低功耗变换器及实现方法与流程

1.本发明是关于集成电路领域，特别是关于一种低功耗变换器及实现方法。


背景技术：

2.在无线通讯、物联网、便携式设备的应用中，都需要低功耗的实现方式，升压变换器作为其中非常重要的模拟模块，其低功耗的设计对整个应用来讲是非常重要的。
3.传统的升压变换器一般包含带隙基准、误差放大器、电流采样、比较器、逻辑电路、驱动电路、电感、输出电容和分压反馈电阻。传统的升压变换器会在检测到负载为轻载时进行跳周期或者进入突发工作模式，用于提高轻载时的工作效率，但是不管轻载时环路采用哪一种控制模式，组成系统的各个模块都在正常的工作和检测，因此，系统自身的耗电会影响轻载效率低进一步提高。
4.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种低功耗变换器及实现方法，其能够极大的减小了轻载时变换器的功耗，可以进一步提高轻载时变换器的效率。
6.为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种低功耗变换器，包括：转换电路、控制电路和带隙基准产生电路；
7.所述转换电路用于对输入电压进行转换而产生输出电压，所述转换电路包括分压网络，所述分压网络设置于变换器的输出端，所述分压网络用于对变换器的输出电压进行分压而提供一分压信号；
8.所述带隙基准产生电路包括带隙基准模块和采样保持模块，所述带隙基准模块用于间隔输出第一基准电压，所述采样保持模块用于接收、锁存第一基准电压并输出第二基准电压，所述第二基准电压的大小随第一基准电压的间隔输出时间长度而变化；
9.所述控制电路包括差分放大器、脉冲调制器、第一逻辑模块、驱动电路和比较电路，所述差分放大器用于基于第二基准电压和分压信号输出误差放大信号，所述脉冲调制器用于基于转换电路的采样电流与误差放大信号产生脉冲信号，所述第一逻辑模块用于基于脉冲信号产生控制信号，所述驱动电路基于控制信号产生用于驱动转换电路的驱动信号；
10.所述比较电路用于将第一基准电压和第二基准电压分别与分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；所述第一逻辑模块基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路进入或退出低功耗模式。
11.在本发明的一个或多个实施例中，所述比较电路包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器用于对第一基准电压和分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号，所述第二比较器用于对第二基准电压和分压信号进行比较以输出低功耗模式退出信号。
12.在本发明的一个或多个实施例中，所述误差放大器与第二比较器共用输入级控制电路，所述误差放大器还包括与输入级控制电路相连的第一输出级控制电路，所述第二比较器还包括与输入级控制电路相连的第二输出级控制电路。
13.在本发明的一个或多个实施例中，所述输入级控制电路包括第一mos管、第二mos管、第七mos管和第八mos管；
14.所述第一mos管的源极、第二mos管的源极与电源电压相连，所述第二mos管的栅极与第一mos管的漏极以及第一输出级控制电路相连，所述第一mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第七mos管的源极、第八mos管的源极与第二mos管的漏极以及第二输出级控制电路相连，所述第七mos管的栅极和第八mos管的栅极分别用于接收一组差分信号，所述第七mos管的漏极和第八mos管的漏极与第一输出级控制电路和第二输出级控制电路相连。
15.在本发明的一个或多个实施例中，所述第一输出级控制电路包括第十一mos管、第十二mos管和共源共栅控制单元；
16.所述第十一mos管的栅极与第十二mos管的栅极相连以接收第二控制信号，所述第十一mos管的源极和第十二mos管的源极与输入级控制电路以及第二输出级控制电路相连，所述第十一mos管的漏极和第十二mos管的漏极与共源共栅控制单元相连。
17.在本发明的一个或多个实施例中，所述共源共栅控制单元包括第五mos管、第六mos管、第九mos管、第十mos管、第十五mos管、第十六mos管、第二十二mos管、第二十三mos管、第二十四mos管、第二十五mos管、第二十六mos管和第二十七mos管；
18.所述第五mos管的源极、第六mos管的源极、第二十七mos管的源极与电源电压相连，所述第五mos管的漏极与第九mos管的源极相连，所述第六mos管的漏极与第十mos管的源极相连，所述第五mos管的栅极、第六mos管的栅极与第九mos管的漏极相连，所述第九mos管的栅极与第十mos管的栅极以及第二十七mos管的漏极相连，所述第二十七mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第九mos管的漏极与第十五mos管的漏极相连，所述第十mos管的漏极与第十六mos管的漏极以及第二十四mos管的漏极相连以输出放大信号，所述第二十四mos管的源极与地电压相连，所述第二十四mos管的栅极用于接收第一控制信号，所述第十五mos管的栅极与第十六mos管的栅极以及第二十五mos管的漏极相连，所述第二十五mos管的源极与地电压相连，所述第二十五mos管的栅极用于接收第一控制信号，所述第十五mos管的源极与第十一mos管的漏极以及第二十二mos管的漏极相连，所述第十六mos管的源极与第十二mos管的漏极以及第二十三mos管的漏极相连，所述第二十二mos管的栅极与第二十三mos管的栅极以及第二十六mos管m26的漏极相连，所述第二十六mos管的栅极与第一控制信号相连，所述第二十二mos管的源极、第二十三mos管的源极和第二十六mos管的源极与地电压相连。
19.在本发明的一个或多个实施例中，所述第二输出级控制电路包括第三mos管、第四mos管、第十三mos管、第十四mos管、第十七mos管、第十八mos管、第十九mos管、第二十mos管和第二十一mos管；
20.所述第三mos管的源极和第四mos管的源极与电源电压相连，所述第三mos管的栅极与第四mos管的栅极相连以接收偏置电压，所述第三mos管的漏极与输入级控制电路相连，所述第四mos管的漏极与第二十一mos管的漏极相连以输出比较信号，所述第十三mos管的源极和第十四mos管的源极与输入级控制电路和第一输出级控制电路相连，所述第十三
