CN117642974A - 信号生成电路、开关装置和开关电源装置 - Google Patents

信号生成电路、开关装置和开关电源装置 Download PDF

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Abstract

一种信号生成电路包括：基准电压生成电路，所述基准电压生成电路构成为生成基准电压；斜坡电压生成电路，所述斜坡电压生成电路构成为生成在预定电压范围内变化的斜坡电压；以及比较电路，所述比较电路构成为输出指示所述基准电压和所述斜坡电压之间的量值关系的比较结果信号。所述基准电压生成电路使基准电压具有三角波的波形，并且改变所述三角波的频率。

Description

信号生成电路、开关装置和开关电源装置
技术领域
本公开涉及信号生成电路、开关装置和开关电源装置。
背景技术
增加电路中使用的信号的频率通常导致噪声增加。例如，在开关电源装置中，可以通过增加开关频率来尝试减小电路的尺寸，但是增加开关频率导致传导和辐射噪声增加。开关电源装置的示例是在下面标识的专利文献1中公开的开关电源装置。
已知扩频技术作为用于抑制噪声影响的技术。扩频技术允许噪声在宽频带上扩散，并且这有助于抑制噪声的实际影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-060383号公报
发明内容
发明所解决的课题
不方便的是，可以应用于信号生成电路、开关装置和开关电源装置的当前扩频技术留下了改进的空间。
本发明的目的是提供一种有助于降低噪声影响的信号生成电路、开关装置和开关电源装置。
用于解决课题的手段
根据本发明的一个方面，一种信号生成电路包括：基准电压生成电路，所述基准电压生成电路构成为生成基准电压；斜坡电压生成电路，所述斜坡电压生成电路构成为生成在预定电压范围内变化的斜坡电压；以及比较电路，所述比较电路构成为输出指示所述基准电压和所述斜坡电压之间的量值关系的比较结果信号。所述基准电压生成电路使基准电压具有三角波的波形，并且改变所述三角波的频率。
发明效果
根据本公开，可以提供一种有助于降低噪声影响的信号生成电路、开关装置和开关电源装置。
附图说明
图1是根据本公开的第一实施方式的开关装置的结构示意图。
图2是示出根据本公开的第一实施方式的第一模式中的多个电压和信号之间的关系的示意图。
图3是示出根据本公开的第一实施方式的第二模式中的多个电压和信号之间的关系的示意图。
图4是示出根据参考示例1的基准电压的时间依赖性的示意图。
图5是示出根据参考示例1的比较结果信号的频率的时间依赖性的示意图。
图6是示出根据参考示例1的比较结果信号的频谱的示意图。
图7是示出在增加的过程中基准电压、斜坡电压和多个信号与基准电压之间的关系的示意图。
图8是示出在减小的过程中基准电压、斜坡电压和多个信号与基准电压之间的关系的示意图。
图9是示出根据参考示例2的基准电压的时间依赖性的示意图。
图10是示出根据参考示例2的比较结果信号的频率的时间依赖性的示意图。
图11是示出根据参考示例2的比较结果信号的频谱的示意图。
图12是示出根据参考示例3的基准电压的时间依赖性的示意图。
图13是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_A的基准电压的波形的示意图。
图14是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_A的基准电压中的三角波的周期如何周期地变化的示意图。
图15是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_A的基准电压的时间依赖性的示意图。
图16是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_A的比较结果信号的频率的时间依赖性的示意图。
图17是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_A的比较结果信号的频谱的示意图。
图18是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_B的基准电压生成电路的内部结构的示例的示意图。
图19是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_B的图18中的矩形波供给电路的输出信号的波形的示例的示意图。
图20是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_B的图18中的矩形波供给电路的输出信号与基准电压的关系的示例的示意图。
图21是示出图18中的矩形波供给电路的内部结构的示例的示意图。
图22是示出根据属于本公开的第一实施方式的实际示例EX1_C的基准电压生成电路的内部结构的示例的示意图。
图23是根据本公开的第二实施方式的开关电源装置的结构示意图。
图24是根据本公开的第二实施方式的开关装置的外部透视图。
具体实施方式
下面将参考附图具体描述实现本公开的示例。在过程中所参考的示意图中，相同的部件由相同的附图标记标识，并且原则上将不重复相同部件的重叠描述。在本描述中，为了简单起见，有时在省略或缩写与那些符号和附图标记相对应的信息、信号、物理量、元件、部件等的名称的情况下使用指代信息、信号、物理量、元件、部件等的符号和附图标记。例如，稍后描述并由附图标记“50”(参见图1)标识的开关晶体管有时被称为“开关晶体管50”，并且在其他时间缩写为“晶体管50”，两者都是指相同的实体。
首先，将定义用于描述本公开的实施方式的术语中的一些术语。“接地”表示处于0V(零伏)的基准电位的基准导体，或表示0V本身的电位。基准导体由诸如金属的导电材料形成。0V的电位有时被称为接地电位。在本公开的实施方式中，在没有提及特定参考的情况下提及的任何电压都是相对于接地的电位。
“电平”表示电位的电平，并且对于任何感兴趣信号或电压，“高电平”是比“低电平”更高的电位。任何数字信号都取高电平或低电平作为其信号电平。对于任何感兴趣信号或电压，其处于高电平意味着更精确地其电平等于高电平，并且其处于低电平意味着更精确地其电平等于低电平。关于信号的电平有时被称为信号电平，并且关于电压的电平有时被称为电压电平。对于任何信号或电压，从低电平到高电平的转变被称为上升沿(或升高沿)，并且从低电平到高电平的转变的时刻被称为上升沿时刻(或升高沿时刻)。同样地，对于任何信号或电压，从高电平到低电平的转变被称为下降沿(或降低沿)，并且从高电平到低电平的转变的时刻被称为下降沿时刻(或降低沿时刻)。
