CN106533135A - 恒定导通时间控制电路及其控制的直流‑直流变换器 - Google Patents

Abstract

公开了一种恒定导通时间控制的直流‑直流开关变换器及其控制电路。所述恒定导通时间控制电路包括同步信号产生电路、导通时间产生电路和锁频电路。同步信号产生电路产生同步信号和调频电流信号；导通时间产生电路基于输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号产生用于控制可控开关的导通时间；锁频电路将同步信号的频率和导通时间信号的频率比较，输出误差电压信号。其中，改变调频电流信号的大小可调节可控开关的稳态切换频率，使得直流‑直流变换器的工作频率连续可调。

Description

恒定导通时间控制电路及其控制的直流-直流变换器

技术领域

本发明涉及电子电路，具体但不仅限于涉及一种恒定导通时间控制电路及其控制的直流-直流变换器。

背景技术

恒定导通时间控制(Constant On Time,COT)因其控制环路简单、动态响应速度快而广泛的运用在直流-直流变换器中。传统的COT控制方法是一种变频控制方法，通过设置固定的开关导通时间、改变系统的开关频率进而调节开关的导通占空比，进而调节变换器的输出电压。为了系统更稳定，在一些改进的COT控制方法中，COT控制的直流-直流变换器在工作过程中开关频率基本保持不变，根据直流-直流变换器的输出电压和输入电压的变化调节开关的导通时间，进而调节开关的导通占空比。

如1图所示的直流-直流变换器50，其包括一个COT控制电路。COT控制电路包括比较电路51、导通时间产生电路52和逻辑电路53。其中，导通时间产生电路52根据直流-直流变换器50的输出电压VOUT和输入电压VIN产生导通时间信号Ton，直流-直流变换器50的开关频率由导通时间产生电路52中的电阻和电容进行设置。一般地，调节导通时间产生电路52中的电阻值和电容值，可改变直流-直流变换器50的开关频率。然而，现有技术中，导通时间产生电路52被集成在一个单片集成电路上，其用于设置开关频率的电阻和电容也集成在单片集成电路上，因此无法实现不同的外部运用场合灵活地连续调节COT控制的直流-直流变换器的开关频率。例如，在一个直流-直流变换器中，我们希望其工作频率在300K赫兹到2M赫兹之间连续可调，如果该直流-直流变换器为峰值电流控制，则可以通过调节外部时钟信号的频率进而调节直流-直流变换器的工作频率。但是，在现有的COT控制的直流-直流变换器中，我们不能在集成电路外部灵活地连续调节直流-直流变换器的工作频率。

发明内容

为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本发明提出与现有技术不同的一种恒定导通时间控制电路和直流-直流变换器。

本发明一方面提供了一种用于直流-直流开关变换器的恒定导通时间控制电路，所述直流-直流开关变换器包括可控开关，通过控制可控开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压，其中，所述恒定导通时间控制电路包括：同步信号产生电路，用于产生同步信号和调频电流信号，其中，改变调频电流信号的大小可调节可控开关的稳态切换频率；导通时间产生电路，接收输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号，并基于输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号产生导通时间信号，所述导通时间信号用于控制可控开关的导通时间；以及锁频电路，接收同步信号和导通时间信号，并将同步信号的频率和导通时间信号的频率比较，输出所述误差电压信号。

本发明又一方面提供了一种恒定导通时间控制的直流-直流开关变换器，其中，所述直流-直流开关变换器包括电压转换芯片，所述电压转换芯片包括：可控开关，通过控制可控开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压；同步信号产生电路，用于产生同步信号和调频电流信号，其中，改变调频电流信号的大小可调节可控开关的稳态切换频率；导通时间产生电路，接收输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号，并基于输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号产生导通时间信号，所述导通时间信号用于控制可控开关的导通时间；以及锁频电路，接收同步信号和导通时间信号，并将同步信号的频率和导通时间信号的频率比较，输出所述误差电压信号。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：