mos管的栅极和第十四mos管的栅极相连以接收第二控制信号，所述第十三mos管的漏极与第十八mos管的漏极以及第十七mos管的漏极相连，所述第十七mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第十八mos管的栅极与第十八mos管的漏极以及第十九mos管的栅极相连，所述第十四mos管的漏极与第十九mos管的漏极以及第二十一mos管的栅极相连，所述第二十一mos管的栅极与第二十mos管的漏极相连，所述第二十mos管的栅极用于接收第三控制信号，所述第十七mos管的源极、第十八mos管的源极、第十九mos管的源极、第二十mos管的源极以及第二十一mos管的源极与地电压相连。
21.在本发明的一个或多个实施例中，所述低功耗变换器还包括信号产生电路，用于基于第一控制信号产生第二控制信号和第三控制信号。
22.在本发明的一个或多个实施例中，所述采样保持模块包括第一开关和第一电容，所述第一开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第一开关的第二端与第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与地相连。
23.在本发明的一个或多个实施例中，所述带隙基准产生电路还包括采样模块和检测控制模块，所述采样模块用于对第一基准电压进行采样而获得用于表征第二基准电压的大小变化的比较电压，所述比较电压的大小随第一基准电压的间隔输出时间长度而变化；所述检测控制模块用于根据比较电压的大小来控制带隙基准模块的开启和关闭以控制第一基准电压的间隔输出。
24.在本发明的一个或多个实施例中，所述采样模块包括第二开关、放电单元和第二电容，所述第二开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第二开关的第二端与放电单元和第二电容的第一端相连，所述放电单元和第二电容的第二端与地相连。
25.在本发明的一个或多个实施例中，所述检测控制模块包括若干比较模块，所述比较模块用于将比较电压与若干预设电压进行比较以输出控制信号来控制带隙基准模块的开启和关闭。
26.在本发明的一个或多个实施例中，所述检测控制模块还包括与比较模块的输出端和带隙基准模块相连的第二逻辑模块。
27.在本发明的一个或多个实施例中，所述第二逻辑模块与第一逻辑模块和比较电路相连。
28.在本发明的一个或多个实施例中，所述带隙基准产生电路还包括同步模块，所述同步模块与采样保持模块的输入端和输出端相连以使得采样保持模块的输入端和输出端的电压相等。
29.在本发明的一个或多个实施例中，所述同步模块包括第三开关和缓冲器，所述第三开关的第一端与采样保持模块的输入端相连，所述第三开关的第二端与缓冲器的输出端相连，所述缓冲器的输入端与采样保持模块的输出端相连。
30.在本发明的一个或多个实施例中，所述带隙基准产生电路还包括第四开关，所述第四开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第四开关的第二端与采样保持模块的输入端相连。
31.本发明还公开了一种低功耗变换器的实现方法，基于所述的低功耗变换器，所述实现方法包括：
32.通过分压网络对变换器的输出电压进行分压而产生一分压信号；
33.通过带隙基准模块间隔输出第一基准电压并通过采样保持模块接收、锁存第一基准电压而获得随第一基准电压的间隔获取时间长度而变化的第二基准电压；
34.通过比较电路将第一基准电压和第二基准电压分别与分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；
35.通过第一逻辑模块基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路进入或退出低功耗模式。
36.与现有技术相比，根据本发明的低功耗变换器及实现方法，通过分压网络用于对变换器的输出电压进行分压而提供一分压信号；通过带隙基准模块间隔输出第一基准电压，通过采样保持模块接收、锁存第一基准电压并输出第二基准电压；通过差分放大器基于第二基准电压和分压信号输出误差放大信号，通过脉冲调制器基于转换电路的采样电流与误差放大信号产生脉冲信号，通过第一逻辑模块基于脉冲信号产生控制信号，通过驱动电路基于控制信号产生用于驱动转换电路的驱动信号；通过比较电路将第一基准电压和第二基准电压分别与分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；通过第一逻辑模块基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路进入或退出低功耗模式。
37.本发明的低功耗变换器系统实现比较简单；功耗非常低；并且比较器和误差放大器共用输入对管，从而极大的减小了失配。
38.本发明的采样保持模块接收、锁存第一基准电压并输出第二基准电压，通过采样模块根据比较电压的变化动态的检测第二基准电压的变化，通过检测控制模块根据比较电压的变化在一个较长的时间内间隔性的启动带隙基准模块以间隔输出第一基准电压，从而得到一个平均功耗超低并且精度很高基准电压。
附图说明
39.图1是根据本发明一实施例的低功耗变换器的电路原理图。
40.图2是根据本发明一实施例的第一比较模块的电路原理图。
41.图3是根据本发明一实施例的误差放大器与第二比较器的电路原理图。
42.图4是根据本发明一实施例的低功耗变换器的实现方法的流程图。
具体实施方式
43.下面结合附图，对本发明的具体实施例进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施例的限制。
44.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
45.应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件，或与另一元件“相连”，或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中
间元件。
46.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
47.如图1所示，一种低功耗变换器，包括：转换电路10、控制电路20和带隙基准产生电路30。
48.转换电路10用于对输入电压vin进行转换而产生输出电压vout。转换电路10包括分压网络101，分压网络101设置于变换器的输出端，分压网络101用于对变换器的输出电压vout进行分压而提供一分压信号vfb。一实施例中，分压网络101包括第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1的第一端与转换电路10的输出端相连，第一电阻r1的第二端与第二电阻r2的第一端相连并输出分压信号vfb，第二电阻r2的第二端与地电压相连。
49.一实施例中，转换电路10还包括：开关电路、电感l和电容c。电容c的第一端与分压网络101的第一电阻r1的第一端相连，电容c的第二端与地电压相连，电感l的第一端与输入电压vin相连，电感l的第二端与开关电路相连。