对于构成为FET(场效应晶体管)的任何晶体管(其可以是MOSFET)，“接通状态”是指晶体管的漏极-源极沟道导通的状态，而“关断状态”是指晶体管的漏极-源极沟道不导通(切断)的状态。类似的定义适用于未被分类为FET的任何晶体管。除非另有说明，否则任何MOSFET可以被理解为增强MOSFET。“MOSFET”是“金属氧化物半导体场效应晶体管”的缩写。在以下描述中，对于任何晶体管，其处于接通或关断状态有时分别简单地表示为其接通或关断。对于任何晶体管，从关断状态到接通状态的转变被称为接通，而从接通状态到关断状态的转变被称为关断。对于任何晶体管，其处于接通状态的时段通常被称为接通时段，并且其处于关断状态的时段通常被称为关断时段。
对于取高电平或低电平作为其信号电平的任何信号，信号处于高电平的时段被称为高电平时段，并且信号处于低电平的时段被称为低电平时段。这同样适用于取高电平或低电平作为其电压电平的任何电压。
除非另有说明，无论在何处讨论构成电路的多个部分之间(如在给定电路元件、布线(线)、节点等之间)的“连接”，该术语应被理解为表示“电连接”。
<<第一实施方式>>
将描述本公开的第一实施方式。图1是根据本发明的第一实施方式的开关装置1的结构示意图。开关装置1包括基准电压生成电路10、斜坡电压生成电路20、比较电路30、开关控制电路40和开关晶体管50。开关装置1包括信号生成电路2，该信号生成电路2可以被称为扩频信号生成电路。信号生成电路2由基准电压生成电路10、斜坡电压生成电路20和比较电路30构成。
基准电压生成电路10生成并输出基准电压VREF。基准电压VREF具有三角波的波形，并且这稍后将进行讨论。斜坡电压生成电路20生成并输出在预定电压范围内变化的斜坡电压VRAMP。基准电压VREF和斜坡电压VRAMP被供给到比较电路30。比较电路30比较基准电压VREF和斜坡电压VRAMP，以生成并输出指示基准电压VREF和斜坡电压VRAMP之间的量值关系的信号S1作为比较结果信号。信号S1被供给到开关控制电路40。开关控制电路40基于信号S1对开关晶体管50进行开关动作。当开关晶体管50进行开关动作时，其状态在接通状态和关断状态之间切换。信号S1也被供给到斜坡电压生成电路20。
在图1中，开关晶体管50被示出为N沟道MOSFET。开关晶体管50可以替代地是任何类型的晶体管。具体地，开关晶体管50可以是N沟道MOSFET或P沟道MOSFET。开关晶体管50可以是双极型晶体管、结型FET或IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。该实施方式的以下描述假设开关晶体管50是N沟道MOSFET。开关控制电路40可以通过控制开关晶体管50的栅极电位(换句话说，通过控制开关晶体管50的栅极-源极电压)来接通或关断开关晶体管50。
信号S1是取值“0”或值“1”的二进制信号(数字信号)。这里假设信号S1具有正逻辑。因此，假设信号S1取高电平或低电平作为其信号电平，低电平信号S1指示值“0”，并且高电平信号S1指示值“1”。然而，修改是可能的，其中信号S1具有负逻辑。
开关装置1可以以如下所述的第一模式或第二模式动作。
[第一模式]
图2示出了第一模式中的基准电压VREF、斜坡电压VRAMP和信号S1之间的关系，图2还示出了稍后将描述的信号S2。尽管如上所述，基准电压VREF具有三角波的波形，但是看到基准电压VREF的频率(换言之，基准电压VREF中的三角波的频率)远低于斜坡电压VRAMP的频率。图2示出了好像基准电压VREF具有恒定值的相关电压波形(稍后将参考的图3也是如此)。
在第一模式的情况下，如果斜坡电压VRAMP低于基准电压VREF，则比较电路30将信号S1保持在低电平(即，给予信号S1值“0”)，并且如果斜坡电压VRAMP高于基准电压VREF，则比较电路30将信号S1保持在高电平(即，给予信号S1值“1”)。因此，在第一模式的情况下，当斜坡电压VRAMP从低于基准电压VREF的状态(即，VRAMP<VREF的状态)转变到斜坡电压VRAMP高于基准电压VREF的状态(例如，VRAMP>VREF的状态)时，比较电路30生成信号S1中的上升沿(即，将信号S1的值从“0”改变到“1”)。如果基准电压VREF和斜坡电压VRAMP刚好相等，则信号S1处于低电平或高电平。
在第一模式的情况下，斜坡电压生成电路20重复执行如下所述的第一斜坡单位动作，以生成图2所示的斜坡电压VRAMP。在第一斜坡单位动作中，在使斜坡电压VRAMP等于预定的下限电压VL_RAMP的状态下开始，斜坡电压生成电路20以预定增加梯度U_RAMP从下限电压VL_RAMP线性地且单调地增加斜坡电压VRAMP；当信号S1中出现上升沿时(当信号S1的值从“0”改变到“1”时)，在信号S1的上升沿时刻处，斜坡电压生成电路20将斜坡电压VRAMP的变化方向从增加方向反转为减小方向；在此之后，斜坡电压生成电路20以预定的减小梯度D_RAMP朝向下限电压VL_RAMP线性地且单调地减小斜坡电压VRAMP。在第一斜坡单位动作的第i个周期中，当斜坡电压VRAMP由于上述单调减小而下降到下限电压VL_RAMP时，斜坡电压生成电路20结束第一斜坡单位动作的第i个周期，并且随后开始第一斜坡单位动作的第(i+1)个周期。增加梯度U_RAMP和减小梯度D_RAMP是恒定的。这里，符号“i”表示任何自然数。增加梯度U_RAMP和减小梯度和D_RAMP的量值可以相等。
当以第一模式重复第一斜坡单位动作时，每当斜坡电压VRAMP达到基准电压VREF时，信号S1中就出现上升沿。实现VRAMP>VREF，因此信号S1变为高电平，很快地紧接着是从VRAMP>VREF的状态转变到VRAMP<VREF的状态，并且因此信号S1的高电平时段是最低程度地短时的。也就是说，在信号S1中的上升沿之后的最低程度地短的时间内，信号S1中出现下降沿。
这里，下限电压VL_RAMP低于基准电压VREF的变化范围的下限(图2未示出基准电压VREF如何变化)。因此，在重复执行的第一斜坡单位动作的每个周期中，信号S1中没有失败地出现上升沿。
在具有第一模式的开关装置1中(例如，在开关控制电路40中)，可以基于信号S1和斜坡电压VRAMP生成如图2所示的信号S2。如同信号S1，信号S2取低电平或高电平作为其信号电平。在第一模式的情况下，与信号S1中的上升沿同步地，信号S2中出现上升沿；在此之后，响应于斜坡电压VRAMP由于斜坡电压VRAMP的单调减小而下降到下限电压VL_RAMP，信号S2中出现下降沿。
[第二模式]
图3示出了第二模式中的基准电压VREF、斜坡电压VRAMP和信号S1之间的关系。图3还示出了稍后将描述的信号S2。