图1所示为现有的COT控制的直流-直流变换器50的结构示意图；

图2所示为根据本发明一实施例的COT控制的直流-直流变换器100的原理图；

图3所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的同步信号产生电路14的电路原理图；

图4所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的锁频电路15的原理图；

图5所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的导通时间产生电路12的原理图；

图6所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的误差电流产生电路21的原理图；

图7所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的受控电流产生电路22的原理图；

图8所示为根据本发明又一个实施例的图5中所示的受控电流产生电路22的原理图；

图9所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的受控电压产生电路23的原理图；

图10所示为根据本发明一个实施例的使能信号产生器的电路结构示意图。

下面将参考附图详细说明本发明的具体实施方式。贯穿所有附图相同的附图标记表示相同的或相似的部件或特征。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在下面对本发明的详细描述中，为了更好地理解本发明，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本发明的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图2所示为根据本发明一实施例的COT控制的直流-直流变换器100的原理图。如图2所示，直流-直流变换器100包括开关电路10和控制电路。开关电路10包括至少一个可控开关，通过控制电路控制该可控开关的导通和关断，开关电路10将一输入电压VIN转换为一输出电压VOUT。在一个实施例中，开关电路10包括一个降压BUCK变换器，在另一个实施例中，开关电路10包括一个升压BOOST变换器，可以理解，开关电路10还可以包括其他适合的拓扑结构。控制电路包括比较电路11、导通时间产生电路12、逻辑电路13、同步信号产生电路14以及锁频电路15。

比较电路11接收一个代表输出电压VOUT的反馈电压信号VFB，并将反馈信号VFB和一参考电压信号VREF比较，产生一个比较信号TOFF。比较信号TOFF包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，当比较信号TOFF从逻辑低变为逻辑高时，直流-直流变换器100中的第一开关(如BUCK变换器中的高侧开关)导通，第二开关(如BUCK变换器中的低侧开关)关断。在一个实施例中，比较电路11包括一个电压比较器101，具有同相输入端和反相输入端，其同相输入端接收反馈电压信号VFB，反相输入端接收参考电压信号VREF。当反馈电压信号VFB降低到参考电压信号VREF时，电压比较器101输出的比较信号TOFF变高，第一开关导通，第二开关关断。

导通时间产生电路12接收输入电压信号VIN、输出电压信号VOUT、误差信号VCO以及调频电流信号ISYN。导通时间产生电路12根据输入电压信号VIN、输出电压信号VOUT、误差信号VCO以及调频电流信号ISYN产生一个导通时间信号TON。导通时间信号TON包括一个高低逻辑电平信号。在一个实施例中，当导通时间信号TON从逻辑低变为逻辑高时，第一开关关断，第二开关导通。

逻辑电路13接收比较信号TOFF和导通时间信号TON，并对比较信号TOFF和导通时间信号TON做逻辑运算，产生控制信号SW控制直流-直流变换器100中的可控开关。在图2所示实施例中，逻辑电路13示意为一个RS触发器103，RS触发器103的置位端S接收比较信号TOFF，RS触发器103的复位端R接收导通时间信号TON，RS触发器103在输出端Q输出控制信号SW。

同步信号产生电路14产生同步信号SYN和调频电流信号ISYN，其中，调频电流信号ISYN和同步信号SYN用于调节直流-直流变换器100的工作频率，也即是开关电路10中可控开关的稳态切换频率。其中，调频电流信号ISYN用于设置直流-直流变换器100在稳态工作时的切换频率，例如通过调节调频电流信号ISYN的大小，直流-直流变换器100的稳态工作频率可以在300K赫兹到2M赫兹之间灵活地连续调节。改变调频电流信号ISYN的大小可调节可控开关的稳态切换频率。同步信号SYN用于进一步调节直流-直流变换器在动态过程的工作频率，最终使得直流-直流变换器100的工作频率与同步信号SYN的频率完全相等。在一个实施例中，同步信号产生电路14包括时钟信号产生电路，所述同步信号SYN包括时钟信号。

锁频电路15接收导通时间信号TON和同步信号SYN，并比较导通时间信号TON和同步信号SYN的频率，产生误差信号VCO，此时，误差信号VCO为一个代表控制信号和同步信号SYN之间频率差的电压值。锁频电路15调节导通时间信号TON与同步信号SYN的频率，最终使得导通时间信号TON与同步信号SYN的频率相等。在一个实施例中，锁频电路15包括一个锁相环电路，所述锁相环电路除了比较导通时间信号TON和同步信号SYN的频率以外，还比较导通时间信号TON和同步信号SYN的相位，此时，误差信号VCO为一个代表控制信号和同步信号SYN之间频率差以及相位差的电压值。锁相环电路最终调节导通时间信号TON与同步信号SYN的频率相等，且相位同步。