50.一实施例中，开关电路包括第一开关管mn和第二开关管mp。第一开关管mn的漏极与电感l的第二端相连，第一开关管mn的源极与地电压相连，第二开关管mp的源极与电感l的第二端相连，第二开关管mp的漏极与电容c的第一端相连。
51.如图1所示，控制电路20包括差分放大器201、脉冲调制器202、第一逻辑模块203和驱动电路204。
52.差分放大器201用于基于第二基准电压vref2和分压信号vfb输出误差放大信号，脉冲调制器202用于基于转换电路10的采样电流与误差放大信号产生脉冲信号，第一逻辑模块203用于基于脉冲信号产生控制信号，驱动电路204基于控制信号产生用于驱动转换电路10的驱动信号。具体的，驱动电路204产生的驱动信号驱动第一开关管mn和第二开关管mp的开启和关闭。
53.如图1所示，带隙基准产生电路30包括带隙基准模块301、采样保持模块302、采样模块303、检测控制模块304和同步模块305。
54.带隙基准模块301用于间隔输出第一基准电压vref1，即在带隙基准模块301开启时输出第一基准电压vref1，在带隙基准模块301关闭时无输出。在本实施例中，带隙基准模块301属于常规的带隙基准模块301，能够在一个较宽的温度范围内提供一个比较稳定的基准电压，耗电大概在ua级别。
55.采样保持模块302用于接收、锁存第一基准电压vref1并输出第二基准电压vref2，第二基准电压vref2的大小随第一基准电压vref1的间隔输出时间长度而变化。当带隙基准模块301开启而输出第一基准电压vref1时，采样保持模块302对第一基准电压vref1进行锁存而获得第二基准电压vref2，此时的第二基准电压vref2和第一基准电压vref1相等。当带隙基准模块301关闭时，采样保持模块302输出第二基准电压vref2，并且随着时间的推移，第二基准电压vref2逐级减小，直至下次带隙基准模块301的开启使得第二基准电压vref2增大而再次与第一基准电压vref1相等。
56.采样模块303用于对第一基准电压vref1进行采样而获得用于表征第二基准电压vref2的大小变化的比较电压vref_fb，比较电压vref_fb的大小随第一基准电压vref1的间隔输出时间长度而变化。当带隙基准模块301开启而输出第一基准电压vref1时，采样模块303对第一基准电压vref1进行采样而获得比较电压vref_fb，当带隙基准模块301关闭时，
比较电压vref_fb随着时间的推移而逐级减小，由于第二基准电压vref2和比较电压vref_fb均基于第一基准电压vref1产生，从而通过比较电压vref_fb的减小表征第二基准电压vref2的减小，当带隙基准模块301再次开启时，采样模块303对第一基准电压vref1进行再次采样从而增大比较电压vref_fb，此时通过比较电压vref_fb的增大表征第二基准电压vref2的增大。
57.检测控制模块304用于根据比较电压vref_fb的大小来控制带隙基准模块301的开启和关闭以控制第一基准电压vref1的间隔输出。在比较电压vref_fb减小至小于第一预设值时，检测控制模块304输出高电平的带隙使能信号bg_en控制带隙基准模块301开启而输出第一基准电压vref1，以增大第一基准电压vref1和第二基准电压vref2；在比较电压vref_fb增大至第二预设值时(此时第二基准电压vref2等于第一基准电压vref1)，检测控制模块304输出低电平的带隙使能信号bg_en控制带隙基准模块301关闭。
58.如图1所示，采样保持模块302包括第一开关tg1和第一电容c1。第一开关tg1的第一端与带隙基准模块301相连，第一开关tg1的第二端与第一电容c1的第一端相连，第一电容c1的第二端与地电压相连。
59.在带隙基准模块301输出第一基准电压vref1(即第一基准电压vref1为高电平)，且第一开关tg1导通时，通过往第一电容c1内补充电荷而锁存第一基准电压vref1，在带隙基准模块301无输出(即第一基准电压vref1为低电平)时，第一开关tg1关断，通过第一电容c1放电而从第一电容c1的第一端输出第二基准电压vref2。随着时间的推移，第二基准电压vref2逐级减小，当带隙基准模块301再次输出第一基准电压vref1时，再往第一电容c1内补充电荷使得第二基准电压vref2增大而等于第一基准电压vref1。
60.如图1所示，采样模块303包括第二开关tg2、放电单元和第二电容c2。第二开关tg2的第一端与带隙基准模块301和第一开关tg1的第一端相连，第二开关tg2的第二端与放电单元和第二电容c2的第一端相连，放电单元和第二电容c2的第二端与地电压相连。
61.在带隙基准模块301输出第一基准电压vref1(即第一基准电压vref1为高电平)，且第二开关tg2导通时，通过往第二电容c2内补充电荷而采样获得比较电压vref_fb，在带隙基准模块301无输出(即第一基准电压vref1为低电平)时，第二开关tg2关断，第二电容c2上的比较电压vref_fb通过放电单元进行放电。随着时间的推移，比较电压vref_fb逐级减小，当带隙基准模块301再次输出第一基准电压vref1时，再往第二电容c2内补充电荷使得比较电压vref_fb增大。
62.在本实施例中，放电单元包括第三开关管mn1。第三开关管mn1的漏极与第二电容c2的第一端相连，第三开关管mn1的源极和栅极与地相连。在其他实施例中，第三开关管mn1可以是p沟道mos管。在其他实施例中，放电单元包括二极管，二极管的阳极与第二电容c2的第一端相连，二极管的阴极与地相连。
63.由上述可知，所谓通过比较电压vref_fb的大小变化表征第二基准电压vref2的大小变化，是指在第二基准电压vref2增大或减小时，对应的比较电压vref_fb或早或迟也会增大或减小，比较电压vref_fb的大小变化和第二基准电压vref2的大小变化相互联动。比较电压vref_fb和第二基准电压vref2的大小变化的联动则主要体现在第一电容c1和第二电容c2的充、放电上，为了提高对比效果，一般需要在第一电容c1放了较小电荷时，第二电容c2已经放了较多电荷，所以需要选择第一电容c1的面积要大于第二电容c2。在本实施例
中，选择第一电容c1的面积为第二电容c2的面积的三到六倍，优选为五倍，使得第一电容c1上的第二基准电压vref2的变化在一个周期内小于0.5％时就对第一电容c1进行充电，使得平均功耗达到na级别。
64.另外，第三开关管mn1的尺寸也需合理选择，减小功耗，加快第二电容c2放电。
65.如图1所示，检测控制模块304包括若干比较模块，比较模块用于将比较电压vref_fb与预设电压进行比较以输出控制信号来控制带隙基准模块301的开启和关闭。
66.一实施例中，比较模块设置有两个，分别为第一比较模块cmp1和第二比较模块cmp2。
