CN115149905B - 一种降低次谐波振荡电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低次谐波振荡电路，包括：第一电路、补偿电流产生电路和第一电流镜电路；第一电路包括第一电阻，第一电阻基于基准电压产生第一电流；降低次谐波振荡电路中除第一电阻以外的其他元器件均集成于集成电路芯片内，第一电阻设置于集成电路芯片外；第一电流镜电路用于将第一电流镜像至补偿电流产生电路；补偿电流产生电路包括第一电容，并利用第一电流的镜像电流对第一电容进行充电，第一电容上的电压用于产生斜坡补偿电流。本发明通过调节外置于集成电路芯片的第一电阻的大小，实现了对斜坡补偿电流的调节，从而使得斜坡补偿电流适合于不同输入输出情况下所应用的电路。

Description

一种降低次谐波振荡电路
技术领域
本发明涉及斜坡补偿技术领域，具体涉及一种降低次谐波振荡电路。
背景技术
现有技术中，为了减小电路中出现的次谐波振荡，通常需要在控制回路中设置降低次谐波振荡电路。而现有的降低次谐波振荡电路，其补偿值是固定的，因此，当将现有的降低次谐波振荡电路应用于能实现电压电流的宽范围输入或宽范围输出的集成电路芯片中时，由于在电路处于不同的输入或者输出情况下时，控制回路实际所需的补偿值是不固定的，故此时，并非所有的输入输出情况下，控制回路都能实现实际所需的补偿效果，从而导致在某些应用场合，电路仍会存在较大的次谐波振荡。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种降低次谐波振荡电路，以解决现有的降低次谐波振荡电路补偿值固定导致其不一定满足电路实际的补偿需要的问题。
本发明实施例提供了一种降低次谐波振荡电路，包括：第一电路、补偿电流产生电路和第一电流镜电路；
所述第一电路包括第一电阻R1，所述第一电阻R1基于基准电压产生第一电流；所述降低次谐波振荡电路中除所述第一电阻R1以外的其他元器件均集成于集成电路芯片内，所述第一电阻R1设置于所述集成电路芯片外；
所述第一电流镜电路用于将所述第一电流镜像至所述补偿电流产生电路；
所述补偿电流产生电路包括第一电容C1，并利用所述第一电流的镜像电流对所述第一电容C1进行充电，所述第一电容C1上的电压用于产生斜坡补偿电流。
可选的，所述降低次谐波振荡电路还包括第二电流镜电路；
所述第一电路还包括第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第一元器件，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2的第一端分别与所述第二电流镜电路的两个输出端连接，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2的第二端均与所述第一元器件的一端连接，所述第一元器件的另一端接地，所述第一开关管M1的受控端接所述基准电压，所述第三开关管M3的第一端与所述第一电流镜电路的一个输出端连接，所述第一电流镜电路的另一个输出端与所述补偿电流产生电路的输入端连接，所述第三开关管M3的第二端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第三开关管M3的受控端与所述第二开关管M2的第一端连接，所述第二开关管M2的受控端与所述第一电阻R1的第一端连接。
可选的，所述第一元器件为电流源或电阻。
可选的，所述补偿电流产生电路还包括第四开关管M4，所述第四开关管M4的一端与所述第一电容C1的充电端连接，所述第四开关管M4的另一端接地，所述第四开关管M4的受控端接预设时钟信号。
可选的，所述补偿电流产生电路还包括第五开关管M5、第六开关管M6、第二电阻R2、第七开关管M7和第八开关管M8；
所述第五开关管M5的第一端作为所述补偿电流产生电路的输入端，所述第五开关管M5的第二端与所述第一电容C1的充电端连接，所述第一电容C1的另一端接地，所述第六开关管M6的第一端与所述第七开关管M7的输出端连接，所述第六开关管M6的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第五开关管M5和所述第六开关管M6的受控端均与所述第五开关管M5的第一端连接，所述第七开关管M7的输入端和所述第八开关管M8的输入端均接电源，所述第七开关管M7的受控端和所述第八开关管M8的受控端均与所述第七开关管M7的输出端连接，所述第八开关管M8的输出端作为所述补偿电流产生电路的输出端。