图3所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的同步信号产生电路14的电路原理图。如图3所示，所述同步信号产生电路14包括：第一运算放大器41、晶体管42、镜像电流源43、电压比较器44、调频电阻RF和调频电容CF。

运算放大器41，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收第一参考电压VREF1，其第二输入端耦接至晶体管42的源极，其输出端耦接至晶体管42的栅极。晶体管42的漏极耦接镜像电流源43的第一端，晶体管42的源极耦接至调频电阻RF的一端，调频电阻RF的另一端电连接至地。运算放大器41、晶体管42以及调频电阻RF用于产生一个电流信号，镜像电流源43用于对该电流信号镜像，并在其第二端提供调频电流信号ISYN，其中，调频电流信号ISYN的值为下述公式(1)所示：

调频电容CF电连接在镜像电流源43的第二端和地之间，调频电流信号ISYN对调频电容CF充电，并产生一个调频电压信号VCF。电压比较器44具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收第二参考电压VREF2，其第二输入端接收调频电压信号VCF，其输出端提供同步信号SYN。通常，同步信号产生电路14中的运算放大器41、晶体管42、镜像电流源43、电压比较器44和调频电容CF被集成在单片集成电路中，而调频电阻RF保留在集成芯片的外部，通过调节调频电阻RF的值可调节调频电流信号ISYN的大小和同步信号SYN的频率。在图2所示实施例中，第一参考电压VREF1和二参考电压VREF2的值可根据应用场合设置为相等或不相等。在一个实施例中，例如，当调频电容CF设置为5P法拉，第一参考电压VREF1和二参考电压VREF2均设置为1.2V时，产生频率为500K赫兹的同步信号SYN，需设置调频电阻RF的值为166K欧姆；当需要产生频率为300K赫兹的同步信号SYN，则只需重新设置调频电阻RF的值为278K欧姆。

图4所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的锁频电路15的原理图。在图4所示实施例中，锁频电路15被示意为一个锁相环电路，用于将导通时间信号TON与同步信号SYN同频同步。锁相环电路包括D触发器501和D触发器502、与门电路503、电流源504和电流源505、第一开关506和第二开关507以及充电电容508。D触发器501和D触发器502分别具有第一输入端D、第二输入端C、第三输入端R、输出端Q和使能控制端EN。D触发器501和D触发器502的第一输入端D均接收供电电压VCC，D触发器501和D触发器502的第二输入端C分别接收同步信号SYN和导通时间信号TON，D触发器501和D触发器502的第三输入端R耦接在一起。D触发器501和D触发器502的第二输入端C分别形成锁相环电路的第一输入端和第二输入端。与门电路503具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中，与门电路503的第一输入端和第二输入端分别耦接至D触发器501和D触发器502的输出端Q，与门电路503的输出端耦接至D触发器501和D触发器502的第三输入端R。开关506和开关507分别具有第一端、第二端和控制端，其中，开关506和开关507的控制端分别耦接至D触发器501和502的输出端Q，开关506和开关507的第一端耦接在一起。在图4所示的实施例中，开关506和开关507由晶体管实现，且分别为P管和N管。电流源504耦接至晶体管506的第二端以在晶体管506导通时向其扇入电流I1，电流源505耦接至晶体管507的第二端以在晶体管507导通时从其扇出电流I2。充电电容508耦接于晶体管506和507的公共端与参考地之间，充电电容508和晶体管506和507的公共端形成锁相环电路的输出端，而充电电容508两端的电压即为误差信号VCO。在一个实施例中，D触发器501和D触发器502还包括一个使能控制端EN，用于接收使能控制信号EN，当使能控制信号EN有效时，D触发器501和D触发器502工作。