在第二模式的情况下，如果斜坡电压VRAMP高于基准电压VREF，则比较电路30将信号S1保持在低电平(即，给予信号S1值“0”)，而如果斜坡电压VRAMP低于基准电压VREF，则比较电路30将信号S1保持在高电平(即，给予信号S1值“1”)。因此，在第二模式的情况下，当斜坡电压VRAMP从高于基准电压VREF的状态(即，VRAMP>VREF的状态)转变到斜坡电压VRAMP低于基准电压VREF的状态(例如，VRAMP<VREF的状态)时，比较电路30生成信号S1中的上升沿(即，将信号S1的值从“0”改变到“1”)。如果基准电压VREF和斜坡电压VRAMP刚好相等，则信号S1处于低电平或高电平。
在第二模式的情况下，斜坡电压生成电路20重复执行如下所述的第二斜坡单位动作，以生成图3所示的斜坡电压VRAMP。在第二斜坡单位动作中，在使斜坡电压VRAMP等于预定的上限电压VH_RAMP的状态下开始，斜坡电压生成电路20以预定减小梯度D_RAMP从上限电压VH_RAMP线性地且单调地减小斜坡电压VRAMP；当信号S1中出现上升沿时(当信号S1的值从“0”改变到“1”时)，在信号S1的上升沿时刻处，斜坡电压生成电路20将斜坡电压VRAMP的变化方向从减小方向反转为增加方向；在此之后，斜坡电压生成电路20以预定的增加梯度U_RAMP朝向上限电压VH_RAMP线性地且单调地增加斜坡电压VRAMP。在第二斜坡单位动作的第i个周期中，当斜坡电压VRAMP由于上述单调增加而达到上限电压VH_RAMP时，斜坡电压生成电路20结束第二斜坡单位动作的第i个周期，并且随后开始第二斜坡单位动作的第(i+1)个周期。
当以第二模式重复第二斜坡单位动作时，每当斜坡电压VRAMP下降到基准电压VREF时，信号S1中就出现上升沿。实现VRAMP<VREF，因此信号S1变为高电平，很快地紧接着是从VRAMP<VREF的状态转变到VRAMP>VREF的状态，并且因此信号S1的高电平时段是最低程度地短时的。也就是说，在信号S1中的上升沿之后的最低程度地短的时间内，信号S1中出现下降沿。
这里，上限电压VH_RAMP高于基准电压VREF的变化范围的上限(图3未示出基准电压VREF如何变化)。因此，在重复执行的第二斜坡单位动作的每个周期中，信号S1中没有失败地出现上升沿。
在具有第二模式的开关装置1中(例如，在开关控制电路40中)，可以基于信号S1和斜坡电压VRAMP生成如图3所示的信号S2。如同信号S1，信号S2取低电平或高电平作为其信号电平。在第二模式的情况下，与信号S1中的上升沿同步地，信号S2中出现上升沿；在此之后，响应于斜坡电压VRAMP由于斜坡电压VRAMP的单调增加而达到上限电压VH_RAMP，信号S2中出现下降沿。
[开关控制电路的动作]
开关控制电路40以与上述的第一模式和第二模式相同的方式动作：在信号S1中的上升沿处(换句话说，与信号S1中的上升沿同步地)，开关控制电路40接通或关断开关晶体管50(将开关晶体管50从关断切换为接通或将开关晶体管50从接通切换为关断)。
在开关控制电路40响应于信号S1中的上升沿而将开关晶体管50接通的情况下，开关控制电路40此后响应于预定条件的满足而将开关晶体管50关断。在开关控制电路40响应于信号S1中的上升沿而将开关晶体管50关断的情况下，开关控制电路40此后响应于预定条件的满足而将开关晶体管50接通。以这种方式，开关控制电路40响应于信号S1的特定变化(信号S1的值从“0”到“1”的变化)而执行开关动作从而将开关晶体管50的状态从接通状态和关断状态中的一个状态改变到另一个状态，并且此后，在预定条件满足时，将开关晶体管50的状态从接通状态和关断状态中的另一个状态改变回到一个状态。每当上述特定变化发生时就执行该开关动作。因此，以等于信号S1的频率的倒数的间隔重复执行开关动作。
任何条件都可以用作上述预定条件。例如，与信号S1分开生成的预定数字信号的值从“0”到“1”的变化被认为满足上述预定条件。该数字信号在开关控制电路40内生成，或从未示出的电路供给到开关控制电路40。对于另一示例，信号S2中出现的下降沿被认为满足上述预定条件。对于又一示例，在信号S1的上升沿时刻之后经过预定时间Δt被认为满足上述预定条件。
基准电压生成电路10生成具有不同波形的基准电压VREF。在描述基准电压VREF的实际波形之前，将描述参考示例1至3。在以下描述中，信号S1的频率有时被称为频率fS1。频率fS1对应于信号S1中出现上升沿的间隔的倒数。
[参考示例1]
在参考示例1中，基准电压VREF被固定为恒定电压。因此，在参考示例1中，信号S1的频率fS1也被固定为是恒定的。在图4中，波形911表示参考示例1中的基准电压VREF的时间依赖性，并且在图5中，波形912表示参考示例1中的信号S1的频率fS1的时间依赖性。这里，在参考示例1中，基准电压VREF被固定在1.0V(伏特)，并且信号S1的频率fS1被固定在2.0MHz。不仅在参考示例1中，该实施方式假设以下内容：斜坡电压生成电路20的特性(上述的增加梯度U_RAMP、减小梯度D_RAMP、下限电压VL_RAMP和上限电压VH_RAMP)被确定为使得如果基准电压VREF被固定在1.0V，则频率fS1被固定在2.0MHz。
图6示出了参考示例1中的信号S1的频谱。在参考示例1中，信号S1在2.0MHz的频率处以及在该频率的整数倍的频率处具有高强度信号分量。这意味着在这些频率处生成高传导和辐射噪声。许多装置不容许高传导和辐射噪声。
[参考示例2]
在参考示例2中，基准电压VREF是具有三角波形和恒定频率的电压。该三角波的频率显著低于信号S1的频率fS1。因此，在参考示例2中，信号S1的频率fS1随着基准电压VREF变化而变化。
对于采用上述第一模式(参见图2)的情况，图7示意性地示出了在单个三角波内增加的过程中利用基准电压VREF观察到的相关电压和信号的波形。在单个三角波内增加的过程中利用基准电压VREF，信号S1中出现上升沿的间隔逐渐增加(即，信号S1的频率fS1逐渐增加)。对于采用上述第一模式(参见图2)的情况，图8示意性示出了在单个三角波内减小的过程中利用基准电压VREF观察到的相关电压和信号的波形。在单个三角波内减小的过程中利用基准电压VREF，信号S1中出现上升沿的间隔逐渐减小(即，信号S1的频率fS1逐渐减小)。这导致信号S1的频率附近的信号S1的峰值强度减小。
在图9中，波形921表示参考示例2中的基准电压VREF的时间依赖性，并且在图10中，波形922表示参考示例2中的信号S1的频率fS1的时间依赖性。这里假设，在参考示例2中，基准电压VREF是具有在0.8V和1.2V之间在1.0V(伏特)附近变化的三角波形的电压，并且三角波的频率被固定在100kHz(千赫兹)。因此，在参考示例2中，信号S1的频率fS1在2.0MHz附近变化。
