一种基准电压采样并存储电路及电路的控制方法与流程

1.本发明涉及集成电路技术领域，更具体的说是涉及一种基准电压采样并存储电路及电路的控制方法。


背景技术：

2.目前，随着物联网及可穿戴设备的发展，消费者对产品续航时间的要求日益增加。基于这些设备多为间歇性工作，且待机时长明显长于工作时长的特点，降低整机待机功耗成为了增加续航的突破点。现有技术中，集成电路内部都有一个基准电压产生电路，用以产生一个精确、稳定的基准电压。所述的基准电压是一个模拟量，目前常用的保存模拟电压的方法是通过开关把电压传输到一个电容上然后断开开关。电容上存储的电压就是需要保存的模拟电压。
3.但是，由于在集成电路中，开关都是通过半导体器件实现，若开关两端存在压差，则不可避免产生漏电，使电容上的电源随时间流逝而变化。更大的电容可以减小这一趋势，但集成电路由于面积的限制无法做出较大的电容，所以在待机时，若要保持这个基准电压一直存在，则必须保持基准电压产生电路工作，这会消耗不少功耗。若要关断这个基准电压产生电路，则必须把这个基准电压保存起来。
4.因此，提供一种能够应用于极低功耗下的基准电压采样并存储电路及电路控制方法是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种基准电压采样并存储电路及电路的控制方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一方面，一种基准电压采样并存储电路，包括：基准电压产生电路、电压存储电路、开关电源、以及电压比较器；
8.其中，所述基准电压产生电路的输出端对所述电压存储电路的输入端连接；所述电压存储电路的输出段与所述电压比较器的正输入端连接；所述电压比较器的负输入端与所述开关电源连接；所述电压比较器的输出端与所述基准电压产生电路、所述电压存储电路以及开关电源的控制端连接。
9.优选的，电压存储电路，包括：
10.第一开关、第二开关、第三开关、电容、运算放大器；
11.其中，所述第一开关与所述第二开关串联连接所述运算放大器的正输入端，所述第一开关的一端连接电源输入，所述第一开关另一端连接所述第三开关至所述运算放大器负输入端，所述电容的一端与所述运算放大器的输入端连接，所述电容的另一端接地，所述运算放大器的输出端与所述运算放大器的负输入连接。
12.优选的，所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的型号为n型mos管，和/或p型mos管。
13.优选的，所述运算放大器的输入端为所述第二开关的mos管栅极。
14.另一方面，一种基准电压采样并存储电路的控制方法，包括：
15.s10：通过所述基准电压产生电路输出一个恒定的基准电压；
16.s20：通过所述开关电源产生一个反馈电压；
17.s30：通过所述电压比较器比较所述基准电压与所述反馈电压的大小；
18.s40：若所述反馈电压小于所述基准电压，则所述电压比较器输出一个高电平信号；
19.s50：所述电压存储电路根据所述高电平信号，闭合所述第一开关以及所述第二开关并同时断开所述第三开关，对所述基准电压进行采样。
20.优选的，通过所述电压比较器比较所述基准电压与所述反馈电压的大小还包括：
21.s31：若所述反馈电压大于所述基准电压，则所述电压比较器输出一个低电平信号；
22.s32：所述电压存储电路根据所述低电平信号，将所述第一开关与所述第二开关断开并同时闭合所述第三开关，保持所述基准电压精准输出。
23.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基准电压采样并存储电路及电路的控制方法，通过本发明电压存储电路的设计，在采样了输入电压进入保持阶段后，即使输入电压发生变化，输出电压也可以保持在输入电压变化前的电压，且可以保持较长一段时间，因此，通过本发明，可以在较小的电容上长时间存储模拟电压且电压不会发生改变，极大减少了开关电源不工作时的整体功耗。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1附图为本发明提供的基准电压采样并存储电路结构示意图；
26.图2附图为本实施例提供的基准电压产生电路结构示意图；
27.图3附图为本实施例提供的电压存储电路结构示意图。
28.在图1中：1
‑
基准电压产生电路、2
‑
电压存储电路、3
‑