可选的，所述第五开关管M5和所述第六开关管M6均为NMOS管，或者均为NPN三极管；
所述第七开关管M7和第八开关管M8均为PMOS管，或者均为PNP三极管。
本发明实施例还提供了一种降低次谐波振荡的升压电路，包括：升压主回路和控制回路；
所述升压主回路包括开关升压电路；
所述控制回路用于输出控制所述开关升压电路中的可控开关M9通断的控制信号，所述控制回路包括上述的任一种降低次谐波振荡电路，所述控制信号至少基于所述降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流、所述基准电压、以及所述升压主回路输出端的第一采样信号和充电电流的第二采样信号生成。
可选的，所述可控开关M9通过第一采样电阻R3接地；
所述控制回路还包括第一比较电路，所述第一比较电路的一个输入端接第一电信号，所述第一电信号是基于所述第一采样信号和所述基准电压的大小关系生成，所述第一比较电路的另一个输入端接第二电信号，所述第二电信号是基于所述第二采样信号和所述斜坡补偿电流生成；
所述控制回路基于所述第一比较电路输出的电信号产生所述控制信号。
可选的，所述控制回路还包括第二比较电路和转换电路；
所述第二比较电路的一个输入端接所述基准电压、另一个输入端接所述第一采样信号；
所述转换电路包括可控电流源和第三电阻R8，所述可控电流源的一个控制端与所述第二比较电路的输出端连接、另一个控制端接固定电压信号，所述可控电流源的输出端与所述第三电阻R8的第一端连接，所述第三电阻R8的第二端接地，所述第三电阻R8的第一端用于输出所述第一电信号。
可选的，所述转换电路还包括第四电阻R4和第二电容C4，所述第四电阻R4的一端与所述第二比较电路的输出端连接，所述第四电阻R4的另一端通过所述第二电容C4接地。
可选的，所述控制回路还包括降低次谐波振荡补偿器F1和第五电阻R7；
所述降低次谐波振荡补偿器F1的第一端与所述第一比较电路的接所述第二电信号的输入端连接，所述降低次谐波振荡补偿器F1的第二端与所述第五电阻R7的一端连接，所述降低次谐波振荡补偿器F1的第三端接所述斜坡补偿电流，所述第五电阻R7的另一端与所述可控开关M9和所述第一采样电阻R3的连接处连接。
可选的，所述控制回路包括产生所述控制信号的电路，还包括触发器E1和振荡器，所述触发器E1的一个输入端与所述振荡器的输出端连接，所述触发器E1的另一个输入端与所述第一比较电路的输出端连接，所述触发器E1的输出端与产生所述控制信号的电路的输入端连接。
本发明实施例提供的降低次谐波振荡电路，通过调节外置于集成电路芯片中的第一电阻R1的大小，即可实现对斜坡补偿电流Islope的调节，从而使得该降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流Islope适合于不同输入输出情况下所应用的电路。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种降低次谐波振荡电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种降低次谐波振荡电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种降低次谐波振荡电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种斜坡补偿电流Islope随预设时钟信号CLK变化的波形示意图；
图5为本发明实施例提供的一种降低次谐波振荡的升压电路的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的降低次谐波振荡的升压电路中各电压随着预设时钟信号CLK变化的波形示意图；
图7为本发明实施例提供的降低次谐波振荡的升压电路中第二采样信号VIL随SWON信号变化的波形示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种降低次谐波振荡电路，包括：第一电路101、补偿电流产生电路102和第一电流镜电路103；
所述第一电路101包括第一电阻R1，所述第一电阻R1基于基准电压VF产生第一电流；所述降低次谐波振荡电路中除所述第一电阻R1以外的其他元器件均集成于集成电路芯片内，所述第一电阻R1设置于所述集成电路芯片外；
所述第一电流镜电路103用于将所述第一电流镜像至所述补偿电流产生电路102；