图11示出了参考示例2中的信号S1的频谱923。它揭示了，与参考示例1相比，在参考示例2中，信号S1的频谱被扩展，导致高频带中的信号S1的峰值强度减小(其峰值强度在2.0MHz处并且在2.0MHz的整数倍的频率处；参见虚线环绕部分923a)。然而，应当注意，在参考示例2中，信号S1在基准电压VREF的调制的频带(对应于虚线环绕部分923b)中具有高强度。基准电压VREF的调制的频带(这里，大约100kHz的频带)是低于2MHz频带的低频带，并且这种低频带中的噪声可能对使用信号S1的装置、使用包含信号S1的信号的装置或使用基于信号S1的信号的装置具有不利的影响。
使用信号S1的装置的一个示例是安装在诸如汽车的车辆上的雷达装置(在下文中被称为车载雷达装置)。车载雷达装置可以感测从车辆到位于车辆外部的物体的距离、物体的速度(车辆和物体之间的相对速度)等。低频带中的高噪声可能对车载雷达装置的感测精度具有不利的影响。
[参考示例3]
还考虑了一种使用根据随机数离散变化的电压(参见图12)作为基准电压VREF的方法(参考示例3)。然而，在参考示例3的情况下，由于基准电压VREF不是逐步变化的，因此电路可能不能以令人满意的响应动作，并且可能不能按期望工作。或者，电路可能需要被修改为更快地动作，并且可能需要增加的功耗。
现在，将通过多个实际示例来呈现提供比上述参考示例更好的特性的开关装置1的一些结构。除非另有说明或除非不兼容，否则上面结合实施方式给出的描述的任何部分都适用于下面描述的实际示例。对于与上面描述的内容相矛盾的实际示例的任何描述，可以以结合实际示例给出的描述为准。除非不兼容，否则结合下面描述的多个实际示例中的任何一个给出的任何描述都适用于任何其他实际示例(即，任何两个或更多个实际示例可以被组合在一起)。
[实际示例EX1_A]
将描述实际示例EX1_A。在实际示例EX1_A中，基准电压VREF具有三角波的波形，并且此外，基准电压VREF被调制为使得三角波的频率变化。图13示出了实际示例EX1_A中的基准电压VREF的波形610。在该实施方式中，基准电压生成电路10所生成的实际上是实际示例EX1_A中的基准电压VREF。
在实际示例EX1_A中，基准电压VREF的变化范围是从预定的下限电压VL_REF到高于下限电压VL_REF的预定的上限电压VH_REF。实际示例EX1_A的基准电压生成电路10执行如下所述的三角波生成单位动作。在三角波生成单位动作中，在使基准电压VREF等于预定的下限电压VL_REF的状态下开始，实际示例EX1_A的基准电压生成电路10以增加梯度U_REF将基准电压VREF从下限电压VL_REF线性地且单调地增加到上限电压VH_REF；当基准电压VREF达到上限电压VH_REF时，基准电压生成电路10将基准电压VREF的变化方向从增加方向反转为减小方向；此后，实际示例EX1_A的基准电压生成电路10以减小梯度D_REF将基准电压VREF从上限电压VH_REF线性地且单调地减小到下限电压VL_REF。
三角波生成单位动作的一个周期是这样的动作，其中在使基准电压VREF等于预定的下限电压VL_REF的状态下开始，基准电压VREF单调增加并且然后单调减小直到基准电压VREF返回到下限电压VL_REF。实际示例EX1_A的基准电压生成电路10重复执行上述三角波生成单位动作。具体地，当在三角波生成单位动作的第i个周期中基准电压VREF在下限电压VL_REF处开始单调增加并且然后单调减小直到返回到下限电压VL_REF时，基准电压生成电路10结束三角波生成单位动作的第i个周期，并且随后开始三角波生成单位动作的第(i+1)个周期。这里，i表示任何自然数。
这里，为了方便起见，执行三角波生成单位动作的一个周期的时段将被称为三角波单位时段，并且执行三角波生成单位动作的第i个周期的三角波单位时段将通过符号“P[i]”来标识。
在三角波生成单位动作的每个周期中，增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值相等。也就是说，在三角波生成单位动作的第i个周期中(换句话说，在三角波单位时段P[i]中)，增加梯度U_REF和减小梯度D_REF相等；在三角波生成单位动作的第(i+1)个周期中(换句话说，在三角波单位时段P[i+1]中)，增加梯度U_REF和减小梯度D_REF相等。这同样适用于三角波生成单位动作的任何其他周期。
然而，注意，对于任何自然数i，三角波生成单位动作的第(i+1)个周期中的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF不同于三角波生成单位动作的第i个周期中的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF。也就是说，对于任何自然数i，三角波单位时段P[i+1]的长度不同于三角波单位时段P[i]的长度，并且因此基准电压VREF中的三角波的频率变化。
这里，作为三角波单位时段的可能长度，先前定义了总共n个长度T[1]至T[n]。这里，n是2或更大的任何整数。对于任何自然数j，长度T[j+1]比长度T[j]长。如图14所示，在三角波单位时段的长度等于长度T[1]的状态下开始，每当经过一个三角波单位时段时，三角波单位时段的长度就增加到T[2]、T[3]、...、T[n-1]和T[n]。当具有长度T[n]的三角波单位时段结束时，则每当经过一个三角波单位时段时，三角波单位时段的长度就减小到T[n-1]、T[n-2]、...、T[2]和T[1]。此后重复该动作。
以这种方式，在基准电压生成电路10中，动作如下进行：每当经过一个三角波单位时段时，三角波单位时段的长度就从长度T[1]逐步增加到T[2]，T[3]，...，T[n-1]和T[n]；此后，每当经过一个三角波单位时段，三角波单位时段的长度就从长度T[n]逐步减小到T[n-1]、T[n-2]、...、T[2]和T[1]。此后重复该动作。
在以下描述中，基准电压VREF中的三角波的频率有时将被称为频率fREF。频率fREF可以被理解为基准电压VREF的频率。关注频率fREF，动作可以被理解为如下进行：在基准电压生成电路10中，每当经过一个三角波单位时段，三角波的频率fREF就从频率1/T[1]逐步减小到频率1/T[2]、1/T[3]、...、1/T[n-1]和1/T[n]；此后，每当经过一个三角波单位时段，三角波的频率fREF就从频率1/T[n]逐步增加到频率1/T[n-1]、1/T[n-2]、...、1/T[2]和1/T[1]。此后重复该动作。对于任何自然数j，长度T[j+1]比长度T[j]更长；因此，频率1/T[1]对应于频率fREF的变化范围内的最大频率，并且频率1/T[n]对应于频率fREF的变化范围内的最小频率。