67.第一比较模块cmp1的第一输入端用于接收第一预设电压vthn，第一比较模块cmp1的第二输入端用于接收比较电压vref_fb，第一比较模块cmp1的第一输入端为正输入端，第一比较模块cmp1的第二输入端为负输入端。在其他实施例中，第一比较模块cmp1的第一输入端可以为负输入端，第一比较模块cmp1的第二输入端可以为正输入端。
68.第二比较模块cmp2的第一输入端用于接收第二预设电压vbg1，第二比较模块cmp2的第二输入端用于接收比较电压vref_fb，第一比较模块cmp1的第一输入端为正输入端，第一比较模块cmp1的第二输入端为负输入端。在其他实施例中，第二比较模块cmp2的第一输入端可以为负输入端，第二比较模块cmp2的第二输入端可以为正输入端。
69.第一比较模块cmp1通过将第一预设电压vthn和比较电压vref_fb进行比较以输出第一比较信号。第二比较模块cmp2通过将第二预设电压vbg1和比较电压vref_fb进行比较以输出第二比较信号。带隙基准模块301在第一比较信号和第二比较信号的控制下实现开启和关闭。
70.另外，检测控制模块304还包括与第一比较模块cmp1和第二比较模块cmp2的输出端和带隙基准模块301相连的第二逻辑模块logic2，通过第二逻辑模块logic2对第一比较信号和第二比较信号进行逻辑处理而输出高、低电平的带隙使能信号bg_en。
71.在本实施例中，在比较电压vref_fb小于第一预设电压vthn时，第一比较模块cmp1输出的第一比较信号翻高；在比较电压vref_fb不小于第二预设电压vbg1时，第二比较模块cmp2输出的第二比较信号翻高。在第一比较信号翻高时，通过第二逻辑模块logic2输出高电平的带隙使能信号bg_en，使得带隙基准模块301开启；在第二比较信号翻高时，通过第二逻辑模块logic2输出低电平的带隙使能信号bg_en，使得带隙基准模块301关闭。在没有设置第二逻辑模块logic2时，可通过第一比较模块cmp1输出高电平的第一比较信号控制带隙基准模块301开启，通过第二比较模块cmp2输出低电平的第二比较信号控制带隙基准模块301关闭。
72.在本实施例中，第一比较模块cmp1选择为常开的比较模块，第二比较模块cmp2选择为常闭的比较模块，作为常闭比较模块的第二比较模块cmp2为常规的比较模块，所谓常闭比较模块是指通过外部信号控制以在需要第二比较模块cmp2开启时才开启。在其他实施例中，第一比较模块cmp1和第二比较模块cmp2可以选择均为常开比较模块或常闭比较模块，即第一比较模块cmp1和第二比较模块cmp2的结构可以相同。
73.其中，如图2所示，第一比较模块cmp1包括第四开关管mn2、第一反相器inv1、第二反相器inv2和电流源ibias。
74.第四开关管mn2的栅极接收比较电压vref_fb，电流源ibias的第一端与电源电压
相连，电流源ibias的第二端与第四开关管mn2的漏极相连，第四开关管mn2的源极与地相连，第一反相器inv1的输入端与第四开关管mn2的漏极相连，第二反相器inv2的输入端与第一反相器inv1的输出端相连，第二反相器inv2的输出端out用于输出第一比较信号。在其他实施例中，第四开关管mn2可以为pmos管。
75.在本实施例中，第一预设电压vthn选择为第四开关管mn2的阈值电压，当比较电压vref_fb小于第一预设电压vthn时，第四开关管mn2的漏极上的电压会被拉高，输出端的电压就会变高，输出高电平的第一比较信号。第一比较模块cmp1的电路结构非常简单，功耗可以做到na级别。在其他实施例中，第一预设电压vthn也可以由其他电路产生。
76.在本实施例中，第二预设电压vbg1由带隙基准模块301产生，第二预设电压vbg1小于第一基准电压vref1。在其他实施例中，第二预设电压vbg1也可以由其他电路产生。
77.如图1所示，同步模块305与采样保持模块302的输入端和输出端相连以使得采样保持模块302的输入端和输出端的电压相等。
78.同步模块305包括第三开关tg3和缓冲器buf。缓冲器buf为常开缓冲器。第三开关tg3的第一端与采样保持模块302的输入端相连，第三开关tg3的第二端与缓冲器buf的输出端相连，缓冲器buf的输入端与采样保持模块302的输出端相连。即第三开关tg3的第一端与第一开关tg1的第一端相连，缓冲器buf的第一输入端与第一电容c1的第一端相连，缓冲器buf的第二输入端与输出端相连，缓冲器buf的第一输入端为正输入端，缓冲器buf的第二输入端为负输入端。
79.在带隙基准模块301的关断期间，第一开关tg1和第二开关tg2处于关断状态，第三开关tg3处于导通状态，所以a点电压就等于第二基准电压vref2，所以第三开关tg3和第一开关tg1的两端的压差就是0，从而可以极大优化采样保持模块302输出端的漏电，提高第二基准电压vref2的输出精度。在其他实施例中，也可以不增设同步模块305。
80.如图1所示，带隙基准产生电路30还包括第四开关tg4。第四开关tg4的第一端与带隙基准模块301相连，第四开关tg4的第二端与采样保持模块302和采样模块303相连，即第四开关tg4的第二端与第一开关tg1的第一端、第二开关tg2的第一端和第三开关tg3的第一端相连。
81.一实施例中，第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4的开启和关断由带隙使能信号bg_en以及带隙使能控制信号bg_enb控制，带隙使能信号bg_en和带隙使能控制信号bg_enb为非交叠信号。在带隙使能信号bg_en的控制下，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4导通，第三开关tg3关断；在带隙使能控制信号bg_enb的控制下，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4关断，第三开关tg3导通。
82.第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4的开启和关断时序不做具体限制。在本实施例中，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4可以同时导通或关断，第三开关tg3在第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4导通时关断，第三开关tg3在第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4关断时导通。
83.在其他实施例中，可以通过设置多个带隙使能信号bg_en来分别控制第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4，且通过改变各带隙使能信号bg_en之间的翻转顺序从而改变第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4的开启以及第三开关tg3的关断的时序。通过设置多个带隙使能控制信号bg_enb来分别控制第一开关tg1、第二开关tg2、