所述补偿电流产生电路102包括第一电容C1，并利用所述第一电流的镜像电流对所述第一电容C1进行充电，所述第一电容C1上的电压用于产生斜坡补偿电流Islope。
本发明实施例中，基准电压VF固定不变，调节第一电阻R1的大小，即可调节第一电流的大小，而第一电容C1是利用第一电流的镜像电流（镜像电流等于第一电流）充电的，因此第一电容C1上的电压与第一电流相关，而斜坡补偿电流Islope是基于第一电容C1上的电压产生的，也即通过调节第一电阻R1的大小，即可实现对斜坡补偿电流Islope的调节，从而使得该降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流Islope适合于当前所应用的电路。具体的，第一电阻R1可以外置于集成电路芯片，以在不同的输入输出情况下，实现调节。
本发明的一些具体的实施方式中，请参阅图2，降低次谐波振荡电路还包括第二电流镜电路104；
所述第一电路101还包括第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第一元器件，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2的第一端分别与所述第二电流镜电路的两个输出端连接，所述第一开关管M1和所述第二开关管M2的第二端均与所述第一元器件的一端连接，所述第一元器件的另一端接地，所述第一开关管M1的受控端接所述基准电压，所述第三开关管M3的第一端与所述第一电流镜电路103的一个输出端连接，所述第一电流镜电路的另一个输出端与所述补偿电流产生电路102的输入端连接，所述第三开关管M3的第二端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端接地，所述第三开关管M3的受控端与所述第二开关管M2的第一端连接，所述第二开关管M2的受控端与所述第一电阻R1的第一端连接。
具体的，请参阅图3，所述第二电流镜电路104包括开关管M10和开关管M11，开关管M10的第一端和开关管M11的第一端作为第二电流镜电路104的两个输入端均与电源VDD连接，开关管M10的第二端和开关管M11的第二端作为第二电流镜电路104的两个输出端，开关管M10的第二端具体与第一开关管M1的第一端连接，开关管M11的第二端具体与第二开关管M2的第一端连接。开关管M10的受控端和开关管M11的受控端均与开关管M10的第二端连接。开关管M10和开关管M11的参数相同，均可采用PMOS管或者PNP三极管。第一电流镜电路103包括开关管M12和开关管M13，开关管M12的第一端和开关管M13的第一端作为第一电流镜电路103的两个输入端均与电源VDD连接，开关管M12的第二端和开关管M13的第二端作为第一电流镜电路103的两个输出端，开关管M12的第二端具体与第三开关管M3的第一端连接，开关管M13的第二端具体与补偿电流产生电路102的输入端连接。开关管M12的受控端和开关管M13的受控端均与开关管M12的第二端连接。开关管M12和开关管M13的参数相同，均可采用PMOS管或者PNP三极管。第一开关管M1、第二开关管M2和第三开关管M3均可采用NMOS管或者NPN三极管，且第一开关管M1和第二开关管M2的参数可以相同。
当该降低次谐波振荡电路设置在控制回路中时，电源VDD可以是控制回路的电源。
本发明实施例提供的一种降低次谐波振荡电路的工作原理为：
电路刚上电时，第一开关管M1的受控端接基准电压VF，第一开关管M1导通，开关管M10和开关管M11导通，所述第二开关管M2的第一端电压被开关管M11拉高，即第三开关管M3的受控端电压被拉高，第三开关管M3导通，此时，开关管M12的受控端通过第三开关管M3和第一电阻R1接地，开关管M12的受控端为低电平，开关管M12导通，因此，第一电阻R1中产生第一电流I1，该第一电流I1流经第一电阻R1后，第一电阻R1的第一端电压升高，第二开关管M2导通。此时，由于开关管M10和开关管M11组成第二电流镜电路104，因此，流过开关管M10的电流等于流过开关管M11的电流，即流过第一开关管M1的电流等于流过第二开关管M2的电流，由于第一开关管M1和第二开关管M2均采用NMOS管或者NPN三极管，故第一开关管M1的受控端与第二端之间的电压差等于第二开关管M2的受控端与第二端之间的电压差，且由于第一开关管M1的第二端与第二开关管M2的第二端相连，因此，第一开关管M1的受控端电压等于第二开关管M2的受控端电压，即第一电阻R1的第一端电压等于基准电压VF，此时，若第一电阻R1的第一端电压高于基准电压VF，则流过第二开关管M2的电流增大，第二开关管M2的第一端电压降低，流过第三开关管M3电流减小，第一电阻R1的第一端电压降低，若第一电阻R1的第一端电压低于基准电压VF，则流过第二开关管M2的电流减小，第二开关管M2的第一端电压增大，流过第三开关管M3电流增大，第一电阻R1的第一端电压升高，因此，电路达到稳定状态时，第一电阻R1的第一端电压稳定在基准电压VF，此时，第一电阻R1中产生的第一电流I1=VF/R1。