图5所示为根据本发明一个实施例的图2中所示的导通时间产生电路12的原理图。如图5所示，导通时间产生电路12包括：误差电流产生电路21、受控电流产生电路22，受控电压产生电路23、节点24、充放电电容25、复位开关26和电压比较器27。误差电流产生电路21接收误差电压信号VCO，误差电流产生电路21将误差电压信号VCO转换为误差电流信号ICO。受控电流产生电路22和充放电电容25串联连接在第一电压V1和逻辑地之间，受控电流产生电路22和充放电电容25的公共节点24耦接误差电流产生电路21的输出端，其中受控电流产生电路22用于产生充电电流ICH。复位开关26电连接在节点24和逻辑地之间。受控电压产生电路23接收第二电压V2，并产生受控电压信号VD。电压比较器27，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收受控电压信号VD，其第二输入端耦接至节点24接收充放电电容25两端的电压，电压比较器27比较受控电压信号VD和充放电电容25两端的电压，并产生导通时间信号TON。

第一电压V1和第二电压V2跟直流-直流变换器100中的开关电路10的拓扑结构选择相关。当开关电路10采用降压(BUCK)拓扑时，导通时间信号TON与输出电压VOUT成正比、且与输入电压VIN成反比。在一个实施例中，第一电压V1包括输入电压VIN，充电电流ICH与输入电压VIN成正比；第二电压V2包括输出电压VOUT，受控电压信号VD与输出电压VOUT成正比。

当开关电路10采用升压(BOOST)拓扑时，导通时间信号TON与输出电压VOUT和输入电压VIN之差(VOUT-VIN)成正比、且与输出电压VOUT成反比。在一个实施例中，第一电压V1包括输出电压VOUT，充电电流ICH与输出电压VOUT成正比；第二电压V2包括输入电压VIN和输出电压VOUT，受控电压信号VD与输出电压VOUT和输入电压VIN之差(VOUT-VIN)成正比。

图6所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的误差电流产生电路21的原理图。如图6所示，误差电流产生电路21包括一个差分跨导放大器，该差分跨导放大器比较误差信号VCO与第三参考电压VREF3的电压差值，并将该电压差值除以一电阻值，最终输出误差电流信号ICO。其中，误差电流信号ICO与误差信号VCO成正比。在一个实施例中，误差电流信号ICO代表导通时间信号TON与同步信号SYN之间的频率差。在另一个实施例中，误差电流信号ICO代表导通时间信号TON与同步信号SYN之间的相位差。

图7所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的受控电流产生电路22的原理图。如图7所示，所述受控电流产生电路22包括反馈电流产生电路71和乘法器电路72。

反馈电流产生电路71包括运算放大器701、晶体管702、电阻器R1、电阻器R2和电阻器R3。电阻器R1和电阻器R2串联连接在受控电流产生电路22的输入端和逻辑地之间，接收第一电压信号V1，电阻器R1和电阻器R2对第一电压信号V1分压，并在电阻器R1和电阻器R2的公共端提供分压信号VB1。运算放大器701，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收分压信号VB1，其第二输入端耦接至晶体管702的源极，其输出端耦接至晶体管702的栅极。晶体管702的源极耦接至电阻器R3的一端，电阻器R3的另一端电连接至地，晶体管702的漏极作为反馈电流产生电路71的输出端提供反馈电流信号IFB。其中，反馈电流信号IFB的值为下述公式(2)所示：

乘法器电路72接收反馈电流IFB和调频电流信号ISYN，并对反馈电流信号IFB和调频电流信号ISYN做乘法运算，并在输出端提供充电电流信号ICH。

ICH＝km×ISYN×IFB (3)

其中,km为乘法器电路72的比例系数。因此，充电电流信号ICH与反馈电流信号IFB和调频电流信号ISYN成正比，改变调频电流信号ISYN即可改变充电电流信号ICH的大小。

结合公式(2)和公式(3)可得出充电电流ICH与第一电压信号V1和调频电流信号ISYN的关系：

返回图5所示实施例，根据图5所示导通时间产生电路12的电路结构，导通时间TON与充电电流ICH和电压信号VD的关系如下：

ICH×TON＝C×VD (5)

其中，C为电容25的电容值，还需要说明，相比于充电电流ICH，误差电流信号ICO值很小，这里忽略误差电流信号ICO对直流-直流变换器100的开关频率的影响。导通时间TON与开关周期T的关系为：

TON＝D×T (6)

