本公開涉及電壓變換，尤其涉及一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路、芯片及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、電壓轉(zhuǎn)換電路中通常設(shè)置有紋波產(chǎn)生器，用于產(chǎn)生電壓紋波，比較器會對電壓紋波進行采集并向電壓轉(zhuǎn)換電路輸出的波形信號進行反饋，以確保電壓轉(zhuǎn)換電路的高精度輸出。

2、采集到的電壓紋波在中存在有較高的共模電壓，現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在電壓轉(zhuǎn)換電路內(nèi)設(shè)置有耐高壓器件以消除高共模電壓的影響，但是由于耐高壓器件的體積較大，成本較高，使得電壓轉(zhuǎn)換電路的面積也隨之增大，從而增加了電路的成本。因此，如何消除電壓轉(zhuǎn)換電路中的高共模電壓成為亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題或者至少部分地解決上述技術(shù)問題，本公開提供了一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路、芯片及設(shè)備。

2、本公開提供了一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，包括：方波生成模塊，用于將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為電壓方波信號，并向外部穩(wěn)壓單元輸出電壓方波信號；紋波生成模塊，包括積分單元以及濾波單元；積分單元分別與方波生成模塊以及濾波單元電連接，積分單元以及濾波單元均接地；積分單元用于將電壓方波信號變換為電壓三角波信號；濾波單元用于濾除電壓三角波信號中的直流信息，生成紋波信號；比較模塊，用于根據(jù)反饋信號與參考信號的比較結(jié)果，生成比較電壓信號；其中，反饋信號為紋波信號與外部穩(wěn)壓單元的電壓反饋信號疊加得到的信號；參考信號為紋波信號的谷值電壓與比較模塊的參考電壓疊加得到的信號；比較電壓信號用于生成方波生成模塊的導(dǎo)通控制信號。

3、可選的，積分單元包括：第一電阻以及第一電容；方波生成模塊的輸出端通過第一電阻以及第一電容接地，第一電阻與第一電容電連接于第一節(jié)點，第一節(jié)點用于輸出第一三角波信號；其中，第一三角波信號為電壓方波信號經(jīng)過第一電阻以及第一電容積分后生成的信號。

4、可選的，濾波單元包括：第二電阻、第二電容以及第三電容；第二電容的第一端與第一節(jié)點電連接，第二電容的第二端通過第二電阻以及第三電容接地，第二電容與第二電阻以及第三電容電連接與第二節(jié)點；第二節(jié)點用于輸出第二三角波信號；其中，第二三角波信號為第一三角波信號經(jīng)過第二電阻、第二電容以及第三電容濾波后生成的紋波信號。

5、可選的，電壓轉(zhuǎn)換電路還包括導(dǎo)通控制單元，比較模塊包括比較器以及采樣單元；比較器包括第一采集端、第二采集端、第三采集端以及輸出端；第一采集端與紋波生成模塊電連接，第二采集端通過分壓電路與外部穩(wěn)壓單元的電壓反饋端電連接，第三采集端通過采樣單元與紋波生成模塊電連接；輸出端與導(dǎo)通控制單元電連接；其中，采樣單元用于采集紋波信號的谷值電壓，導(dǎo)通控制單元用于根據(jù)比較器輸出的比較電壓信號生成導(dǎo)通控制信號。

6、可選的，采樣單元包括：分頻器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第四電容以及第五電容；分頻器分別與第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)以及第四開關(guān)電連接，分頻器還與方波生成模塊電連接，分頻器用于將電壓方波信號分頻為第一方波信號以及第二方波信號；第一方波信號用于控制第一開關(guān)以及第四開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，第二方波信號用于控制第二開關(guān)以及第三開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；其中，第一方波信號和第二方波信號的信號頻率為電壓方波信號的二分之一，第一方波信號與第二方波信號的相位差為180°；紋波生成模塊通過第一開關(guān)以及第二開關(guān)與第三采集端電連接，紋波生成模塊還通過第三開關(guān)以及第四開關(guān)與第三采集端電連接；第一開關(guān)與第二開關(guān)串聯(lián)連接于第三節(jié)點，第三開關(guān)與第四開關(guān)串聯(lián)連接于第四節(jié)點，第三節(jié)點通過第四電容接地，第四節(jié)點通過第五電容接地；其中第四電容以及第五電容用于采集并存儲紋波信號的谷值電壓。

7、可選的，方波生成模塊包括驅(qū)動單元、第五開關(guān)以及第六開關(guān)；驅(qū)動單元與比較模塊電連接，驅(qū)動單元的第一輸出端與第五開關(guān)的控制端電連接，驅(qū)動單元的第二輸出端與第六開關(guān)的控制端電連接，第五開關(guān)的第一端與電壓輸入端電連接，第五開關(guān)的第二端以及第六開關(guān)的第一端均與外部穩(wěn)壓單元電連接，第六開關(guān)的第二端接地；其中，驅(qū)動單元用于根據(jù)接收到的導(dǎo)通控制信號，分別控制第五開關(guān)以及第六開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷；電壓輸入端用于提供穩(wěn)定的高電平電壓。