例如，在n＝3的情况下，长度T[1]、T[2]和T[3]可以分别被设置为1/120000秒、1/100000秒和1/80000秒。在这种情况下，三角波的频率fREF在120kHz、100kHz和80kHz之间变化。
由于基准电压VREF被调制，信号S1的频率fS1变化。这里，信号S1的频率fS1的变化范围的中心频率和最小频率显著地(例如，十倍或几十倍)高于三角波的频率fREF的变化范围的最大频率(即，1/T[1])。这可以通过适当地设置斜坡电压VRAMP的特性(增加梯度U_RAMP、减小梯度D_RAMP、下限电压VL_RAMP和上限电压VH_RAMP)来实现。
急剧改变三角波的频率fREF(例如，将三角波的频率fREF从频率1/T[n]立即改变到频率1/T[1])可能带来不便，诸如在电路动作中对快速响应的严格要求。为了防止这种情况，如上所述的那样逐步增加或减小三角波的频率fREF。
虽然这里假设，在三角波生成单位动作的每个周期中，增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值相等，但是在三角波生成单位动作的每个周期中增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值不同的结构也是可能的。
在图15中，波形621表示实际示例EX1_A中的基准电压VREF的时间依赖性，并且在图16中，波形622表示实际示例EX1_A中的信号S1的频率fS1的时间依赖性。这里假设，在实际示例EX1_A中，基准电压VREF是具有在0.8V和1.2V之间在1.0V(伏特)附近变化的三角波形的电压，并且三角波的频率fREF在100kHz(千赫兹)附近被调制。在图15中的波形621中，n＝7。长度T[1]、T[2]、T[3]、T[4]、T[5]、T[6]和T[7]分别被设置为60kHz、80kHz、100kHz、120kHz、140kHz、160kHz和180kHz的倒数。
图17示出了实际示例EX1_A中的信号S1的频谱623。它揭示了，与参考示例1(参见图6)相比，在实际示例EX1_A中，信号S1的频谱被扩展，导致高频带中(在2.0MHz处和在2.0MHz的整数倍的频率处)的信号S1的峰值强度降低。它还揭示了，与参考示例2相比，在实际示例EX1_A中，基准电压VREF的调制的频带(这里，100kHz左右的频带)中的信号S1的频谱被扩展，导致该频带中的噪声减少(参见图11中的虚线环绕部分923b和图17中的虚线环绕部分623b)。此外，在实际示例EX1_A中，由于基准电压VREF中的三角波被调制，与参考示例2(参见图11中的虚线环绕部分923a和图17中的虚线环绕部分623a)相比，高频带中的信号S1的峰值强度也被进一步降低。
如上所述，对于实际示例EX1_A，可以在高频带(这里，2.0MHz或更高的频带)和低频带(这里，大约100kHz的频带)中降低可归因于信号S1的噪声(信号S1本身中的噪声和来自基于信号S1的开关晶体管50的开关噪声)的峰值强度。
[实际示例EX1_B]
将描述实际示例EX1_B。图18示出了实际示例EX1_B中的基准电压生成电路110的结构示例。结合上述实际示例EX1_A实施实际示例EX1_B，并且基准电压生成电路110用作实际示例EX1_A中的基准电压生成电路10。也就是说，基准电压生成电路110是实际示例EX1_A中的基准电压生成电路10的一个示例。
基准电压生成电路110包括矩形波供给电路111和调制器112。矩形波供给电路111生成分别具有n个相互不同的频率的n个不同的矩形波信号，以输出由将这n个不同的矩形波信号组合在一起而产生的信号S111。信号S111被供给到调制器112。
图19示意性地示出了当n＝3时观察到的信号S111的波形。信号S111是将周期等于长度T[1]的第一矩形波信号、周期等于长度T[2]的第二矩形波信号、周期等于长度T[3]的第三矩形波信号、...、和周期等于长度T[n]的第n矩形波信号组合在一起而产生的信号。第一矩形波信号至第n矩形波信号各自交替地将高电平和低电平作为其信号电平。这里假设每个矩形波信号具有50％的占空比。也就是说，在每个矩形波信号中，高电平时段和低电平时段之间的比率是1：1。还假设每个矩形波信号的周期以高电平时段开始。
在信号S111中，每当经过矩形波信号的一个周期，不同矩形波信号中的并入信号S111的矩形波信号就改变。
一个周期的第一矩形波信号、一个周期的第二矩形波信号、一个周期的第三矩形波信号、...、一个周期的第(n-1)矩形波信号、一个周期的第n矩形波信号、一个周期的第(n-1)矩形波信号、...、一个周期的第三矩形波信号和一个周期的第二矩形波信号以该顺序按时间顺序被组合在一起以用作单位信号，并且重复该单位信号以形成信号S111。因此，在n＝3的情况下，如图19所示，一个周期的第一矩形波信号、一个周期的第二矩形波信号、一个周期的第三矩形波信号和一个周期的第二矩形波信号以该顺序按时间顺序被组合在一起以用作单位信号，并且重复该单位信号以形成信号S111。
如上所述，结合到上述单位信号中的矩形波信号的频率首先从最大频率(长度T[1]的倒数)逐渐减小到最小频率(长度T[n]的倒数)，并且然后从最小频率(长度T[n]的倒数)逐渐增加到最大频率。
调制器112被供给有预定的直流电压VCNST。直流电压VCNST具有固定的恒定电压。调制器112通过基于信号S111调制直流电压VCNST来生成具有结合实际示例EX1_A(参见图13)描述的特性的基准电压VREF。
图20示意性地示出了在n＝3的情况下观察到的信号S111和基准电压VREF的波形。调制器112基于信号S111调制直流电压VCNST，使得在信号S111的高电平时段中，基准电压VREF以预定的增加梯度U_REF线性地且单调地增加，并且在信号S111的低电平时段中，基准电压VREF以预定的减小梯度D_REF线性地且单调地减小。以这种方式，调制器112生成基准电压VREF。