另外，由于所述第三开关管M3的第一端与所述第一电流镜电路103的一个输出端连接，所述第三开关管M3的第二端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端接地，也即第三开关管M3和第一电阻R1串联，因此，所述第一电流镜电路103的另一个输出端电流等于第一电阻R1中的第一电流I1=VF/R1，也就是说，输入端与第一电流镜电路103的另一个输出端连接的补偿电流产生电路的输入电流等于第一电流I1=VF/R1，而补偿电流产生电路的输入电流是用来对第一电容C1进行充电产生斜坡补偿电流的，因此，斜坡补偿电流Islope的大小与第一电阻R1的大小相关。
一些具体的实施方式中，所述第一元器件为电流源I（请参阅图3）或电阻（图中未示出）。
一些具体的实施方式中，所述补偿电流产生电路还包括第四开关管M4，所述第四开关管M4的一端与所述第一电容C1的充电端连接，所述第四开关管M4的另一端接地，所述第四开关管M4的受控端接预设时钟信号CLK。
具体的，所述第四开关管M4可以是NMOS管或者NPN三极管。
本发明实施例中，利用预设时钟信号和第四开关管M4实现对第一电容C1的充放电控制。具体来说，第四开关管M4的受控端接预设时钟信号CLK，因此，当预设时钟信号CLK为高电平时，第四开关管M4导通，第一电容C1迅速放电到0，当预设时钟信号CLK为低电平时，第四开关管M4关断，第一电流I1对第一电容C1进行充电，此时C1*V=I1*t，其中，V为充电后第一电容C1的端电压，t为充电时间，当t=D*T时，V=I1*D*T/C1= （VF/R1）*D*T/C1，其中，T为预设时钟信号CLK的一个周期的时间长度，D为预设时钟信号CLK中低电平的占空比。所述第一电流镜电路103的另一个输出端输出的电流（即第一电阻R1上的第一电流的镜像电流）对所述第一电容C1进行充电，所述第一电容C1 上的电压用于产生斜坡补偿电流Islope。
请参阅图3，一些具体的实施方式中，所述补偿电流产生电路还包括第五开关管M5、第六开关管M6、第二电阻R2、第七开关管M7和第八开关管M8；
所述第五开关管M5的第一端作为所述补偿电流产生电路的输入端，所述第五开关管M5的第二端与所述第一电容C1的充电端连接，所述第一电容C1的另一端接地，所述第六开关管M6的第一端与所述第七开关管M7的输出端连接，所述第六开关管M6的第二端通过所述第二电阻R2接地，所述第五开关管M5和所述第六开关管M6的受控端均与所述第五开关管M5的第一端连接，所述第七开关管M7的输入端和所述第八开关管M8的输入端均接电源，所述第七开关管M7的受控端和所述第八开关管M8的受控端均与所述第七开关管M7的输出端连接，所述第八开关管M8的输出端作为所述补偿电流产生电路的输出端。
具体的，第五开关管M5和第六开关管M6均采用NMOS管或者均采用NPN三极管（请参阅图3）。第七开关管M7和第八开关管M8可以均采用PMOS管，第七开关管M7和第八开关管M8也可以均采用PNP三极管。
本发明实施例中，由于所述第五开关管M5的第一端与第一电流镜电路103的另一个输出端连接，而该输出端是开关管M13的第二端，开关管M13的第一端接电源VDD，因此在开关管M13导通之后，第五开关管M5和第六开关管M6的受控端电压被拉到电源VDD，因此，第五开关管M5和第六开关管M6导通，补偿电流产生电路的输入电流，即I1，通过第五开关管M5给第一电容C1充电。请参阅图4，由上文可知，充电过程中第一电容C1的端电压V= I1*t/C1，在使用预设时钟信号CLK控制第一电容C1的充放电过程时，预设时钟信号CLK的一个周期内，第一电容C1的端电压V的最大值为（VF/R1）*D*T/C1。由于，第一电容C1的端电压V即为第五开关管M5的第二端电压V52，因此V52的最大值为（VF/R1）*D*T/C1。