其中D为直流-直流变换器的稳态导通占空比，根据公式(4)-(6)，可以推导出开关周期T的推导公式如下：

当开关电路10为BUCK电路时，第一电压信号V1与输入电压VIN成比例，等于k1×VIN，其中k1为一个比例系数；电压信号VD与输出电压VOUT成比例，等于k2×VOUT，其中k2为一个比例系数。BUCK电路的稳态占空比D等于VOUT/VIN。将上述关系带入公式(7)可得：

当开关电路10为BOOST电路时，第一电压信号V1与输出电压VOUT成比例，等于k5×VOUT；电压信号VD与输出电压VOUT和输入电压VIN的差(VOUT-VIN)成比例，等于k4×(VOUT-VIN)，其中k4为一个比例系数。BOOST电路的稳态占空比D等于(VOUT-VIN)/VOUT。将上述关系带入公式(7)可得：

根据公式(8)和(9)，可知直流-直流变换器100的开关周期T与调频电流信号ISYN相关。再结合公式(1)可知，通过调节调频电阻RF的大小，就可以改变直流-直流变换器100的开关频率。

图8所示为根据本发明又一个实施例的图5中所示的受控电流产生电路22的原理图。图8所示为当开关电路10采用BOOST电路时，受控电流产生电路22的电路结构示意图。如图8所示，反馈电流产生电路71在输入端接收输出电压VOUT，并在输出端提供反馈电流信号IFB。乘法器电路72包括一个吉尔伯特单元电路703和电流镜电路704。吉尔伯特单元电路703接收反馈电流信号IFB和调频电流信号ISYN，并提供电流信号ISET。根据吉尔伯特单元电路703的电路结构可以计算出电流信号ISET等于IFB×ISYN/ISYN(MAX)，其中ISYN(MAX)为系统可设置的上限频率对应的调频电流信号ISYN的值。电流镜电路704接收设置电流ISET，并将电流ISET镜像后提供充电电流ICH。

图9所示为根据本发明一个实施例的图5中所示的受控电压产生电路23的原理图。图9所示为当开关电路采用BOOST电路时，受控电压产生电路23的电路结构示意图。在图9所示实施例中，所述受控电压信号产生器23包括：第一上拉电流镜81，具有输入端、第一电流端和第二电流端，其输入端接收输入电压VIN，第一电流端耦接电阻值为R4的电阻84；下拉电流镜82，具有电流入端和电流出端，其电流入端耦接至第一上拉电流镜81的第二电流端；第二上拉电流镜83，具有输入端、第一电流端和第二电流端，其输入端接收输出电压VOUT，其第一电流端耦接至下拉电流镜82的电流出端和电阻值为R5的电阻85，其第二电流端耦接电阻值为R4的电阻86；其中所述电阻85两端电压即为所述受控电压信号VD。通过计算，可知VD＝(VOUT–VIN)×R5/R4。

图10所示为根据本发明一个实施例的使能信号产生器900的电路结构示意图。在一个实施例中，图10所示使能信号产生器900用于产生图4所示实施例中的使能信号EN用于设置锁频电路15可以调节的频率范围。使能信号EN为一个逻辑高低电平信号，在一个实施例中，当使能信号EN为逻辑高时，锁频电路15使能(工作)；当使能信号EN为逻辑低时，锁频电路15不使能(不工作)。一般地，当同步信号SYN和导通时间信号TON的频率差大于一个设定的频率阈值时，使能信号EN无效，使能信号EN不使能锁频电路15。

在一个实施例中，使能信号产生器900包括一个滞环比较器901，具有第一输入端、第二输入端和输出端。滞环比较器901的第一输入端接收参考电流信号k5×ICH，其中，ICH为图5中的充电电流，k5为一个比例系数，一般地，k5等于0.3。滞环比较器901的第二输入端接收误差电流信号ICO，滞环比较器901比较参考电流信号k5×ICH和误差电流信号ICO，并在输出端输出使能信号EN。参考电流信号k5k5×ICH用于设定误差电流信号ICO上下浮动的一个范围，当误差电流信号ICO位于参考电流信号+k5×ICH和-k5×ICH之间时，表征同步信号SYN和导通时间信号TON的频率差位于频率阈值内，使能信号EN有效(逻辑高)，锁频电路15使能；当误差电流信号ICO超出参考电流信号+k5×ICH和-k5×ICH之间的范围时，表征同步信号SYN和导通时间信号TON的频率差大于频率阈值，使能信号EN无效(逻辑低)，使能信号EN不使能锁相环电路15。