第三开关tg3和第四开关tg4，且通过改变各带隙使能控制信号bg_enb之间的翻转顺序从而改变第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4的关断以及第三开关tg3的开启的时序。例如，第四开关tg4可以先于第一开关tg1和第二开关tg2导通前导通、在第一开关tg1和第二开关tg2关断后再关断。第一开关tg1可以先于第二开关tg2导通前导通、在第二开关tg2关断后再关断。第三开关tg3可以在第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4均关断后再导通、在第一开关tg1导通前关断。通过设置第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4的开启和关断时序能够提高第一电容c1的第一端的输出精度。在其他实施例中，第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4的开启和关断时序可以根据需要进行设置。
84.在本实施例中，第一开关tg1、第二开关tg2、第三开关tg3和第四开关tg4均为cmos双向开关。
85.本发明的工作原理：带隙使能信号bg_en为高电平时，带隙基准模块301输出第一基准电压vref1，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4导通，第一电容c1和第二电容c2被充电，第一基准电压vref1从第一电容c1的第一端正常输出，第二电容c2上产生比较电压vref_fb。同时第二比较模块cmp2开始同步检测比较电压vref_fb是否冲到第二预设电压vbg1，当比较电压vref_fb不小于第二预设电压vbg1时，说明第一基准电压vref1输出通路已建立好，第一电容c1和第二电容c2对应的采样也建立完成，第一电容c1上第二基准电压vref2等于第一基准电压vref1。
86.此时第二比较模块cmp2的输出被拉高，通过第二逻辑模块logic2的逻辑处理，第二逻辑模块logic2输出低电平的带隙使能信号bg_en，带隙基准模块301关闭，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4关断，第一电容c1对外输出第二基准电压vref2，由于第三开关管mn1的导电沟道和寄生二极管会漏电，所以第二电容c2上的电荷会慢慢减少，比较电压vref_fb(第二电容c2上的电压)慢慢降低，当比较电压vref_fb比第一预设电压vthn小时，第一比较模块cmp1的输出翻高，通过第二逻辑模块logic2逻辑处理之后，输出高电平的带隙使能信号bg_en，第一开关tg1、第二开关tg2和第四开关tg4导通，带隙基准模块301开启而输出第一基准电压vref1，第一电容c1和第二电容c2再次被充电。
87.带隙基准模块301在整个周期的平均功耗为：
[0088][0089]
其中，ton是带隙基准模块301的开启时间，toff是带隙基准模块301(输出靠第一电容c1锁存的第二基准电压vref2)的关闭时间，iq_bg是带隙基准模块301的功耗，iq
cmp1
是第一比较模块cmp1的功耗，iq_buf是缓冲器buf的功耗。
[0090]
若没有缓冲器buf，则带隙基准模块301在整个周期的平均功耗为：
[0091][0092]
本发明还公开了一种低功耗带隙基准的实现方法，包括：
[0093]
s1、间隔获取第一基准电压vref1。
[0094]
s2、接收、锁存第一基准电压vref1并获得随第一基准电压vref1的间隔获取时间长度而变化的第二基准电压vref2。
[0095]
s3、对第一基准电压vref1进行采样而获得随第一基准电压vref1的间隔获取时间长度而变化的比较电压vref_fb，通过比较电压vref_fb的大小变化表征第二基准电压vref2的大小变化。
[0096]
s4、根据比较电压vref_fb的大小来控制第一基准电压vref1的间隔获取。
[0097]
如图1所示，控制电路20还包括比较电路。比较电路用于将第一基准电压vref1和第二基准电压vref2分别与分压信号vfb进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号。第一逻辑模块203基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路20进入或退出低功耗模式。一实施例中，比较电路产生的比较结果会先输送至第二逻辑模块logic2进行逻辑处理，第二逻辑模块logic2再将逻辑处理结果输送至第一逻辑模块203。在其他实施例中，比较电路也可以直接与第一逻辑模块203相连。
[0098]
一实施例中，比较电路包括第一比较器lp_in和第二比较器lp_out。第一比较器lp_in用于将第一基准电压vref1和分压信号vfb进行比较以输出低功耗模式进入信号，第二比较器lp_out用于将第二基准电压vref2和分压信号vfb进行比较以输出低功耗模式退出信号。第一比较器lp_in的第一输入端用于接收第一基准电压vref1，第一比较器lp_in的第二输入端用于接收分压信号vfb；第二比较器lp_out的第一输入端用于接收第二基准电压vref2，第二比较器lp_out的第二输入端用于接收分压信号vfb；一实施例中，第一比较器lp_in的第一输入端和第二比较器lp_out的第一输入端均为负输入端，第二比较器lp_out的第一输入端和第二比较器lp_out的第二输入端均为正输入端，在其他实施例中，第一比较器lp_in的第一输入端和第二比较器lp_out的第一输入端可以为正输入端，第二比较器lp_out的第一输入端和第二比较器lp_out的第二输入端可以为负输入端。
[0099]
如图3所示，误差放大器201与第二比较器lp_out共用输入级控制电路210，误差放大器201还包括与输入级控制电路210相连的第一输出级控制电路220，第二比较器lp_out还包括与输入级控制电路210相连的第二输出级控制电路230。低功耗变换器还包括信号产生电路240，信号产生电路240用于基于第一控制信号lp_en产生第二控制信号lp_enb和第三控制信号lp_eni。信号产生电路240包括第一反相模块241和第二反相模块242，第一反相模块241的输入端用于接收第一控制信号lp_en，第一反相模块241的输出端用于输出第二控制信号lp_enb，第二反相模块242的输入端用于接收第二控制信号lp_enb，第二反相模块242的输出端用于输出第三控制信号lp_eni，即第二控制信号lp_enb为第一控制信号lp_en的反向信号，第三控制信号lp_eni为第一控制信号lp_en的同相信号。
[0100]
