[发明专利]一种高能效开关电容电源转换器

说明书

本发明公开了一种高能效开关电容电源转换器，包括7个传输门，分别为传输门T1到传输门T；5电容，分别为电容C1‑C4以及负载电容CL；电阻，PMOS管以及NMOS管；该电源转换器用电荷搬移的方式将稳定的3V输入电压转换为1V输出电压，该设计消除了传统线性稳压器驱动管的静态电压差，可以达到80%以上的转换效率。

技术领域

本发明涉及一种高能效开关电容电源转换器，适用于SoC芯片的休眠状态下为存储器、状态机、低频振荡器等常开电路供电。

背景技术

对于手持终端等使用电池供电的设备，电池容量限制了其连续使用时间。为尽可能延长充电周期，设备中的电源管理模块通过定时唤醒的方式尽可能压缩电路的活跃时间。上述设备往往在99% 的时间内处于待机或者休眠模式，此时只有低速时钟电路和存储模块仍然维持供电，而工作电流也下降到几百nA或者更低的程度。此时待机总功耗成为制约电池续航能力的关键。在此背景下电源转换模块必须具有较高的转换效率以避免不必要的能量损耗。传统的线性稳压器由于供电电压与输出电压间存在较高压差，其转换效率较低。而DC-DC转换器在待机模式的低电流负载条件下其自身功耗也难以满足要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种高能效开关电容电源转换器。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种高能效开关电容电源转换器，包括7个传输门，分别为传输门T1到传输门T；5电容，分别为电容C1- C4以及负载电容CL；电阻，PMOS管以及NMOS管；

所述的传输门T1的输入端接电压输入端，传输门T1输出端接电容C1的正极，传输门T1控制端正极接第一时钟信号正极CK1P，传输门T1控制端负极接第一时钟信号负极CK1N；

电容C1的负极接传输门T4的输入端，传输门T4的输出端接电容C2的正极，传输门T4的控制端正极接第一时钟信号正极CK1P，传输门T4的控制端负极接第一时钟信号负极CK1N；

电容C2的负极接传输门T5的输入端，传输门T5的输出端接负载电容CL的正极，第五传输门T5的控制端正极接第一时钟信号正极CK1P，传输门T5的控制端负极接第一时钟信号负极CK1N；

负载电容CL的正极为线性稳压器的电压输出端，负载电容CL的负极接地；

传输门T2的输入端接电容C1的正极，传输门T2的输出端接电压输出端，传输门T2的控制端正极接第二时钟信号正极CK2P，传输门T2的控制端负极接第二时钟信号负极CK2N；

传输门T3的输入端接电容C2的正极，传输门T3的输出端接电压输出端，传输门T3的控制端正极接第二时钟信号正极CK2P，传输门T3的控制端负极接第二时钟信号负极CK2N；

传输门T6的输入端接电容C1的负极，传输门T6的输出端接地，传输门T6的控制端正极接第二时钟信号正极CK2P，传输门T6的控制端负极接第二时钟信号负极CK2N；

传输门T7的输入端接电容C2的负极，传输门T7的输出端接地，传输门T7的控制端正极接第二时钟信号正极CK2P，传输门T7的控制端负极接第二时钟信号负极CK2N；

电阻R1的正极接电压输入端，电阻R1的负极接PMOS管P1的源极；电容C3的正极接电压输入端，电容C3的负极接PMOS管P1的源极； PMOS管P1的栅极接反相器I1的输出端，PMOS管P1的漏极接NMOS管N1的漏极； NMOS管N1的源极接电阻R4的正极，NMOS管N1的栅极接反相器I1的输出；

反相器I1的输入接输入时钟；电阻R4的负极接电阻R2的正极，电阻R2的负极接地；电容C4的正极接电阻R2的正极，电容C4的负极接地；电阻R3的正极接PMOS管P1的源极，电阻R3的负极接PMOS管P2的源极；