峰值電流模式dc-dc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明通常涉及集成電路，更特別地，涉及用于L邸驅(qū)動設備的具有擴展頻譜的 峰值電流模式DC-DC轉(zhuǎn)換器電路。
【背景技術】
[0002] 近年來，由于功耗低，L邸被廣泛地應用在電子設備、路燈、工廠、學校等。對于LED 設備，光密度控制十分重要。
[0003] 隨著光電技術和半導體技術的發(fā)展，平板顯示器變得流行。在眾多類型的平板顯 示器中，由于高效的空間利用率、低功耗、低福射W及低電磁干擾（EMI)的特性，液晶顯示 器（LCD)變?yōu)轱@示器市場的主流。LCD顯示器包括液晶面板和背光模組，該背光模組需要為 LCD面板提供面光源，從而啟動它的顯示功能。L邸設備經(jīng)常被用作背光模組的光源，該使 得LCD更小，消耗的功耗更少。
[0004] DC-DC轉(zhuǎn)換器是L邸設備中的重要元件。在L邸設備中，DC-DC轉(zhuǎn)換器W電源的方 式工作，從而調(diào)節(jié)流經(jīng)L邸的電流。峰值電流模式DC-DC轉(zhuǎn)換器，由峰值電流控制，廣泛地 應用在LED設備中。
[000引圖la是峰值電流模式DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。參考圖la, DC-DC轉(zhuǎn)換器10可W 提升輸入電壓，并輸出穩(wěn)定的電壓。
[0006] 在上述的例子中，圖la中，DC-DC轉(zhuǎn)換器10包括電感17、充電電容C1、肖特基二極 管16、等效負載Rwad、第一反饋電阻咕1、第二反饋電阻咕2、電桿電流檢測單元11、斜坡信號 產(chǎn)生器12、脈寬調(diào)制單元（PWM) 13、誤差放大器（EA) 14、邏輯控制單元15 W及開關S1。流 經(jīng)負載電阻Rwad的電流為Ia，DC-DC轉(zhuǎn)換器10輸出端的電壓是VwT。邏輯空盒子單元15包 括振蕩器（0SC) 15a，其差生固定的時鐘信號。電感電流檢測單元11禪合至電感17, W檢測 電感檢測電流，并傳送電流或電壓信號至斜坡信號產(chǎn)生器12。
[0007] 反饋電阻Rfi和Rf2禪合至EA14, W形成閉環(huán)，該將使的DC-DC轉(zhuǎn)換器10具有良好 的諧波失真訂皿)、電源抑制比（PSRR) W及穩(wěn)定特性。
[000引工作中，開關S1在固定的時間開啟，并且在電感檢測電流達到預定的值（峰值） 時關閉。
[000引當開關S1開啟時，電感17上壓降的不變的，電流勺線性增加，磁能儲存在電感 17中。由于二極管D1的陽極電壓為低電平，電容C1不能通過開關S1放電，電容C1主要通 過電阻Rwad放電。當開關S1斷開，由于電感電流勺連續(xù)性，電源Vi。和電感17能夠同時 對電容C1充電，該意味著電容C1的充電電壓高于VwT。當充電電壓等于VauT時，電容C1的 充電電流為0。充電電壓低于V0jT時，電容C1放電，W維持V0jT的值。
[0010] 此外，EA14用于放大反饋電壓Vw和參考電壓Vkw的差值，W產(chǎn)生控制電壓Vc。PWM 單元13比較控制電壓VC和累加電壓的值，該累加電壓VwDw+siDp。由電流檢測單元 11和斜坡信號產(chǎn)生器12產(chǎn)生。當VwDw+siDp。大于控制電壓V。是，邏輯控制單元15將關斷 S1，W維持DC-DC轉(zhuǎn)換器10的輸出電壓值。
[OCm] 另外，由邏輯控制單元15產(chǎn)生的開關信號的頻率很高（幾十KHz/MHz)，每個周期 的占空比具有固定的脈寬，該將形成EMI的干擾源，并且傳送電磁波。因此，DC-DC轉(zhuǎn)換器 10的其他部分W及與DC-DC轉(zhuǎn)換器10相鄰的元件可能會被EMI效應所影響。雖然DC-DC 轉(zhuǎn)換器10可W通過PWM單元13調(diào)制脈寬，EMI問題仍然存在。
[001引圖化顯示了占空比與EMI功率的關系。參照圖化，與電感檢測電流和 由斜坡信號產(chǎn)生器12產(chǎn)生的斜坡電壓相關，VwDw+siDp?？蒞如下表示：
[0013] Vsense+slope=Vslope+Isense ? Rsense (D
[0014] 其中，氏。。5。是檢測電阻，用于將電流信號轉(zhuǎn)換至電壓信號。當氏。。5。是線性電阻，W 及電流IL線性變化，曲線 Vsense+slope 的斜率由 Vslope 當 Vsense+slope 大于控制電壓VC時， PWM單元13輸出低電平，并被邏輯控制單元15接收，然后開關S1被控制單元15關斷，電感 檢測電流保持減少，直至周期的結(jié)束。如果占空比固定，Effl功率大到不能忽略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[00巧]因此，本發(fā)明提供了能夠擴展頻譜W解決EMI問題的DC-DC轉(zhuǎn)換器。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種斜坡電壓產(chǎn)生器電路，包括：電流模組，用于 產(chǎn)生周期性電流，所述周期性電流的值至少在相鄰周期不相同；電壓轉(zhuǎn)換器，禪合至所述電 流模組的輸出，被配置為基于所述周期性電流產(chǎn)生周期性的電壓。