输入级控制电路210包括第一mos管m1、第二mos管m2、第七mos管m7和第八mos管m8。
[0101]
第二mos管m2的源极、第一mos管m1的源极与电源电压相连，第二mos管m2的栅极与第一mos管m1的漏极以及第一输出级控制电路220相连。第七mos管m7的源极、第八mos管m8的源极与第二mos管m2的漏极以及第二输出级控制电路230相连。第七mos管m7的栅极和第八mos管m8的栅极分别用于接收一组差分信号，一组差分信号为分压信号vfb与第一基准电压vref1或者第二基准电压vref2与分压信号vfb。第七mos管m7的漏极和第八mos管m8的漏极与第一输出级控制电路220和第二输出级控制电路230相连。
[0102]
一实施例中，第一mos管m1的栅极用于接收第二控制信号lp enb，第二控制信号lp_enb为低电平信号时，第一mos管m1开启，第二控制信号lp_enb为高电平信号时，第一mos
管m1关断。
[0103]
第一输出级控制电路220包括第十一mos管m11、第十二mos管m12和共源共栅控制单元。
[0104]
第十一mos管m11的栅极和第十二mos管m12的栅极相连。第十一mos管m11的源极和第十二mos管m12的源极与输入级控制电路210以及第二输出级控制电路230相连，具体的，第十一mos管m11的源极与第八mos管m8的漏极相连，第十二mos管m12的源极与第七mos管m7的漏极相连。第十一mos管m11的漏极和第十二mos管m12的漏极与共源共栅控制单元相连。一实施例中，第十一mos管m11的栅极和第十二mos管m12的栅极用于接收第二控制信号lp_enb，第二控制信号lp_enb为高电平信号时，第十一mos管m11和第十二mos管m12开启，第二控制信号lp_enb为低电平信号时，第十一mos管m11和第十二mos管m12关断。
[0105]
另外，共源共栅控制单元包括第五mos管m5、第六mos管m6、第九mos管m9、第十mos管m10、第十五mos管m15、第十六mos管m16、第二十二mos管m22、第二十三mos管m23、第二十四mos管m24、第二十五mos管m25、第二十六mos管m26和第二十七mos管m27。
[0106]
第五mos管m5的源极、第六mos管m6的源极与电源电压相连，第五mos管m5的漏极与第九mos管m9的源极相连，第六mos管m6的漏极与第十mos管m10的源极相连，第五mos管m5的栅极、第六mos管m6的栅极与第九mos管m9的漏极相连。第九mos管m9的栅极与第十mos管m10的栅极以及第二十七mos管m27的漏极相连，第二十七mos管m27的源极与电源电压相连。第九mos管m9的漏极与第十五mos管m15的漏极相连，第十mos管m10的漏极与第十六mos管m16的漏极以及第二十四mos管m24的漏极相连以输出放大信号，第二十四mos管m24的源极与地电压相连。第十五mos管m15的栅极与第十六mos管m16的栅极以及第二十五mos管m25的漏极相连，第二十五mos管m25的源极与地电压相连。
[0107]
第十五mos管m15的源极与第十一mos管m11的漏极以及第二十二mos管m22的漏极相连形成节点outb_sw，第十六mos管m16的源极与第十二mos管m12的漏极以及第二十三mos管m23的漏极相连形成节点outa_sw。第二十二mos管m22的栅极与第二十三mos管m23的栅极以及第二十六mos管m26的漏极相连，第二十六mos管m26的源极、第二十二mos管m22的源极和第二十三mos管m23的源极与地电压相连。
[0108]
一实施例中，第二十七mos管m27的栅极用于接收第二控制信号lp_enb，第二十四mos管m24的栅极用于接收第一控制信号lp_en，第二十五mos管m25的栅极用于接收第一控制信号lp_en，第二十六mos管m26的栅极用于接收第一控制信号lp_en，第二控制信号lp_enb为低电平信号时，第二十七mos管m27开启，第一控制信号lp_en为高电平信号时，第二十四mos管m24、第二十五mos管m25、第二十六mos管m26开启。
[0109]
第二输出级控制电路230包括第三mos管m3、第四mos管m4、第十三mos管m13、第十四mos管m14、第十八mos管m18、第十九mos管m19和第二十一mos管m21。
[0110]
第三mos管m3的源极和第四mos管m4的源极与电源电压相连，第三mos管m3的栅极与第四mos管m4的栅极相连以接收偏置电压vpb3。第三mos管m3的漏极与输入级控制电路210相连，具体的，第三mos管m3的漏极与第七mos管m7的源极和第八mos管m8的源极相连，第四mos管m4的漏极与第二十一mos管m21的漏极相连以输出比较信号。
[0111]
第十三mos管m13的源极和第十四mos管m14的源极与输入级控制电路210和第一输出级控制电路220相连，具体的，第十三mos管m13的源极与第十一mos管的源极以及第八mos
管m8的漏极相连，第十四mos管m14的源极与第十二mos管m12的源极以及第七mos管m7的漏极相连。
[0112]
第十三mos管m13的栅极和第十四mos管m14的栅极相连，第十三mos管m13的漏极与第十八mos管m18的漏极以及第十七mos管m17的漏极相连，第十七mos管m17的源极与地电压相连。第十八mos管m18的栅极与第十八mos管m18的漏极以及第十九mos管m19的栅极相连，第十四mos管m14的漏极与第十九mos管m19的漏极以及第二十一mos管m21的栅极相连，第二十一mos管m21的栅极与第二十mos管m20的漏极相连，第十八mos管m18的源极、第十九mos管m19的源极、第二十mos管m20的源极以及第二十一mos管m21的源极与地电压相连。
[0113]
一实施例中，第十三mos管m13的栅极和第十四mos管m14的栅极用于接收第二控制信号lp_enb，第二控制信号lp_enb为低电平信号时，第十三mos管m13和第十四mos管m14开启。第十七mos管m17的栅极用于接收第二控制信号lp_enb，第二控制信号lp_enb为高电平信号时，第十七mos管m17开启。第二十mos管m20的栅极用于接收第三控制信号lp_eni，第三控制信号lp_eni为高电平信号时，第二十mos管m20开启。
[0114]
在本实施例中，第一比较器lp_in用于检测系统要不要进入低功耗模式，当分压信号vfb高于第一基准电压vref1的一定值之后，第一比较器lp_in输出信号为高电平信号，此时系统进入低功耗模式，通过第一逻辑模块203将第一比较器lp_in、误差放大器201、脉冲调制器202、第一逻辑模块203和驱动电路204等全部关闭，只留一个低功耗的第二比较器lp_out和带隙基准产生电路30用于判断要不要退出低功耗模式；在低功耗模式时，第二比较器lp_out是个耗电很低的比较器，通过检测分压信号vfb的高低来判断系统要不要退出低功耗模式，当分压信号vfb比第二基准电压vref2低时，第二比较器lp_out输出低电平信号，此时系统退出低功耗模式，整个环路进行正常切换。