此时，由于第六开关管M6导通，因此，第七开关管M7的受控端通过第六开关管M6和第二电阻R2接地，第七开关管M7的受控端为低电平，第七开关管M7导通，第二电阻R2中产生第二电流I2。此时，以第五开关管M5和第六开关管M6的参数相同为例，第五开关管M5和第六开关管M6的受控端与第二端之间的电压差V02相等，由于所述第五开关管M5和所述第六开关管M6的受控端均与所述第五开关管M5的第一端连接，因此第五开关管M5的第二端电压V52和第六开关管M6的第二端电压V62。当预设时钟信号CLK为低电平时，第一电容C1处于充电阶段时，第二电阻R2中产生的第二电流I2的最大值为V62/ R2= V52/ R2=（VF/R1）*D*T/（C1*R2）；当预设时钟信号CLK为高电平时，第一电容C1处于放电阶段时，第六开关管M6的第二端电压V62随着第五开关管M5的第二端电压V52迅速放电到0，因此，第二电阻R2中产生的第二电流I2迅速由最大值放电到0。
最后，若第七开关管M7和第八开关管M8的参数相同，则构成电流镜，因此，第八开关管M8中流出的斜坡补偿电流Islope即等于第七开关管M7中流过的第二电流I2。
请参阅图5，本发明实施例提供一种降低次谐波振荡的升压电路，包括：升压主回路和控制回路；
所述升压主回路包括开关升压电路；
所述控制回路用于输出控制所述开关升压电路中的可控开关M9通断的控制信号，所述控制回路包括上文任一实施例所述的降低次谐波振荡电路，所述控制信号至少基于所述降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流Islope、所述基准电压VF、以及所述升压主回路输出端的第一采样信号和充电电流IL的第二采样信号生成。
具体的，所述控制信号可以由PWM控制器生成。开关升压电路包括电感L1、可控开关M9和二极管D1，电感L1的第一端接输入电压VIN，电感L1的第二端分别与二极管D1的阳极、可控开关M9的一端连接，二极管D1的阴极输出电压VOUT，可控开关M9的另一端通过第一采样电阻R3接地，第一采样电阻R3用于采样得到所述第二采样信号。所述第一采样信号由第六电阻R5和第七电阻R6采样得到，第六电阻R5的一端与二极管D1的阴极连接、另一端通过所述第七电阻R6接地。
进一步的，所述开关升压电路还可以包括第三电容C2和第四电容C3，所述第三电容C2的一端与所述电感L1的第一端连接、另一端接地，第四电容C3的一端与二极管D1的阴极连接、另一端接地。
本发明实施例将上文实施例所述的降低次谐波振荡电路应用于升压电路的控制回路，通过调节第一电阻R1的大小，即可实现对斜坡补偿电流Islope的调节，从而使得该降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流Islope适合于当前所应用的升压电路。具体的，第一电阻R1可以外置于集成电路芯片，以在不同的输入输出情况下，实现调节。
一些具体的实施方式中，所述可控开关M9通过第一采样电阻R3接地；
所述控制回路还包括第一比较电路，所述第一比较电路的一个输入端接第一电信号，所述第一电信号是基于所述第一采样信号和所述基准电压VF的大小关系生成，所述第一比较电路的另一个输入端接第二电信号，所述第二电信号是基于所述第二采样信号和所述斜坡补偿电流生成；
所述控制回路基于所述第一比较电路输出的电信号产生所述控制信号。
具体的，第一比较电路可以是比较器A3。
一些具体的实施方式中，所述控制回路还包括第二比较电路和转换电路；
所述第二比较电路的一个输入端接所述基准电压VF、另一个输入端接所述第一采样信号；
所述转换电路包括可控电流源G1和第三电阻R8，所述可控电流源G1的一个控制端与所述第二比较电路的输出端连接、另一个控制端接固定电压信号V1，所述可控电流源G1的输出端与所述第三电阻R8的第一端连接，所述第三电阻R8的第二端接地，所述第三电阻R8的第一端用于输出所述第一电信号。
具体的，所述第二比较电路可以为运算放大器A2。
请参阅图5，本发明实施例中的电源VDD、固定电压信号V1和基准电压VF均可以由电压发生器产生。
一些具体的实施方式中，所述转换电路还包括第四电阻R4和第二电容C4，所述第四电阻R4的一端与所述第二比较电路的输出端连接，所述第四电阻R4的另一端通过所述第二电容C4接地。
本发明实施例提供的第四电阻R4和第二电容C4的串联结构用于对第二比较电路的输出进行相位补偿。
一些具体的实施方式中，所述控制回路还包括降低次谐波振荡补偿器F1和第五电阻R7；