8、可選的，第五開關(guān)為第一pmos管，第六開關(guān)為第二pmos管；驅(qū)動單元的第一輸出端與第一pmos管的柵極電連接，驅(qū)動單元的第二輸出端與第二pmos管的柵極電連接，第一pmos管的第一極與電壓輸入端電連接，第一pmos管的第二極以及第二pmos管的第一極均與外部穩(wěn)壓單元電連接，第二pmos管的第二極接地。

9、可選的，電壓轉(zhuǎn)換電路還包括導(dǎo)通控制單元，導(dǎo)通控制單元連接于比較模塊與驅(qū)動單元之間；比較電壓信號包括第一模擬信號和第二模擬信號，導(dǎo)通控制信號包括第一數(shù)字驅(qū)動信號和第二數(shù)字驅(qū)動信號；其中，驅(qū)動單元用于基于第一數(shù)字驅(qū)動信號控制第五開關(guān)導(dǎo)通，基于第二數(shù)字驅(qū)動信號控制第六開關(guān)導(dǎo)通；導(dǎo)通控制單元用于將接收到的第一模擬信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字驅(qū)動信號，或者，將接收到的第二模擬信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字驅(qū)動信號。

10、本公開還提供了一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換芯片，包括如上任意所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路。

11、本公開還提供了一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，包括如上所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換芯片。

12、本公開提供了一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路、芯片及設(shè)備，電壓轉(zhuǎn)換電路包括方波生成模塊、紋波生成模塊以及比較模塊。紋波生成模塊包括積分單元以及濾波單元，積分單元用于將方波生成模塊生成的電壓方波信號積分，使電壓方波信號轉(zhuǎn)換為電壓三角波信號，此時電壓三角波信號內(nèi)存在有高共模電壓。比較模塊通過濾波單元對積分單元生成的電壓三角波信號進行采集，濾波單元參考地信號將電壓三角波信號中高電壓的直流信息消除，只保留電壓三角波信號中低電壓的三角波信息，從而使得比較模塊可以采集到消除了高共模電壓后的紋波信號。比較模塊還會對外部穩(wěn)壓單元的電壓反饋信號以及紋波信號的谷值電壓進行采集，并在比較模塊內(nèi)部通過疊加獲取得到反饋信號和參考信號，反饋信號由紋波信號與外部穩(wěn)壓單元的電壓反饋信號疊加得到，參考信號由紋波信號的谷值電壓與比較模塊的參考電壓疊加得到。比較模塊內(nèi)部將疊加得到的反饋信號與參考信號進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果生成比較電壓信號，比較電壓信號可以用于生成方波生成模塊的導(dǎo)通控制信號，由導(dǎo)通控制信號控制方波生成模塊將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為電壓方波信號，并輸出至外部穩(wěn)壓單元，由此實現(xiàn)了將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為電壓方波信號，并且通過紋波注入的方式保證了輸出電壓的精度。本公開通過在紋波生成模塊中設(shè)置的濾波單元對電壓三角波信號中高電壓的直流信息進行消除，從而消除了電壓三角波信號中的高共模電壓，以生成低電壓的紋波信號，使得比較模塊采集到的信號均為低壓信號，因此本公開設(shè)計的電路中均不需要設(shè)置耐高壓器件，實現(xiàn)了降低電壓轉(zhuǎn)換電路的體積和成本。

技術(shù)特征：

1.一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述積分單元包括：第一電阻以及第一電容；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述濾波單元包括：第二電阻、第二電容以及第三電容；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還包括導(dǎo)通控制單元，所述比較模塊包括比較器以及采樣單元；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述采樣單元包括：分頻器、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第四電容以及第五電容；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述方波生成模塊包括驅(qū)動單元、第五開關(guān)以及第六開關(guān)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述第五開關(guān)為第一pmos管，所述第六開關(guān)為第二pmos管；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還包括導(dǎo)通控制單元，所述導(dǎo)通控制單元連接于所述比較模塊與所述驅(qū)動單元之間；

9.一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換芯片，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路。

10.一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換芯片。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及一種內(nèi)置紋波注入的電壓轉(zhuǎn)換電路、芯片及設(shè)備，電壓轉(zhuǎn)換電路包括：方波生成模塊、紋波生成模塊及比較模塊。方波生成模塊用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為電壓方波信號，并向外部穩(wěn)壓單元輸出電壓方波信號；紋波生成模塊包括積分單元及濾波單元；積分單元用于將電壓方波信號變換為電壓三角波信號；濾波單元用于濾除電壓三角波信號中的直流信息，生成紋波信號；比較模塊用于根據(jù)反饋信號與參考信號的比較結(jié)果，生成比較電壓信號；比較電壓信號用于生成方波生成模塊的導(dǎo)通控制信號。本公開通過濾波單元消除了紋波信號中的高共模電壓，使比較模塊接收的電壓信號均為低壓信號，因此本公開設(shè)計的電路無需設(shè)置耐高壓器件，降低了電路的體積和成本。

技術(shù)研發(fā)人員：林治屹,張文林,陳亮
受保護的技術(shù)使用者：蘇州華太電子技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26