在另一个实施例中，误差电流信号ICO上下浮动的范围也可以通过其他方式设定，例如，在图6所示的误差电流产生电路中，可以通过在跨导放大器中增加一个尾电流源201用于设置误差电流信号ICO上下浮动的范围，尾电流源201的值可设置为k5×ICH，其中，ICH为图5中的充电电流，k5为一个比例系数，一般地，k5等于0.3。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种用于直流-直流开关变换器的恒定导通时间控制电路，所述直流-直流开关变换器包括可控开关，通过控制可控开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压，其中，所述恒定导通时间控制电路包括：

同步信号产生电路，用于产生同步信号和调频电流信号，其中，改变调频电流信号的大小可调节可控开关的稳态切换频率；

导通时间产生电路，接收输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号，并基于输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号产生导通时间信号，所述导通时间信号用于控制可控开关的导通时间；以及

锁频电路，接收同步信号和导通时间信号，并将同步信号的频率和导通时间信号的频率比较，输出所述误差电压信号。

2.如权利要求1所述的恒定导通时间控制电路，其中，所述导通时间产生电路包括：

误差电流产生电路，具有输入端和输出端，误差电流产生电路的输入端接收误差电压信号，误差电流产生电路基于误差电压信号在输出端提供误差电流信号；

受控电流产生电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，受控电流产生电路的第一输入端接收第一电压信号，受控电流产生电路的第二输入端接收调频电流信号，受控电流产生电路基于第一电压信号和调频电流信号在其输出端输出充电电流信号；

充放电电容，具有第一端和第二端，充放电电容的第一端耦接误差电流产生电路的输出端和受控电流产生电路的输出端，接收误差电流信号和充电电流信号，充放电电容的第二端电连接逻辑地；

受控电压产生电路，具有输入端和输出端，受控电压产生电路的输入端接收第二电压信号，受控电压产生电路基于第二电压信号在输出端提供受控电压信号；以及

第一电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一电压比较器的第一输入端接收受控电压信号，第一电压比较器的第二输入端耦接充放电电容的第一端接收充放电电容的电压，第一电压比较器比较受控电压信号和充放电电容的电压，并产生导通时间信号。

3.如权利要求2所述的恒定导通时间控制电路，其中，所述受控电流产生电路包括：

反馈电流产生电路，接收第一电压信号，并基于第一电压信号产生反馈电流信号；以及

乘法器电路，接收反馈电流信号和调频电流信号，并将反馈电流信号和调频电流信号做乘法运算，输出充电电流信号。

4.如权利要求2所述的恒定导通时间控制电路，其中，当直流-直流开关变换器包括BUCK开关电路时，第一电压信号包括输入电压，充电电流信号与输入电压成正比；第二电压信号包括输出电压，受控电压信号与输出电压成正比。

5.如权利要求2所述的恒定导通时间控制电路，其中，当直流-直流开关变换器包括BOOST开关电路时，第一电压信号包括输出电压，充电电流信号与输出电压成正比；第二电压信号包括输入电压和输出电压，受控电压信号与输入电压和输出电压的差成正比。

6.如权利要求1所述的恒定导通时间控制电路，其中，所述同步信号产生电路包括：

第一运算放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一运算放大器的第一输入端接收第一参考电压；

第一晶体管，第一晶体管的源极耦接第一运算放大器的第二输入端，第一晶体管的栅极耦接第一运算放大器的输出端；

调频电阻，电连接在第一晶体管的源极和逻辑地之间；

第一镜像电流源，具有第一端和第二端，第一镜像电流源的第一端耦接第一晶体管的漏极，第一镜像电流源的第二端提供调频电流信号；

调频电容，电连接在第一镜像电流源的第二端和逻辑地之间；以及

第二电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第二电压比较器的第一输入端接收第二参考电压，第二电压比较器的第二输入端耦接第一镜像电流源的第二端和调频电容的公共端，接收调频电容两端的电压，第二电压比较器比较第二参考电压和调频电容两端的电压，并在输出端提供同步信号。