[0115]
进一步的，如图3所示，当第一控制信号lp_en为低电平信号时，说明环路这时候不在低功耗模式，此时第二控制信号lp_enb为高电平信号，第三控制信号lp_eni为低电平信号，此时，第一mos管m1、第三mos管m3、第四mos管m4、第十三mos管m13、第十四mos管m14、第十八mos管m18、第十九mos管m19、第二十mos管m20、第二十一mos管m21、第二十四mos管m24、第二十五mos管m25、第二十六mos管m26和第二十七mos管m27不工作，第七mos管m7和第八mos管m8组成的对管的漏极通过第十一mos管m11和第十二mos管m12接到节点outb_sw和节点outa_sw，此时电路作为一个差分放大器正常去放大对管的差值。
[0116]
当第一控制信号lp_en为高电平信号时，说明环路这时候工作在低功耗模式，此时第二控制信号lp_enb为低电平信号，第三控制信号lp_eni为高电平信号，第一mos管m1、第三mos管m3、第四mos管m4、第十三mos管m13、第十四mos管m14、第十八mos管m18、第十九mos管m19、第二十mos管m20、第二十一mos管m21、第二十四mos管m24、第二十五mos管m25、第二十六mos管m26和第二十七mos管m27工作，第七mos管m7和第八mos管m8组成的对管的漏极通过第十三mos管m13和第十四mos管m14与第十八mos管m18和第十九mos管m19相连，此时电路作为一个比较器检测对管电压的高低，对管电压之间有一定差值时，比较器会输出判断信号。
[0117]
在低功耗模式下，差分放大器201不工作，第二比较器lp_out工作，非低功耗模式，差分放大器201工作，第二比较器lp_out不工作，第二比较器lp_out和误差放大器201共用输入对管，从而极大的减小了偏离量(offset)。
[0118]
一实施例中，第二十四mos管m24、第二十五mos管m25和第二十六mos管m26受第一控制信号lp_en控制开启和关断；第一mos管m1、第十一mos管m11、第十二mos管m12、第十三mos管m13、第十四mos管m14、第十七mos管m17和第二十七mos管m27受第二控制信号lp_enb控制开启和关断；第二十mos管m20受第三控制信号lp_eni控制开启和关断，通过各mos管组成控制切换电路并在各控制信号的控制下实现差分放大器和比较器的切换。
[0119]
如图4所示，本发明还公开了一种低功耗变换器的实现方法，基于上述的低功耗变换器，方法包括：
[0120]
通过分压网络101对变换器的输出电压进行分压而产生一分压信号vfb。
[0121]
通过带隙基准模块301间隔输出第一基准电压vref1并通过采样保持模块302接收、锁存第一基准电压vref1而获得随第一基准电压vref1的间隔获取时间长度而变化的第二基准电压vref2；
[0122]
通过比较电路将第一基准电压vref1和第二基准电压vref2分别与分压信号vfb进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；
[0123]
通过第一逻辑模块203基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路20进入或退出低功耗模式。
[0124]
本发明还公开了一种芯片，包括上述的低功耗变换器。
[0125]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

技术特征：
1.一种低功耗变换器，其特征在于，包括：转换电路、控制电路和带隙基准产生电路；所述转换电路用于对输入电压进行转换而产生输出电压，所述转换电路包括分压网络，所述分压网络设置于变换器的输出端，所述分压网络用于对变换器的输出电压进行分压而提供一分压信号；所述带隙基准产生电路包括带隙基准模块和采样保持模块，所述带隙基准模块用于间隔输出第一基准电压，所述采样保持模块用于接收、锁存第一基准电压并输出第二基准电压，所述第二基准电压的大小随第一基准电压的间隔输出时间长度而变化；所述控制电路包括差分放大器、脉冲调制器、第一逻辑模块、驱动电路和比较电路，所述差分放大器用于基于第二基准电压和分压信号输出误差放大信号，所述脉冲调制器用于基于转换电路的采样电流与误差放大信号产生脉冲信号，所述第一逻辑模块用于基于脉冲信号产生控制信号，所述驱动电路基于控制信号产生用于驱动转换电路的驱动信号；所述比较电路用于将第一基准电压和第二基准电压分别与分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；所述第一逻辑模块基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路进入或退出低功耗模式。2.如权利要求1所述的低功耗变换器，其特征在于，所述比较电路包括第一比较器和第二比较器；所述第一比较器用于对第一基准电压和分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号，所述第二比较器用于对第二基准电压和分压信号进行比较以输出低功耗模式退出信号。3.如权利要求2所述的低功耗变换器，其特征在于，所述误差放大器与第二比较器共用输入级控制电路，所述误差放大器还包括与输入级控制电路相连的第一输出级控制电路，所述第二比较器还包括与输入级控制电路相连的第二输出级控制电路。4.如权利要求3所述的低功耗变换器，其特征在于，所述输入级控制电路包括第一mos管、第二mos管、第七mos管和第八mos管；所述第一mos管的源极、第二mos管的源极与电源电压相连，所述第二mos管的栅极与第一mos管的漏极以及第一输出级控制电路相连，所述第一mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第七mos管的源极、第八mos管的源极与第二mos管的漏极以及第二输出级控制电路相连，所述第七mos管的栅极和第八mos管的栅极分别用于接收一组差分信号，所述第七mos管的漏极和第八mos管的漏极与第一输出级控制电路和第二输出级控制电路相连。5.如权利要求3所述的低功耗变换器，其特征在于，所述第一输出级控制电路包括第十一mos管、第十二mos管和共源共栅控制单元；所述第十一mos管的栅极与第十二mos管的栅极相连以接收第二控制信号，所述第十一mos管的源极和第十二mos管的源极与输入级控制电路以及第二输出级控制电路相连，所述第十一mos管的漏极和第十二mos管的漏极与共源共栅控制单元相连。6.如权利要求5所述的低功耗变换器，其特征在于，所述共源共栅控制单元包括第五mos管、第六mos管、第九mos管、第十mos管、第十五mos管、第十六mos管、第二十二mos管、第二十三mos管、第二十四mos管、第二十五mos管、第二十六mos管和第二十七mos管；所述第五mos管的源极、第六mos管的源极、第二十七mos管的源极与电源电压相连，所述第五mos管的漏极与第九mos管的源极相连，所述第六mos管的漏极与第十mos管的源极相连，所述第五mos管的栅极、第六mos管的栅极与第九mos管的漏极相连，所述第九mos管的栅
