本发明涉及dc-dc电压转换器领域，具体涉及一种可切换模式的振荡器和dc-dc电压转换器系统。
背景技术：
1、dc-dc转换器通过微电子技术，将小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体，实现直流电压的转换。其功能主要包括电压变换、隔离、保护、降噪和稳压等。电压变换是其最基本的功能，可以将直流输入电压转换为高于或低于输入电压的直流输出电压。其利用电感或电容的储能特性，将直流电压转为另一种可调或固定的直流电压的电路。转换器需要检测输出信号电路并根据反馈信息调制输出占空比，从而实现输出电压的稳定。常见的调制方式包括pwm调制、pfm调制以及pwm/pfm混合调制等。
2、传统dcdc开关电源电路中振荡器的频率和占空比是固定的，或仅可改变其中之一；在系统中仅提供一个固定振荡频率、固定占空比的方波信号，在调整占空比时，需要增加额外的电路模块辅助，电路较为复杂，应用成本较高。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种可切换模式的振荡器和dc-dc电压转换器系统，旨在改善传统dcdc开关电源电路中振荡器的占空比是固定的，在调整占空比时，需要增加额外的电路模块辅助，电路较为复杂，应用成本较高的问题。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
3、一种可切换模式的振荡器，包括门电路模块、振荡模块和偏置模块，
4、所述振荡模块和偏置模块与外部电源vdd1电性连接，所述振荡模块与门电路模块电性连接，所述偏置模块输出第一偏置电压vb1至振荡模块；
5、外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc1、cc2、cc3、cc4、cc5和cc6至偏置模块，调节所述偏置模块的偏置电流；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en1、en2、en3、en4、en5和en6至所述振荡模块的控制电容组，调整控制电容组的电容值；所述振荡模块的第一输入端电性连接有电流检测模块，所述振荡模块的第二输入端电性连接有误差检测模块，所述电流检测模块输出切换电压vsw至振荡模块的第一输入端；
6、所述门电路模块的输出端电性连接有驱动模块和三角波生成模块，所述门电路模块输出方波电压vosc-pfm至驱动模块或输出方波电压vosc-pwm至三角波生成模块，所述三角波生成模块将方波电压vosc-pwm转换为三角波输出至比较器u1的第二输入端，所述误差检测模块输出占空比调控电压vctrl至振荡模块第二输入端和比较器u1的第一输入端，所述比较器u1的输出端与驱动模块电性连接，所述驱动模块输出控制电压vdrv至外部控制功率管和电流检测模块的输入端。
7、进一步的，外部逻辑控制电路输出复位电压vrst至门电路模块，外部逻辑控制电路输出占空比模式切换电压vdms至振荡模块的第三输入端。
8、进一步的，所述门电路模块包括反相器d1、反相器d2、反相器d3、反相器d4、与非门na1、与非门na2、与非门na3和与非门na4；
9、所述振荡模块还包括反相器d5、反相器d6、反相器d7、反相器d8、mos管p1、mos管p2、mos管p3、mos管p4、mos管p5、mos管p16、mos管n1、mos管n2、mos管n3、mos管n4、mos管n5、mos管n6、mos管n7、mos管n8、mos管n9、mos管n10、mos管n11、mos管n12、mos管n13、mos管n28、mos管n29、mos管n30、mos管n31、mos管n32、mos管n33、mos管n34、mos管n35和mos管n36；所述控制电容组包括电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5和电容c6；
10、所述mos管p1、mos管p2、mos管p4和mos管p5的源极均与外部电源vdd1电性连接；
11、所述偏置模块输出第一偏置电压vb1至mos管p1、mos管p2、mos管p4和mos管p5的栅极，所述mos管p1的漏极与mos管p16的源极电性连接，所述mos管p16的栅极与mos管n1的栅极和与非门na3的输出端电性连接，所述mos管p16的漏极与mos管n1的漏极、mos管n2的漏极、mos管n28的漏极、mos管n29的漏极、mos管n30的漏极和mos管n4的栅极电性连接；所述mos管n2的栅极与反相器d1的输出端电性连接；