7.如权利要求1所述的恒定导通时间控制电路，其中，所述锁频电路包括锁相环电路，所述锁相环电路接收同步信号和导通时间信号，并将同步信号的频率与导通时间信号的频率比较，还将同步信号的相位与导通时间信号的相位比较，并输出误差电压信号。

8.如权利要求1所述的恒定导通时间控制电路，其中，所述恒定导通时间控制电路进一步包括：

比较电路，接收代表输出电压的反馈电压信号，并将反馈电压信号和第三参考电压信号比较，输出比较信号，所述比较信号用于控制可控开关的关断时间；以及

逻辑电路，接收比较信号和导通时间信号，并将比较信号和导通时间信号做逻辑运算，输出控制信号，所述控制信号用于控制可控开关的导通和关断切换。

9.一种恒定导通时间控制的直流-直流开关变换器，其中，所述直流-直流开关变换器包括电压转换芯片，所述电压转换芯片包括：

可控开关，通过控制可控开关的导通和关断将输入电压转换为输出电压；

同步信号产生电路，用于产生同步信号和调频电流信号，其中，改变调频电流信号的大小可调节可控开关的稳态切换频率；

导通时间产生电路，接收输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号，并基于输出电压信号、输入电压信号、调频电流信号和误差电压信号产生导通时间信号，所述导通时间信号用于控制可控开关的导通时间；以及

锁频电路，接收同步信号和导通时间信号，并将同步信号的频率和导通时间信号的频率比较，输出所述误差电压信号。

10.如权利要求9所述的直流-直流开关变换器，其中，所述导通时间产生电路包括：

误差电流产生电路，具有输入端和输出端，误差电流产生电路的输入端接收误差电压信号，误差电流产生电路基于误差电压信号在输出端提供误差电流信号；

受控电流产生电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，受控电流产生电路的第一输入端接收第一电压信号，受控电流产生电路的第二输入端接收调频电流信号，受控电流产生电路基于第一电压信号和调频电流信号在其输出端输出充电电流信号；

充放电电容，具有第一端和第二端，充放电电容的第一端耦接误差电流产生电路的输出端和受控电流产生电路的输出端，接收误差电流信号和充电电流信号，充放电电容的第二端电连接逻辑地；

受控电压产生电路，具有输入端和输出端，受控电压产生电路的输入端接收第二电压信号，受控电压产生电路基于第二电压信号在输出端提供受控电压信号；以及

第一电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一电压比较器的第一输入端接收受控电压信号，第一电压比较器的第二输入端耦接充放电电容的第一端接收充放电电容的电压，第一电压比较器比较受控电压信号和充放电电容的电压，并产生导通时间信号。

11.如权利要求9所述的直流-直流开关变换器，进一步包括调频电阻，所述调频电阻耦接在同步信号产生电路和地之间，通过改变调频电阻的阻值调节同步信号的频率和调频电流信号的大小。

12.如权利要求11所述的直流-直流开关变换器，其中，所述同步信号产生电路包括：

第一运算放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第一运算放大器的第一输入端接收第一参考电压；

第一晶体管，第一晶体管的源极耦接第一运算放大器的第二输入端，第一晶体管的栅极耦接第一运算放大器的输出端；

第一镜像电流源，具有第一端和第二端，第一镜像电流源的第一端耦接第一晶体管的漏极，第一镜像电流源的第二端提供所述调频电流信号；

调频电容，电连接在第一镜像电流源的第二端和逻辑地之间；以及

第二电压比较器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，第二电压比较器的第一输入端接收第二参考电压，第二电压比较器的第二输入端耦接第一镜像电流源的第二端和调频电容的公共端，接收调频电容两端的电压，第二电压比较器比较第二参考电压和调频电容两端的电压，并在输出端提供所述同步信号；其中，

所述调频电阻电连接在第一晶体管的源极和逻辑地之间。

13.如权利要求10所述的直流-直流开关变换器，其中，所述受控电流产生电路包括：

反馈电流产生电路，接收第一电压信号，并基于第一电压信号产生反馈电流信号；以及

乘法器电路，接收反馈电流信号和调频电流信号，并将反馈电流信号和调频电流信号做乘法运算，输出充电电流信号。