极与第十mos管的栅极以及第二十七mos管的漏极相连，所述第二十七mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第九mos管的漏极与第十五mos管的漏极相连，所述第十mos管的漏极与第十六mos管的漏极以及第二十四mos管的漏极相连以输出放大信号，所述第二十四mos管的源极与地电压相连，所述第二十四mos管的栅极用于接收第一控制信号，所述第十五mos管的栅极与第十六mos管的栅极以及第二十五mos管的漏极相连，所述第二十五mos管的源极与地电压相连，所述第二十五mos管的栅极用于接收第一控制信号，所述第十五mos管的源极与第十一mos管的漏极以及第二十二mos管的漏极相连，所述第十六mos管的源极与第十二mos管的漏极以及第二十三mos管的漏极相连，所述第二十二mos管的栅极与第二十三mos管的栅极以及第二十六mos管的漏极相连，所述第二十六mos管的栅极与第一控制信号相连，所述第二十二mos管的源极、第二十三mos管的源极和第二十六mos管的源极与地电压相连。7.如权利要求3所述的低功耗变换器，其特征在于，所述第二输出级控制电路包括第三mos管、第四mos管、第十三mos管、第十四mos管、第十七mos管、第十八mos管、第十九mos管、第二十mos管和第二十一mos管；所述第三mos管的源极和第四mos管的源极与电源电压相连，所述第三mos管的栅极与第四mos管的栅极相连以接收偏置电压，所述第三mos管的漏极与输入级控制电路相连，所述第四mos管的漏极与第二十一mos管的漏极相连以输出比较信号，所述第十三mos管的源极和第十四mos管的源极与输入级控制电路和第一输出级控制电路相连，所述第十三mos管的栅极和第十四mos管的栅极相连以接收第二控制信号，所述第十三mos管的漏极与第十八mos管的漏极以及第十七mos管的漏极相连，所述第十七mos管的栅极用于接收第二控制信号，所述第十八mos管的栅极与第十八mos管的漏极以及第十九mos管的栅极相连，所述第十四mos管的漏极与第十九mos管的漏极以及第二十一mos管的栅极相连，所述第二十一mos管的栅极与第二十mos管的漏极相连，所述第二十mos管的栅极用于接收第三控制信号，所述第十七mos管的源极、第十八mos管的源极、第十九mos管的源极、第二十mos管的源极以及第二十一mos管的源极与地电压相连。8.如权利要求3所述的低功耗变换器，其特征在于，所述低功耗变换器还包括信号产生电路，用于基于第一控制信号产生第二控制信号和第三控制信号。9.如权利要求1所述的低功耗变换器，其特征在于，所述采样保持模块包括第一开关和第一电容，所述第一开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第一开关的第二端与第一电容的第一端相连，所述第一电容的第二端与地相连。10.如权利要求1所述的低功耗变换器，其特征在于，所述带隙基准产生电路还包括采样模块和检测控制模块，所述采样模块用于对第一基准电压进行采样而获得用于表征第二基准电压的大小变化的比较电压，所述比较电压的大小随第一基准电压的间隔输出时间长度而变化；所述检测控制模块用于根据比较电压的大小来控制带隙基准模块的开启和关闭以控制第一基准电压的间隔输出。11.如权利要求10所述的低功耗变换器，其特征在于，所述采样模块包括第二开关、放电单元和第二电容，所述第二开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第二开关的第二端与放电单元和第二电容的第一端相连，所述放电单元和第二电容的第二端与地相连。12.如权利要求10所述的低功耗变换器，其特征在于，所述检测控制模块包括若干比较
模块，所述比较模块用于将比较电压与若干预设电压进行比较以输出控制信号来控制带隙基准模块的开启和关闭。13.如权利要求12所述的低功耗变换器，其特征在于，所述检测控制模块还包括与比较模块的输出端和带隙基准模块相连的第二逻辑模块。14.如权利要求13所述的低功耗变换器，其特征在于，所述第二逻辑模块与第一逻辑模块和比较电路相连。15.如权利要求1所述的低功耗变换器，其特征在于，所述带隙基准产生电路还包括同步模块，所述同步模块与采样保持模块的输入端和输出端相连以使得采样保持模块的输入端和输出端的电压相等。16.如权利要求15所述的低功耗变换器，其特征在于，所述同步模块包括第三开关和缓冲器，所述第三开关的第一端与采样保持模块的输入端相连，所述第三开关的第二端与缓冲器的输出端相连，所述缓冲器的输入端与采样保持模块的输出端相连。17.如权利要求1所述的低功耗变换器，其特征在于，所述带隙基准产生电路还包括第四开关，所述第四开关的第一端与带隙基准模块相连，所述第四开关的第二端与采样保持模块的输入端相连。18.一种低功耗变换器的实现方法，其特征在于，基于如权利要求1～17任一项所述的低功耗变换器，所述实现方法包括：通过分压网络对变换器的输出电压进行分压而产生一分压信号；通过带隙基准模块间隔输出第一基准电压并通过采样保持模块接收、锁存第一基准电压而获得随第一基准电压的间隔获取时间长度而变化的第二基准电压；通过比较电路将第一基准电压和第二基准电压分别与分压信号进行比较以输出低功耗模式进入信号和低功耗模式退出信号；通过第一逻辑模块基于低功耗模式进入信号或低功耗模式退出信号控制控制电路进入或退出低功耗模式。

技术总结
本发明公开了一种低功耗变换器及实现方法，变换器包括：转换电路、控制电路和带隙基准产生电路；转换电路输出电压，分压网络对输出电压进行分压产生分压信号；带隙基准产生电路的带隙基准模块间隔输出第一基准电压，带隙基准产生电路的采样保持模块基于第一基准电压输出第二基准电压；控制电路的差分放大器输出误差放大信号、脉冲调制器产生脉冲信号、第一逻辑模块用于基于脉冲信号产生控制信号、驱动电路产生驱动转换电路的驱动信号、比较电路输出低功耗模式进入或退出信号；第一逻辑模块控制控制电路进入或退出低功耗模式。本发明的低功耗变换器系统实现比较简单；功耗非常低；并且比较器和误差放大器共用输入对管，从而极大的减小了失配。的减小了失配。的减小了失配。


技术研发人员：赵少敏 王永进
受保护的技术使用者：思瑞浦微电子科技（上海）有限责任公司
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/23