所述降低次谐波振荡补偿器F1的第一端与所述第一比较电路的接所述第二电信号的输入端连接，所述降低次谐波振荡补偿器F1的第二端与所述第五电阻R7的一端连接，所述降低次谐波振荡补偿器F1的第三端接所述斜坡补偿电流，所述第五电阻R7的另一端与所述可控开关M9和所述第一采样电阻R3的连接处连接。
具体的，降低次谐波振荡补偿器F1可以为加法器。
一些具体的实施方式中，所述控制回路包括产生所述控制信号的电路，还包括触发器E1和振荡器，所述触发器E1的一个输入端与所述振荡器的输出端连接，所述触发器E1的另一个输入端与所述第一比较电路的输出端连接，所述触发器E1的输出端与产生所述控制信号的电路的输入端连接。
具体的，触发器E1的S端与所述振荡器的输出端连接、R端与所述第一比较电路的输出端连接。考虑到触发器E1的输入必须为数字信号，因此本发明实施例中选用比较器A3作为第一比较电路。
下面详细说明上文所述的降低次谐波振荡的升压电路的工作过程及控制原理。
当升压主回路的输出电压VOUT为设定值时，基准电压VF与第七电阻R6上的采样电压的差值较小甚至相等。当升压主回路输出的电压VOUT低于设定值时，第七电阻R6上的采样电压（即第一采样信号）也降低，基准电压VF与第七电阻R6上的采样电压的差值增大，故运算放大器A2输出为电压较高的高电平。由于可控电流源G1控制端的电压差值等于运算放大器A2输出的高电平的电压减去固定电压V1，因此该电压差值相对于升压主回路的输出电压VOUT为设定值时增大，故可控电流源G1的输出电流变大，而可控电流源G1的输出电流全部通过第三电阻R8流向地，第三电阻R8上的电压VIcon即指示了可控电流源G1的输出电流大小，即当升压主回路的输出电压VOUT低于设定值时，比较器A3的反相输入端电压VIcon增大。
同时，第一采样电阻R3的第二采样信号VIL，指示了电感L1的充电电流IL的大小，由于比较器A3的输入端无法流入电流，因此，降低次谐波振荡电路生成的斜坡补偿电流Islope通过降低次谐波振荡补偿器F1、第五电阻R7和第一采样电阻R3流入地，故第五电阻R7上的电压VIslope即指示了斜坡补偿电流Islope的大小，故此时，比较器A3正相输入端的输入电压指示了VIL和VIslope之和的大小，因此，若比较器A3正相输入端相当于仅输入电感L1的充电电流IL对应的第二采样信号VIL时，比较器A3的反相输入端相当于输入VIcon-VIslope的大小，各采样电压随预设时钟信号CLK变化的波形图如图6所示。当升压主回路的输出电压VOUT低于设定值时，由于VIcon增大，故VIcon-VIslope也增大。此时，由于可控开关M9的控制逻辑尚未发生变化，因此电感L1的充电电流IL也尚未发生变化，对应的第二采样信号VIL也就尚未发生变化，而比较器A3的反相输入端电压VIcon增大，也即VIcon-VIslope增大，故此时，比较器A3输出低电平，即触发器E1的R端输入为低电平，因此，当预设时钟信号CLK变化为高电平，即触发器E1的S端输入变为高电平时，触发器E1的Q端输出为高电平，即SWON信号为高电平，可控开关M9导通，电感L1处于充电状态，充电电流IL增大。
当充电电流IL对应的第二采样信号VIL增大到上述升压主回路的输出电压VOUT低于设定值时的VIcon-VIslope后，比较器A3输出高电平，即触发器E1的R端输入为高电平，此时，根据图6可知，当预设时钟信号CLK为低电平时，即触发器E1的S端输入为低电平，触发器E1的Q端输出为低电平，即SWON信号为低电平，可控开关M9关断，电感L1处于放电状态，而由于此时充电电流IL对应的第二采样信号VIL已经增大，也即充电电流IL已经增大，因此升压主回路的输出电压VOUT升高，且由运算放大器的虚短特性可知，第七电阻R6上的采样电压（即第一采样信号）最终被调节为等于基准电压VF，此时，升压主回路的输出电压VOUT升高到设定值。图7示出了第二采样信号VIL随SWON信号变化的波形示意图。
另外，当升压主回路的输出电压VOUT高于设定值时，第七电阻R6上的采样电压（即第一采样信号）也升高，基准电压VF与第七电阻R6上的采样电压的差值减小至负值，故运算放大器A2输出为低电平。因此，运算放大器A2的输出电压减去固定电压V1的电压差值减小，可控电流源G1的输出电流随之减小，可控电流源G1的输出电流全部通过第三电阻R8流向地，第三电阻R8上的电压VIcon即指示了可控电流源G1的输出电流大小，即当升压主回路的输出电压VOUT高于设定值时，比较器A3的反相输入端电压VIcon减小。
