[發明專利]開關模式電源的先進時鐘同步電路

無效

• 申請號: 201210142378.6
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102857201A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: S·P·勞爾;Z·J·拉塔;J·楊
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國有限公司
• 主分類號: H03K17/296
• 分類號: H03K17/296;H03K5/135;H03K21/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 錢慰民

關聯申請的交叉引用

本申請要求2011年5月1日提交的美國臨時申請S/N?61/481,229的權益，該文獻全篇地援引包含于此。

附圖說明

本發明的特征、優勢和益處將從結合附圖的下面描述中變得更為清楚，附圖為示例目的給出并且不打算使本發明局限于此，在附圖中：

圖1是根據本發明的包含同步電路的一個實施例的開關模式電源的實施例的方框圖，而圖1A是包含如圖1所示的多個電源的系統的實施例的方框圖。

圖2是示出根據本發明的用于在內部時鐘和外部同步時鐘之間來回切換的控制系統的一個實施例的狀態圖；

圖3是根據本發明的同步電路的一個實施例的方框圖；

圖4是示出當外部時鐘漏失(drop?out)時通過圖3的同步電路產生替代時鐘脈沖的時序圖；

圖5是示出當替代時鐘脈沖驅動轉換器時輸出電壓如何改變的時序圖；

圖6是穩定外部時鐘檢測電路的方框圖；

圖7是示出在由同步電路檢測到一連串穩定外部時鐘之后從內部振蕩器切換至外部時鐘的時序圖；

圖8A是用于檢測何時已檢測到預定的一連串穩定外部時鐘脈沖的替代性電路，而圖8B是示出由一連串外部時鐘所產生的示例性計數器輸出的圖表；

圖9是示例性時鐘選擇器電路的示意圖；以及

圖10是替代性時鐘選擇器電路的示意圖。

具體實施方式

包含多個開關模式電源(SMPS)的系統有時需要與一公共外部時鐘進行同步，以改善EMI和系統的功率轉換效率。這種同步可經由若干方式來實現。根據本發明各實施例的時鐘同步電路允許給定的電源在已檢測到穩定外部時鐘時從電源的內部時鐘切換至公共外部時鐘。一旦外部時鐘正在控制電源，則同步電路主動地監測外部時鐘的切換周期并參考相對于外部時鐘本身的任何漏失狀態。也就是說，同步電路將每個外部時鐘脈沖的切換周期與相鄰的先前外部時鐘脈沖(如果有的話)的切換周期進行比較。因此，在一個實施例中，即使外部時鐘切換周期中只經歷10％的滑移，該時鐘脈沖也被認為是“遺漏的”并被“看門狗”電路所產生的替代時鐘脈沖快速地取代。在連續地產生一預定數量的替代脈沖之后，計數器使電源操作切換回到內部振蕩器時鐘以使電源工作。由于替代時鐘脈沖和內部時鐘脈沖兩者的遷變邊沿一般非常接近于外部時鐘遷變邊沿已出現的位置，因此由電源產生的輸出電壓經歷非常小的干擾。

當從內部時鐘遷變至外部時鐘時，根據本發明一個實施例的同步電路在做出至外部時鐘的切換前進行等待，直到內部時鐘脈沖和外部時鐘脈沖兩者彼此非常接近為止。這也確保了輸出電壓中的最小干擾。

圖1是根據本發明的包括同步電路200的一個實施例的開關模式電源60的實施例的方框圖。如圖1所示，示例性電源60包括脈寬調制(PWM)控制電路66，其輸入時鐘是由同步電路200輸出的PWM時鐘。PWM控制電路66控制電壓轉換器61的操作，在一個實施例中該電壓轉換器61將輸入電壓Vin轉換成經調節輸出電壓Vo，用于耦合至負載80。負載80可以是使用功率的任何設備，例如膝上計算機、服務器、集成電路(IC)芯片集、模擬電路、電信系統等，如本領域內技術人員熟知的那樣。電壓轉換器61的拓撲結構可以是降壓調節器、升壓調節器、降壓-升壓調節器或任何其它功率轉換器拓撲結構，這也是本領域內技術人員所熟知的。圖1所示的示例性轉換器61是反激功率轉換器。

在圖1所示的示例性轉換器61中，依靠變壓器62將Vin轉換至Vo，該變壓器62的主繞組電流因變于MOSFET開關64的狀態，MOSFET開關64的狀態由PWM控制電路66所控制。當MOSFET開關64閉合時，能量被存儲在變壓器62的主繞組中。當MOSFET開關64斷開時，該能量被傳遞至次級繞組并由此通過整流二極管70至輸出電容器72。由PWM控制電路66所產生的脈沖寬度(即，其占空比)受PWM?66的調節以調整輸出電壓Vo，輸出電壓Vo經由隔離電路被反饋給PWM控制電路66。