调制器112使得在作为信号S111的第i个矩形波信号被供给到调制器112的时段中的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值与长度T[i]的倒数成比例。也就是说，调制器112将在作为信号S111的第一矩形波信号被供给到调制器112的时段中的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值设置为(1/T[1])×kB，并且将作为信号S111的第二矩形波信号供给到调制器112的时段中的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值设置为(1/T[2])×kB。由于T[1]<T[2]因此(1/T[1])×kB>(1/T[2])×kB。类似的描述适用于作为信号S111的第三矩形波信号等供给到调制器112的时段。以这种方式，获得具有结合实际示例EX1_A描述的特性的基准电压VREF。这里，kB是预定的比例常数。
如图21所示，矩形波供给电路111可以构成为具有矩形波生成器111a和选择器111b。矩形波生成器111a被供给信号S1。矩形波生成器111a包括计数器111a_1，计数器111a_1对信号S1中出现上升沿的次数进行计数。矩形波生成器111a通过基于计数器111a_1的计数值以n个不同分频比对信号S1的频率进行分频来生成第一至第n矩形波信号。选择器111b基于第一至第n矩形波信号来输出信号S111。选择器111b基于从矩形波生成器111a供给的选择信号SEL选择第一至第n矩形波信号中的一个，并输出所选择的矩形波信号作为信号S111。这里，矩形波生成器111a可以基于上述计数值生成选择信号SEL，从而从选择器111b输出具有上述特性的信号S111(例如，具有图19中特性的信号S111)。选择信号SEL可以是从除矩形波生成器111a之外的电路供给到选择器111b的信号。
[实际示例EX1_C]
将描述实际示例EX1_C。图22示出了根据实际示例EX1_C的基准电压生成电路120的结构示例。结合先前描述的实际示例EX1_A实施实际示例EX1_C，并且基准电压生成电路120用作实际示例EX1_A中的基准电压生成电路10。也就是说，基准电压生成电路120是实际示例EX1_A中的基准电压生成电路10的一个示例。
基准电压生成电路120包含时钟调制器121、逻辑电路122和基准生成器123。
时钟调制器121包括VCO，即压控振荡器，并且VCO生成频率对应于其输入电压的时钟信号。时钟信号是交替地取高电平和低电平作为其信号电平的矩形波信号。时钟调制器121通过可变地控制到VCO的输入电压来调制时钟信号的频率(即，改变时钟信号CLK的频率，这稍后将描述)。如此调制的时钟信号是作为时钟信号CLK被供给到逻辑电路122。逻辑电路122基于时钟信号CLK将控制信号S112供给到基准生成器123。基准生成器123生成对应于控制信号S112的基准电压VREF。
例如，逻辑电路122可以按预定分频比对时钟信号CLK进行分频，并将分频后的时钟信号CLK作为控制信号S122供给到基准生成器123。在这种情况下，基准生成器123基于控制信号S122生成基准电压VREF，使得基准电压VREF中三角波的频率fREF与控制信号S122的频率成比例。
假设逻辑电路122对时钟信号CLK进行2分频，将呈现一些数字示例。还假设基准电压VREF中的三角波的频率fREF被设置为控制信号S122的频率的kC倍。符号kC表示小于1的预定比例系数(例如，kC＝1/100)。在这种情况下，如果时钟信号CLK的频率为20MHz，则控制信号S122的频率为10MHz，并且因此三角波的频率为(10×kC)MHz。同样地，如果时钟信号CLK的频率为18MHz，则控制信号S122的频率为9MHz，并且因此三角波的频率fREF为(9×kC)MHz。
因此，由基准生成器123生成的基准电压VREF中的三角波的频率fREF取决于时钟信号CLK的频率。使用为频率调制的时钟信号的时钟信号CLK允许三角波的频率fREF被调制。可生成经调制的时钟信号CLK，使得基准生成器123生成具有结合实际示例EX1_A描述的特性的基准电压VREF。
例如，基准生成器123可以使基准电压VREF的增加梯度U_REF和减小梯度D_REF的量值与控制信号S122的频率成比例，并且以这种方式，可以获得与时钟信号CLK的频率相对应的三角波的频率fREF。
<<第二实施方式>>
将描述本公开的第二实施方式。第二实施方式结合第一实施方式来实施。图23是根据第二实施方式的开关电源装置200的结构示意图。开关电源装置200构成为对输入电压VIN执行电力转换以生成低于输入电压VIN的输出电压VOUT的降压(阶降)DC-DC转换器。输入电压VIN和输出电压VOUT均是正直流电压。开关电源装置200具备被供给输入电压VIN的输入端子IN、输出电压VOUT出现在的输出端子OUT、处于接地电位的接地端子GND、以及被供给开关电压VSW的开关端子SW，这稍后将描述。接地端子GND和开关端子SW被提供在相对于输入端子IN的低电位侧。
开关电源装置200包括结合第一实施方式描述的信号生成电路2，并且还包括输出级电路210、开关控制电路220、整流-平滑电路230和反馈电压生成电路240。开关电源装置200中的信号生成电路2与第一实施方式中的信号生成电路2(参见图1)相同。开关电源装置200中的信号生成电路2生成具有上面结合实际示例EX1_A描述的特性的基准电压VREF，并且通过使用该基准电压VREF，生成信号S1。
开关电源装置200可以通过使用半导体装置300来构成。图24示出了半导体装置300的外观的示例。半导体装置300是包括具有形成在半导体基板上的半导体集成电路的半导体芯片、容纳半导体芯片的封装(壳体)、以及从封装暴露到半导体装置300外部的多个外部端子的电子部件。将半导体芯片密封在由树脂形成的封装(壳体)中产生半导体装置300。半导体集成电路可以构成为包括信号生成电路2、输出级电路210和开关控制电路220。或者，它可以构成为包括信号生成电路2和开关控制电路220。反馈电压生成电路240可以被提供在半导体装置300内部，或可以被提供在半导体装置300外部。
输出级电路210包括由高侧晶体管211和低侧晶体管212的串联电路组成的半桥电路。整流-平滑电路230包括电感器231和输出电容器232。
开关电源装置200通过使用晶体管211和212的同步整流来执行直流到直流转换。晶体管211和212构成为N沟道MOSFET。其中晶体管211构成为P沟道MOSFET的修改是可能的。也可以用二极管代替晶体管212，在这种情况下，开关电源装置200通过异步整流来执行直流到直流转换。
