本技術涉及降壓電路，尤其涉及一種基于導通時間控制的降壓變換器。

背景技術：

1、隨著物聯網(iot)設備的迅猛增長，對于依賴隨機稀疏事件的設備來說，當未發現關鍵事件時，其工作電流可降至微安(ua)級別。相反，一旦捕捉到重要事件，電流需求可能飆升至幾十甚至幾百毫安(ma)。而降壓變換器是一種將較大輸入電壓轉換成較小輸出電壓的電路，通過控制電路生成特定占空比的控制方波對功率開關管進行開關控制，以在滿足負載對電流的需求下，確保輸出電壓保持恒定。因此，對那些能夠提供長續航能力的降壓變換器的需求日益迫切。

2、自適應導通時間控制具有高效率、良好瞬態響應、頻率穩定等多種優點。然而，傳統的自適應導通時間控制仍然無法做到負載電流在ua級別下的低靜態電流消耗。

技術實現思路

1、本技術提供了一種基于導通時間控制的降壓變換器，能夠在保留常規負載下的快響應速度的基礎上，減小超輕負載下的靜態電流消耗，提高超輕負載的效率。

2、第一方面，本技術實施例提供了一種基于導通時間控制的降壓變換器，包括：

3、最短時間關斷模塊，用于接收第一開關管的第一導通信號，在第一導通信號為高電平時生成關斷信號，并發送給邏輯控制模塊；

4、導通時間產生模塊，用于接收第二開關管的第二導通信號，在第二導通信號為高電平時生成啟動信號，并發送給邏輯控制模塊；

5、邏輯控制模塊，用于基于接收到的關斷信號、啟動信號和偏置比較信號生成第一驅動信號和第二驅動信號，并發送給死區時間控制模塊和休眠時間檢測模塊；

6、死區時間控制模塊，用于根據第一驅動信號和第二驅動信號生成第一導通信號和第二導通信號，將第一導通信號發送給第一開關管的柵極和最短時間關斷模塊，將第二導通信號發送給第二開關管的柵極和導通時間產生模塊；

7、休眠時間檢測模塊，用于基于第一驅動信號和第二驅動信號生成模式控制信號；將模式控制信號分別發送給偏置環路比較模塊和誤差放大模塊；

8、偏置環路比較模塊，用于在模式控制信號為高電平時，基于第一偏置電流生成偏置比較信號并發送給邏輯控制模塊，在模式控制信號為低電平時，基于第二偏置電流生成偏置比較信號并發送給邏輯控制模塊；第二偏置電流小于第一偏置電流。