同时，第一采样电阻R3的第二采样信号VIL，指示了电感L1的充电电流IL的大小，由于比较器A3的输入端无法流入电流，因此，降低次谐波振荡电路生成的斜坡补偿电流Islope通过降低次谐波振荡补偿器F1、第五电阻R7和第一采样电阻R3流入地，故第五电阻R7上的电压VIslope即指示了斜坡补偿电流Islope的大小，故此时，比较器A3正相输入端的输入电压指示了VIL和VIslope之和的大小，因此，若比较器A3正相输入端相当于仅输入电感L1的充电电流IL对应的第二采样信号VIL时，比较器A3的反相输入端相当于输入VIcon-VIslope的大小。由于VIcon减小，因此VIcon-VIslope也减小。此时，由于可控开关M9的控制逻辑尚未发生变化，因此电感L1的充电电流IL也尚未发生变化，对应的第二采样信号VIL也就尚未发生变化，而VIcon-VIslope减小，因此比较器A3输出高电平，即触发器E1的R端输入为高电平，因此，当预设时钟信号CLK变化为低电平，即触发器E1的S端输入变为低电平时，触发器E1的Q端输出为低电平，即SWON信号为低电平，可控开关M9关断，电感L1处于放电状态，充电电流IL减小。
当充电电流IL对应的第二采样信号VIL减小到上述升压主回路的输出电压VOUT高于设定值时的VIcon-VIslope后，比较器A3输出低电平，即触发器E1的R端输入为低电平，此时，根据图6可知，当预设时钟信号CLK为高电平时，即触发器E1的S端输入为高电平，触发器E1的Q端输出为高电平，即SWON信号为高电平，可控开关M9导通，电感L1处于充电状态，而由于此时的充电电流IL对应的第二采样信号VIL已经减小，也即充电电流IL已经减小，因此升压主回路的输出电压VOUT降低，且由运算放大器的虚短特性可知，第七电阻R6上的采样电压（即第一采样信号）最终被调节为等于基准电压VF，此时，升压主回路的输出电压VOUT降低到设定值。
本发明实施例提供的降低次谐波振荡的升压电路，通过电压外环、电流内环的双环控制结构，提高了暂态闭环响应速度。
图5所示的虚线框内的电路结构均可集成于集成电路芯片内，在实际应用时，可以根据该集成电路芯片实际所应用的电路所需的输入输出情况，调节设置在集成电路芯片外部的第一电阻R1的大小，即选取适当的补偿电阻值，即可对降低次谐波振荡电路的斜坡补偿电流Islope进行调节，从而得到合适的补偿值，以确保能够减小该集成电路芯片实际所应用的电路中出现的次谐波振荡。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种降低次谐波振荡电路，其特征在于，包括：第一电路、补偿电流产生电路和第一电流镜电路；
所述第一电路包括第一电阻（R1），所述第一电阻（R1）基于基准电压产生第一电流；所述降低次谐波振荡电路中除所述第一电阻（R1）以外的其他元器件均集成于集成电路芯片内，所述第一电阻（R1）设置于所述集成电路芯片外；
所述第一电流镜电路用于将所述第一电流镜像至所述补偿电流产生电路；
所述补偿电流产生电路包括第一电容（C1），并利用所述第一电流的镜像电流对所述第一电容（C1）进行充电，所述第一电容（C1）上的电压用于产生斜坡补偿电流；
所述补偿电流产生电路还包括第四开关管（M4），所述第四开关管（M4）的一端与所述第一电容（C1）的充电端连接，所述第四开关管（M4）的另一端接地，所述第四开关管（M4）的受控端接预设时钟信号；
所述降低次谐波振荡电路还包括第二电流镜电路；
所述第一电路还包括第一开关管（M1）、第二开关管（M2）、第三开关管（M3）和第一元器件，所述第一开关管（M1）和所述第二开关管（M2）的第一端分别与所述第二电流镜电路的两个输出端连接，所述第一开关管（M1）和所述第二开关管（M2）的第二端均与所述第一元器件的一端连接，所述第一元器件的另一端接地，所述第一开关管（M1）的受控端接所述基准电压，所述第三开关管（M3）的第一端与所述第一电流镜电路的一个输出端连接，所述第一电流镜电路的另一个输出端与所述补偿电流产生电路的输入端连接，所述第三开关管（M3）的第二端与所述第一电阻（R1）的第一端连接，所述第一电阻（R1）的第二端接地，所述第三开关管（M3）的受控端与所述第二开关管（M2）的第一端连接，所述第二开关管（M2）的受控端与所述第一电阻（R1）的第一端连接。