晶体管211的漏极连接到输入端子IN，并且因此被供给输入电压VIN。晶体管211的源极和晶体管212的漏极都连接到开关端子SW。晶体管212的源极连接到接地端子GND(即，它连接到接地)。施加到开关端子SW的电压将被称为开关电压并且通过符号“VSW”来标识。开关端子SW连接到电感器231的一个端子，并且电感器231的另一个端子连接到输出端子OUT。输出电压VOUT出现在输出端子OUT处。输出电容器232连接在输出端子OUT和接地之间。
在图23中，附图标记“LD”标识连接在输出端子OUT和接地之间的负载。负载LD可以是基于输出电压VOUT工作的任何负载。通过电感器231的电流被称为电感器电流，并且通过符号“IL”来标识。
反馈电压生成电路240通过使用布置在输出端子OUT和接地之间的多个电阻器的串联电路来生成输出电压VOUT的分压电压，并且将所生成的分压电压作为反馈电压VFB供给到开关控制电路220。输出电压VOUT本身可以用作反馈电压VFB，在这种情况下，从开关电源装置200中省略反馈电压生成电路240。
开关控制电路220将输出级电路210的状态进行控制并设置为高输出状态、低输出状态和双关断状态之一。在高输出状态下，晶体管211接通而晶体管212关断。在低输出状态下，晶体管211关断而晶体管212接通。在双关断状态下，晶体管211和212都关断。晶体管211和212从不都接通。
开关控制电路220通过基于关于输出电压VOUT(即反馈电压VFB)的信息和关于电感器电流IL的信息交替地接通和关断晶体管211和212(即，在高输出状态和低输出状态之间切换输出级电路210的状态)来执行开关控制。开关控制电路220由此将输出电压VOUT稳定在预定的目标电压VTG。也就是说，开关控制电路220可以通过所谓的电流模式控制来驱动晶体管211和212。在晶体管211的接通时段期间通过晶体管211的电流可以用作关于电感器电流IL的信息。在通过开关控制电路220的开关控制中，交替地接通和关断晶体管211和212并不排除在低输出状态和高输出状态之间的转变期间存在考虑到死区时间等的双关断状态。
通过上述开关控制，具有其电平基本上在输入电压VIN的电平和接地的电平之间变化的矩形波形的电压作为开关电压VSW出现。开关电压VSW由整流-平滑电路230进行整流和平滑，以产生直流输出电压VOUT。
开关控制电路220基于从信号生成电路2输出的信号S1来确定晶体管211和212的开关频率。具体地，开关控制电路220重复开关控制，在该开关控制中，开关控制电路220与信号S1的上升沿同步地将输出级电路210的状态从低输出状态切换到高输出状态(即，信号S1的值从“0”到“1”的切换)，并且此后基于另一信号(未示出)将输出级电路210的状态从高输出状态切换到低输出状态。刚刚提到的其他信号由开关控制电路220基于关于输出电压VOUT(即，反馈电压VFB)的信息和关于电感器电流IL的信息生成。也就是说，开关控制电路220基于信号S1控制晶体管211、212的开关频率并且基于上面提到的其他信号控制输出占空比。输出占空比表示输出级电路210处于高输出状态的时段与输出级电路210处于高输出状态的时段和输出级电路210处于低输出状态的时段之和的比率。因此，通过开关控制电路220的开关控制对应于PWM(脉宽调制)控制。
开关控制电路220是图1中的开关控制电路40的一个示例。换句话说，开关控制电路220包括图1中的开关控制电路40。注意通过开关控制电路220与信号S1中的上升沿同步地接通晶体管211的事实，晶体管211对应于图1中的开关晶体管50，并且通过开关控制电路220的PWM控制实现晶体管211的开关动作。注意通过开关控制电路220与信号S1中的上升沿同步地关断晶体管212的事实，晶体管212对应于图1中的开关晶体管50，并且通过开关控制电路220的PWM控制实现晶体管212的开关动作。
以上描述讨论了通过基于关于输出电压VOUT(即，反馈电压VFB)的信息和关于电感器电流IL的信息的电流模式控制来控制输出级电路210的状态。开关控制电路220可以替代地采用基于关于输出电压VOUT(即，反馈电压VFB)的信息而不参考关于电感器电流IL的信息来控制输出级电路210的状态的方法。
虽然以上描述涉及构成为降压DC-DC转换器的开关电源装置200，但是开关电源装置200可以构成为升压(阶升)DC-DC转换器或升压/降压DC-DC转换器。
<<第三实施方式>>
将描述本公开的第三实施方式。第三实施方式涉及适用于先前描述的第一或第二实施方式的应用或修改技术。
在用于为车载雷达装置生成电源电压的电源装置中强烈期望低噪声。特别地，低频带(例如，大约100kHz的频带)中的高噪声可能对车载雷达装置的性能(例如，感测精度)的不同方面具有不利的影响。为此，根据第二实施方式的开关电源装置200适合作为用于车载雷达装置的电源装置。也就是说，图23中的负载LD可以是车载雷达装置。
然而，注意，在本公开中，负载LD不限于车载雷达装置。负载LD可以是不被分类为雷达装置的任何传感器装置、或任何电子装置。开关电源装置200特别地可用作用于需要低噪声(特别地，例如，低频带中的低噪声)的任何负载LD的电源装置。
对于任何信号或电压，其高电平和低电平之间的关系可以与上述内容相反，只要这不与本文所公开的技术概念相矛盾即可。
除非出现任何不便，否则上述任何晶体管可以是任何类型。例如，除非出现任何不便，否则作为MOSFET的上述任何晶体管可以用结型FET、IGBT(绝缘栅双极晶体管)或双极晶体管代替。任何晶体管具有第一电极、第二电极和控制电极。在FET中，第一和第二电极中的一个是漏极而另一个是源极，并且控制电极是栅极。在IGBT中，第一和第二电极中的一个是集电极而另一个是发射极，并且控制电极是栅极。在不被分类为IGBT的双极晶体管中，第一和第二电极中的一个是集电极而另一个是发射极，并且控制电极是基极。
在本公开中，每当提及第一物理量和第二物理量相等时，这允许误差。也就是说，每当提及第一物理量和第二物理量相等时，这意味着设计或制造是以使第一和第二物理量相等为目的进行的；因此，即使实际上在第一和第二物理量之间存在误差，这些也应被理解为是相等的。这同样适用于除物理量之外的任何对象。
在不脱离所附权利要求限定的技术概念的范围的情况下，可以根据需要以多种方式修改本公开的实施方式。本文描述的实施方式仅仅是如何实施本公开的示例，并且用于描述本公开的主题及其组成元件的任何术语的含义不限于结合实施方式提及的含义。以上描述中提及的具体值仅仅是说明性的，并且不必说可以被修改为不同的值。
<<附记>>
以下是关于本文公开的内容的补充附记。
根据本发明的一个方面，一种信号生成电路包括：基准电压生成电路，所述基准电压生成电路构成为生成基准电压；斜坡电压生成电路，所述斜坡电压生成电路构成为生成在预定电压范围内变化的斜坡电压；以及比较电路，所述比较电路构成为输出指示所述基准电压和所述斜坡电压之间的量值关系的比较结果信号。所述基准电压生成电路使基准电压具有三角波的波形，并且改变所述三角波的频率。(第一结构)