[0017] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述電流模組包括，控制信號產(chǎn)生器，被配置為輸 出周期性控制信號；W及可變電流單元，禪合至所述控制信號產(chǎn)生器的輸出，被配置為基于 所述周期性控制信號輸出周期性電流。
[0018] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述可變電流單元包括一個或多個次級電流源， 所述次級電流源的工作狀態(tài)由所述周期性控制信號決定，并且所述次級電流源的值互不相 同；其中，所述周期性控制信號是N位偽隨機序列信號，所述N位偽隨機序列信號中的每個 數(shù)均對應著部分或全部的所述次級電流源，并且每個周期的所述周期性電流是所述部分或 全部的次級電流源的輸出電流之和。
[0019] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述電壓轉(zhuǎn)換器包括偏置電流產(chǎn)生器，禪合至所 述電流模組，被配置為，在每個周期中基于所述周期性電流的值產(chǎn)生偏置電流；W及電壓輸 出級，禪合至所述偏置電流產(chǎn)生器的輸出，被配置為基于所述偏置電流產(chǎn)生相應的電壓。
[0020] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述偏置電流產(chǎn)生器包括第一 NM0S晶體管（Ml)、 第二NM0S晶體管（M2)、充電電容W及第一電阻巧1)，所述第二NM0S晶體管（M2)的柵極禪 合至所述第一 NM0S晶體管（Ml)的漏極與柵極，所述第一 NM0S晶體管（Ml)的源級通過所 述充電電容禪合至地，并且所述第二NM0S晶體管（M2)的源級通過所述第一電阻巧1)禪合 至地；其中，所述第一 NM0S晶體管（Ml)的漏極禪合至所述電流模組的輸出，W接收所述周 期性電流，所述第二NM0S晶體管（M2)的漏極禪合至所述電壓輸出級的輸入，W傳送所述偏 置電流至所述電壓輸出級柵極。
[0021] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述電流模組進一步包括：恒定電流源，禪合至所 述電壓轉(zhuǎn)換器，W傳輸恒定的電流至所述電壓轉(zhuǎn)換器；并且所述偏置電流產(chǎn)生器進一步包 括開關（S2)，其中所述第一 NM0S晶體管（Ml)的柵極通過所述開關（S2)禪合至地。
[0022] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述偏置電流產(chǎn)生器包括：第一 NM0S晶體管 (Ml)、第二NMOS晶體管（M2)、充電電容、開關（S2) W及第一電阻巧1)和第二電阻巧2)，所 述第二NM0S晶體管（M2)的柵極禪合至所述第一 NM0S晶體管（Ml)的漏極與柵極，所述第 一 NM0S晶體管（Ml)的源級通過所述充電電容禪合至地，并且所述第二NM0S晶體管（M2) 的源級通過所述第一電阻化1)禪合至地；其中，所述電流模組進一步包括禪合至所述電壓 轉(zhuǎn)換器W傳輸恒定的電流至所述電壓轉(zhuǎn)換器的恒定電流源，所述第一 NM0S晶體管（Ml)的 漏極禪合至所述電流模組的輸出，W接收所述周期性電流，所述第二NM0S晶體管（M2)的漏 極禪合至所述電壓輸出級的輸入，W傳送所述偏置電流至所述電壓輸出級柵極。
[0023] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述電壓輸出級包括第一 PM0S晶體管（M3)、第二 PM0S晶體管（M4)和第H電阻，所述第一 PM0S晶體管（M3)的柵極與漏極均禪合至所述第 二PM0S晶體管（M4)的柵極，并且所述第二PM0S晶體管（M4)的漏極通過所述第二電阻禪 合至地；其中，所述第一 PM0S晶體管（M3)的柵極禪合至所述偏置電流產(chǎn)生器的輸出，W接 收所述偏置電流。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括；轉(zhuǎn)換器模組，具有電 感和開關，被配置為輸出第一電壓信號；反饋模組，被配置為基于所述第一電壓信號產(chǎn)生控 制電壓；電感電流檢測單元，禪合至所述電感，被配置為輸出電感檢測電流；斜坡電壓信號 產(chǎn)生器，禪合至所述電感電流檢測單元，W將所述電感檢測電流轉(zhuǎn)換為第二電壓信號；其 中，所述斜坡信號產(chǎn)生器包括：電流模組，用于輸出周期性電流，所述周期性電流的值在至 少相鄰的周期不相同；其中，所述電流模組包括周期性控制信號產(chǎn)生器，被配置為輸出周期 性控制信號，和可變電流單元，禪合至所述周期性控制信號產(chǎn)生器的輸出，被配置為基于所 述周期性控制信號輸出所述周期性電流；電壓轉(zhuǎn)換器，禪合至所述電流模組的輸出，被配置 為基于所述周期性電流產(chǎn)生周期性電壓信號，并輸出包括所述第二電壓信號和所述周期性 電壓信號的疊加電壓信號；W及脈寬調(diào)制器，包括PWM比較器，所述PWM比較器比較所述控 制電壓與所述疊加電壓信號，W決定所述開關的工作狀態(tài)。
[0025] 在依據(jù)本發(fā)明的一個實施例中，所述可變電流單元包括一個或多個次級電流源， 所述次級電流源的工作狀態(tài)由所述周期性控制信號決定，并且所述次級電流源的值各不相 同；其中，所述周期性控制信號為N位的偽隨機序列信號，所述N位偽隨機序列信號中的每 個數(shù)均對應著部分或全部的所述次級電流源，并且每個周期的所述周期性電流是所述部分 或全部的次級電流源的輸出電流之和。
[0026] 在