2.根据权利要求1所述的降低次谐波振荡电路，其特征在于，所述第一元器件为电流源或电阻。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的降低次谐波振荡电路，其特征在于，所述补偿电流产生电路还包括第五开关管（M5）、第六开关管（M6）、第二电阻（R2）、第七开关管（M7）和第八开关管（M8）；
所述第五开关管（M5）的第一端作为所述补偿电流产生电路的输入端，所述第五开关管（M5）的第二端与所述第一电容（C1）的充电端连接，所述第一电容（C1）的另一端接地，所述第六开关管（M6）的第一端与所述第七开关管（M7）的输出端连接，所述第六开关管（M6）的第二端通过所述第二电阻（R2）接地，所述第五开关管（M5）和所述第六开关管（M6）的受控端均与所述第五开关管（M5）的第一端连接，所述第七开关管（M7）的输入端和所述第八开关管（M8）的输入端均接电源，所述第七开关管（M7）的受控端和所述第八开关管（M8）的受控端均与所述第七开关管（M7）的输出端连接，所述第八开关管（M8）的输出端作为所述补偿电流产生电路的输出端。
4.根据权利要求3所述的降低次谐波振荡电路，其特征在于，所述第五开关管（M5）和所述第六开关管（M6）均为NMOS管，或者均为NPN三极管；
所述第七开关管（M7）和第八开关管（M8）均为PMOS管，或者均为PNP三极管。
5.一种降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，包括：升压主回路和控制回路；
所述升压主回路包括开关升压电路；
所述控制回路用于输出控制所述开关升压电路中的可控开关（M9）通断的控制信号，所述控制回路包括权利要求1-4中任一项所述的降低次谐波振荡电路，所述控制信号至少基于所述降低次谐波振荡电路输出的斜坡补偿电流、基准电压、以及所述升压主回路输出端的第一采样信号和充电电流的第二采样信号生成。
6.根据权利要求5所述的降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，所述可控开关（M9）通过第一采样电阻（R3）接地；
所述控制回路还包括第一比较电路，所述第一比较电路的一个输入端接第一电信号，所述第一电信号是基于所述第一采样信号和所述基准电压的大小关系生成，所述第一比较电路的另一个输入端接第二电信号，所述第二电信号是基于所述第二采样信号和所述斜坡补偿电流生成；
所述控制回路基于所述第一比较电路输出的电信号产生所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，所述控制回路还包括第二比较电路和转换电路；
所述第二比较电路的一个输入端接所述基准电压、另一个输入端接所述第一采样信号；
所述转换电路包括可控电流源和第三电阻（R8），所述可控电流源的一个控制端与所述第二比较电路的输出端连接、另一个控制端接固定电压信号，所述可控电流源的输出端与所述第三电阻（R8）的第一端连接，所述第三电阻（R8）的第二端接地，所述第三电阻（R8）的第一端用于输出所述第一电信号。
8.根据权利要求7所述的降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，所述转换电路还包括第四电阻（R4）和第二电容（C4），所述第四电阻（R4）的一端与所述第二比较电路的输出端连接，所述第四电阻（R4）的另一端通过所述第二电容（C4）接地。
9.根据权利要求6所述的降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，所述控制回路还包括降低次谐波振荡补偿器（F1）和第五电阻（R7）；
所述降低次谐波振荡补偿器（F1）的第一端与所述第一比较电路的接所述第二电信号的输入端连接，所述降低次谐波振荡补偿器（F1）的第二端与所述第五电阻（R7）的一端连接，所述降低次谐波振荡补偿器（F1）的第三端接所述斜坡补偿电流，所述第五电阻（R7）的另一端与所述可控开关（M9）和所述第一采样电阻（R3）的连接处连接。
10.根据权利要求6所述的降低次谐波振荡的升压电路，其特征在于，所述控制回路包括产生所述控制信号的电路，还包括触发器（E1）和振荡器，所述触发器（E1）的一个输入端与所述振荡器的输出端连接，所述触发器（E1）的另一个输入端与所述第一比较电路的输出端连接，所述触发器（E1）的输出端与产生所述控制信号的电路的输入端连接。
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