开关电源、4
‑
电压比较器。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.参见附图1所示，本发明实施例公开了一种基准电压采样并存储电路，包括：基准电压产生电路1、电压存储电路2、开关电源3、以及电压比较器4；
31.其中，基准电压产生电路1的输出端对电压存储电路2的输入端连接；电压存储电路2的输出段与电压比较器4的正输入端连接；电压比较器4的负输入端与开关电源3连接；
电压比较器4的输出端与基准电压产生电路1、电压存储电路2以及以及开关电源3的控制端连接。
32.具体的，电压比较器4的输出端与基准电压产生电路1的使能控制端en、电压存储电路2控制端ctrl、以及开关电源使能控制端en连接。
33.在一个具体实施例中，参见附图2所示，提供的基准电压产生电路1包括：第一三极管q1、第二三极管q2、第一mos管q3、第二mos管q4、第一电阻r1以及第二电阻r2，其中，第一三极管q1的基极与第二三极管q2的基极连接，第一三极管q1发射极与第二电阻r2的一端连接，第一三极管q1的集电极与第二mos管q4的漏极连接，第二三极管q2的发射极与第二电阻r2的另一端连接并接地，第二三极管q2的集电极与第二三极管q2的基极以及第一电阻r1的一端连接，第一mos管q3的漏级与第一电阻r1的另一端连接，第一mos管q3的源极与第二mos管q4的源极连接并接电源，第一mos管q3的栅极与第二mos管q4的栅极连接，第一电阻r1与第一mos管q3之间产生基准电压。
34.具体的，所提供的基准电压产生电路1是一种利用正温度系数电压与负温度系数电压相抵消，实现与温度无关电压的电路。特点在于：可以是任何一种以双极型晶体管为基础的带隙基准电路或其他与温度无关电压产生电路；拥有使能端，当使能端为高时输出恒定的基准电压；当使能端为低时，停止工作，消耗极小的静态电流，输出电压通常为0。
35.在一个具体实施例中，参见附图3所示，电压存储电路2包括：
36.第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、电容c、运算放大器；
37.其中，第一开关s1与第二开关s2串联连接运算放大器的正输入端，第一开关s1的一端连接电源输入，第一开关s1另一端连接第三开关s3至运算放大器负输入端，电容c的一端与运算放大器的输入端连接，电容c的另一端接地；运算放大器的输出端与运算放大器的负输入连接，形成电压缓冲器。
38.具体的，本发明基准电压采样并存储电路，基准电压产生电路1及开关电源3存在使能端en，电压比较器4的结果通过使能端使能基准电压产生电路1以及开关电源3。电压存储电路2存在状态控制端ctrl，电压比较器4的结果状态控制端改变电压存储电路2的状态。
39.在一个具体实施例中，第一开关s1、第二开关s2以及第三开关s3的型号为n型mos管，和/或p型mos管。
40.在一个具体实施例中，运算放大器的输入端为第二开关的mos管栅极。
41.在一个具体实施例中，一种基准电压采样并存储电路的控制方法：
42.s10：通过基准电压产生电路1输出一个恒定的基准电压；
43.s20：通过开关电源3产生一个反馈电压；
44.s30：通过电压比较器4比较基准电压与反馈电压的大小；
45.s40：若反馈电压小于基准电压，则电压比较器4输出一个高电平信号；
46.s50：电压存储电路2根据高电平信号，闭合第一开关以及第二开关并同时断开第三开关，对基准电压进行采样。
47.在一个具体实施例中，通过电压比较器4比较基准电压与反馈电压的大小还包括：
48.s31：若反馈电压大于基准电压，则电压比较器4输出一个低电平信号；
49.s32：电压存储电路2根据低电平信号，将第一开关与第二开关断开并同时闭合第三开关，保持基准电压精准输出。
50.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基准电压采样并存储电路及电路的控制方法，通过本发明电压存储电路的设计，在采样了输入电压进入保持阶段后，即使输入电压发生变化，输出电压也可以保持在输入电压变化前的电压，且可以保持较长一段时间，因此，通过本发明，可以在较小的电容上长时间存储模拟电压且电压不会发生改变，极大减少了开关电源不工作时的整体功耗。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。