)過控制電路作用后，使輸出信號Um變?yōu)楦唠娖剑蝗缓?，Um使開關(guān)管S1關(guān)斷，S2導(dǎo)通，電流I2對C進(jìn)行放電，使a點電壓Ua降低，輸出Um又變?yōu)榈碗娖健ｋ娐啡绱朔磸?fù)循環(huán)工作，便在輸出端產(chǎn)生振蕩信號，Ua是產(chǎn)生的鋸齒波信號。
1．2 具體電路設(shè)計實現(xiàn)