在上述第一结构的信号生成电路中，当所述斜坡电压从低于所述基准电压的状态转变到高于所述基准电压的状态时，所述比较电路可以产生所述比较结果信号的特定变化。所述斜坡电压生成电路可以重复执行如下的单位动作：所述斜坡电压生成电路以预定的增加梯度从预定的下限电压单调地增加所述斜坡电压，并且当所述比较结果信号的所述特定变化发生时，所述斜坡电压生成电路以预定的减小梯度朝向下限电压单调地减小所述斜坡电压。(第二结构)
在上述第一结构的信号生成电路中，当所述斜坡电压从高于所述基准电压的状态转变到低于所述基准电压的状态时，所述比较电路可以产生所述比较结果信号的特定变化。所述斜坡电压生成电路可以重复执行如下的单位动作：所述斜坡电压生成电路以预定的减小梯度从预定的上限电压单调地减小所述斜坡电压，并且当所述比较结果信号的所述特定变化发生时，所述斜坡电压生成电路以预定的增加梯度朝向上限电压单调地增加所述斜坡电压。(第三结构)
在上述第一至第三结构中的任一个的信号生成电路中，所述基准电压生成电路可以通过顺序地使用具有相互不同的频率的多个矩形波信号调制预定直流电压来生成所述基准电压。(第四结构)
在上述第一至第三结构中的任一个的信号生成电路中，所述基准电压生成电路可以通过使所述基准电压中的所述三角波具有与时钟信号的频率相对应的频率并调制所述时钟信号的所述频率来改变所述三角波的所述频率。(第五结构)
根据本公开的另一方面，一种开关装置包括：上述第一至第五结构中的任一个的信号生成电路；开关晶体管；以及开关控制电路，所述开关控制电路构成为基于所述比较结果信号来对所述开关晶体管进行开关动作。(第六结构)
根据本公开的又一方面，一种开关装置包括：上述第二或第三结构的信号生成电路；开关晶体管；以及开关控制电路，所述开关控制电路构成为基于所述比较结果信号来对所述开关晶体管进行开关动作。所述开关控制电路响应于所述比较结果信号的所述特定变化而接通或关断所述开关晶体管。(第七结构)
在上述第七结构的开关装置中，所述开关控制电路可以重复如下的开关动作：响应于所述比较结果信号的所述特定变化，所述开关控制电路将所述开关晶体管从接通和关断状态中的一个状态切换到另一个状态，并且此后，响应于预定条件的满足，所述开关控制电路将所述开关晶体管从所述接通和关断状态中的所述另一个状态切换回到所述一个状态。(第八结构)
根据本公开的又一方面，一种构成为从输入电压生成输出电压的开关电源装置包括：上述第八结构的开关装置。所述开关晶体管布置在被施加所述输入电压的端子与设置在相对于被施加所述输入电压的所述端子的更低电位侧的端子之间。通过所述开关动作，所述输入电压经历电力转换以产生所述输出电压。(第九结构)
附图标记列表
1开关装置
2 信号生成电路
10 基准电压生成电路
20 斜坡电压生成电路
30 比较电路
40 开关控制电路
50 开关晶体管
110 基准电压生成电路
111 矩形波供给电路
112 调制器
111a矩形波生成器
111a_1计数器
111b选择器
120 基准电压生成电路
121 时钟调制器
122 逻辑电路
123 基准生成器
VREF基准电压
VRAMP斜坡电压
S1信号(比较结果信号)

Claims (9)

1.一种信号生成电路，包括：
基准电压生成电路，所述基准电压生成电路构成为生成基准电压；
斜坡电压生成电路，所述斜坡电压生成电路构成为生成在预定电压范围内变化的斜坡电压；以及
比较电路，所述比较电路构成为输出指示所述基准电压和所述斜坡电压之间的量值关系的比较结果信号，
其中
所述基准电压生成电路使所述基准电压具有三角波的波形，并且改变所述三角波的频率。
2.根据权利要求1所述的信号生成电路，其中
当所述斜坡电压从低于所述基准电压的状态转变到高于所述基准电压的状态时，所述比较电路产生所述比较结果信号的特定变化，并且
所述斜坡电压生成电路重复执行如下的单位动作：所述斜坡电压生成电路以预定的增加梯度从预定的下限电压单调地增加所述斜坡电压，并且当所述比较结果信号的所述特定变化发生时，所述斜坡电压生成电路以预定的减小梯度朝向下限电压单调地减小所述斜坡电压。
3.根据权利要求1所述的信号生成电路，其中
当所述斜坡电压从高于所述基准电压的状态转变到低于所述基准电压的状态时，所述比较电路产生所述比较结果信号的特定变化，并且
所述斜坡电压生成电路重复执行如下的单位动作：所述斜坡电压生成电路以预定的减小梯度从预定的上限电压单调地减小所述斜坡电压，并且当所述比较结果信号的所述特定变化发生时，所述斜坡电压生成电路以预定的增加梯度朝向上限电压单调地增加所述斜坡电压。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的信号生成电路，其中
所述基准电压生成电路通过顺序地使用具有相互不同的频率的多个矩形波信号调制预定直流电压来生成所述基准电压。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的信号生成电路，其中
所述基准电压生成电路通过使所述基准电压中的所述三角波具有与时钟信号的频率相对应的频率并调制所述时钟信号的所述频率来改变所述三角波的所述频率。
6.一种开关装置，包括：
根据权利要求1至5中任一项所述的信号生成电路；
开关晶体管；以及
开关控制电路，所述开关控制电路构成为基于所述比较结果信号对所述开关晶体管进行开关动作。
7.一种开关装置，包括：
根据权利要求2或3所述的信号生成电路；
开关晶体管；以及
开关控制电路，所述开关控制电路构成为基于所述比较结果信号对所述开关晶体管进行开关动作，
其中
所述开关控制电路响应于所述比较结果信号的所述特定变化而接通或关断所述开关晶体管。
8.根据权利要求7所述的开关装置，其中
所述开关控制电路重复如下的开关动作：响应于所述比较结果信号的所述特定变化，所述开关控制电路将所述开关晶体管从接通和关断状态中的一个状态切换到另一个状态，并且此后，响应于预定条件的满足，所述开关控制电路将所述开关晶体管从所述接通和关断状态中的所述另一个状态切换回到所述一个状态。
9.一种构成为从输入电压生成输出电压的开关电源装置，包括：
根据权利要求8所述的开关装置，
其中
所述开关晶体管布置在被施加所述输入电压的端子与设置在相对于被施加所述输入电压的所述端子的更低电位侧的端子之间，并且
通过所述开关动作，所述输入电压经历电力转换以产生所述输出电压。
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