9、進一步的，還包括誤差放大模塊、軟啟動模塊、反饋電阻陣列、環路補償模塊和選擇模塊；

10、誤差放大模塊的輸出端和環路補償模塊的輸出端均與選擇模塊的輸入端連接；選擇模塊的輸出端與偏置環路比較模塊的負輸入端連接；

11、軟啟動模塊用于根據接受到的第一使能信號對參考電壓選擇信號進行放大，并發送給誤差放大模塊，直到參考電壓選擇信號的電壓等于預設參考電壓；

12、反饋電阻陣列用于根據輸入電壓信號生成反饋電壓信號，并發送給誤差放大模塊；

13、休眠時間檢測模塊還用于將模式控制信號發送給選擇模塊和誤差放大模塊；

14、誤差放大模塊用于在模式控制信號為高電平時，根據反饋電壓信號和參考電壓選擇信號生成誤差放大信號，并發送給選擇模塊；在模式控制信號為低電平時關閉；

15、選擇模塊用于在模式控制信號為高電平時，將誤差放大信號發送給偏置環路比較模塊，在模式控制信號為低電平時，將第二使能信號發送給偏置環路比較模塊。

16、進一步的，休眠時間檢測模塊還用于將模式控制信號發送給環路補償模塊；

17、環路補償模塊用于模式控制信號為低電平時關閉。

18、進一步的，軟啟動模塊還用于在參考電壓選擇信號的電壓等于預設參考電壓時進行關閉操作。

19、進一步的，降壓變換器還包括電感電流采樣模塊；

20、電感電流采樣模塊與降壓變換器中的電感并聯，用于根據采樣得到的電感電流值生成電感感應信號，并輸入偏置環路比較模塊的正輸入端；

21、偏置環路比較模塊具體用于根據電感感應信號、誤差放大信號和第一偏置電流生成偏置比較信號，或者根據電感感應信號、第二使能信號和第二偏置電流生成偏置比較信號。

22、進一步的，降壓變換器還包括電流過零檢測模塊；

23、死區時間控制模塊還用于將第一導通信號發送給電流過零檢測模塊；

24、電流過零檢測模塊用于接收電感電壓信號，根據第一導通信號和電感電壓信號生成電流檢測信號，并發送給邏輯控制模塊；

25、邏輯控制模塊具體用于根據關斷信號、啟動信號、電流檢測信號和偏置比較信號生成第一驅動信號和第二驅動信號。

26、進一步的，電流過零檢測模塊包括互相連接的延時單元和檢測單元；

27、延時單元用于將第一導通信號進行延時，并發送給檢測單元；

28、檢測單元用于在延時后的第一導通信號為高電平時，判斷電感電壓信號是否低于預設檢測閾值，若是，則輸出高電平的電流檢測信號，否則輸出低電平的電流檢測信號。

29、進一步的，休眠時間檢測模塊包括計數單元、振蕩控制單元、rc振蕩單元和模式選擇單元；計數單元用于根據第一驅動信號和第二驅動信號生成休眠信號；根據休眠信號對接收到的時鐘信號進行計數，得到第一計數值、第二計數值和第三計數值；

30、振蕩控制單元用于根據第一計數值、第二計數值和第三計數值生成初始控制信號，并發送給模式選擇單元；以及，根據初始控制信號和計數單元的休眠信號生成振蕩控制信號，并發送給rc振蕩單元；rc振蕩單元用于根據振蕩控制信號生成時鐘信號，并發送給計數單元；

31、模式選擇單元用于根據休眠信號和初始控制信號生成模式控制信號。

32、進一步的，計數單元包括異或門、第一反相器、第二反相器、第一計數器、第二計數器和第三計數器；異或門的輸入端用于接收第一驅動信號和第二驅動信號；

33、異或門、第一反相器和第二反相器依次連接；第二反相器用于輸出休眠信號，并發送到第一計數器、第二計數器和第三計數器的復位端口；

34、第一計數器的時鐘輸入端用于接收時鐘信號，數據輸入端和第二輸出端均與第二計數器的時鐘輸入端連接，第一輸出端用于輸出第一計數值；第二計數器的數據輸入端和第二輸出端均與第三計數器的時鐘輸入端連接，第一輸出端用于輸出第二計數值；第三計數器的數據輸入端和第二輸出端連接，第一輸出端用于輸出第三計數值。

35、進一步的，振蕩控制單元具體用于對第一計數值和第三計數值進行與運算，得到第四計數值；對第二計數值和第三計數值進行與運算，得到第五計數值；將第三計數值、第四計數值和第五計數值進行或非運算，得到初始控制信號；將初始控制信號和休眠信號進行與運算，得到振蕩控制信號。

36、進一步的，模式選擇單元具體用于將休眠信號反相后和初始控制信號輸入d觸發器，得到模式控制信號。

37、綜上，與現有技術相比，本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：

38、本技術實施例提供的一種基于導通時間控制的降壓變換器，增加的休眠時間檢測模塊利用了第一驅動信號和第二驅動信號隨負載變化而變化的特性，根據兩個驅動信號來判斷此時的降壓變換器是工作在常規負載模式還是超輕負載模式，若為前者則輸出高電平的模式控制信號，若為后者則輸出低電平的模式控制信號，同時降壓變換器中的偏置環路比較模塊根據模式控制信號切換對應的工作模式，降低偏置電流，從而降低電路的靜態電流消耗。