12、所述mos管p2的漏极与mos管p3的源极电性连接，所述mos管p3的栅极与mos管n3的栅极、与非门na3的第二输入端和与非门na4的输出端电性连接，所述mos管p3的漏极与mos管n2的漏极、mos管n5的漏极、mos管n7的漏极、mos管n8的漏极和mos管n12的栅极电性连接；
13、外部逻辑控制模块输出电压控制信号en1至mos管n28的栅极，所述mos管n28的源极与电容c1的一端电性连接，所述电容c1的另一端与mos管n32的漏极电性连接；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en2至mos管n29的栅极，所述mos管n29的源极与电容c2的一端电性连接；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en3至mos管n30的栅极，所述mos管n30的源极与电容c3的一端电性连接，所述电容c3的另一端与mos管n33的漏极电性连接；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en4至mos管n5的栅极，所述mos管n5的源极与电容c4的一端电性连接，所述电容c4的另一端与mos管n6的漏极电性连接；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en5至mos管n7的栅极，所述mos管n7的源极与电容c5的一端电性连接；外部逻辑控制模块输出电压控制信号en6至mos管n8的栅极，所述mos管n8的源极与电容c6的一端电性连接，所述电容c6的另一端与mos管n10的漏极电性连接；
14、所述mos管p4的漏极与mos管n4的漏极和与非门na2的第一输入端电性连接，所述mos管n4的源极与mos管n9的漏极、mos管n34的源极、mos管n36的漏极和mos管n31的源极电性连接；所述mos管p5的漏极与mos管n12的漏极和与非门na1的第二输入端电性连接；所述mos管n12的源极与mos管n13的漏极、mos管n31的源极和mos管n35的源极电性连接；
15、所述电流检测模块输出切换电压vsw至mos管n36的栅极和反相器d5的输入端，所述反相器d5的输出端与反相器d6的输入端、mos管n11的栅极、mos管n32的栅极、mos管n33的栅极、mos管n6的栅极和mos管n10的栅极电性连接；所述反相器d6的输出端与mos管n31的栅极电性连接；所述误差检测模块输出占空比调控电压vctrl至mos管n11的漏极，所述mos管n11的源极与mos管n34的漏极和mos管n35的漏极电性连接；
16、外部逻辑控制电路输出占空比模式切换电压vdms至mos管n34的栅极和反相器d7的输入端，所述反相器d7的输出端与反相器d8的输入端和mos管n9的栅极电性连接，所述反相器d8的输出端与mos管n13的栅极电性连接；
17、所述mos管n1的源极、mos管n2的源极、mos管n32的源极、mos管n33的源极、mos管n9的源极、mos管n6的源极、mos管n10的源极、mos管n13的源极和mos管n36的源极均接地；
18、外部逻辑控制电路输出复位电压vrst至反相器d1的输入端，所述反相器d1的输出端与反相器d2的输入端电性连接，所述反相器d2的输出端与与非门na1的第一输入端电性连接，所述与非门na1的第三输入端与与非门na2的输出端和与非门na4的第一输入端电性连接，所述与非门na1的输出端与与非门na2的第二输入端和与非门na3的第一输入端电性连接，所述与非门na3的输出端与与非门na4的第二输入端电性连接，所述与非门na4的输出端与反相器d3的输入端电性连接，所述反相器d3的输出端与反相器d4的输入端电性连接，所述反相器d4的输出端输出方波电压vosc-pfm或输出方波电压vosc-pwm。
19、进一步的，所述偏置模块包括启动单元、偏置单元和控制单元，
20、所述启动单元和偏置单元的电源输入端均与外部电源vdd1电性连接；
21、所述启动单元的输出端与偏置单元的输入端电性连接，外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc1、cc2、cc3、cc4、cc5和cc6至控制单元，所述控制单元的输出端与偏置单元电性连接，所述偏置单元的输出端输出第一偏置电压vb1至振荡模块。
22、进一步的，所述启动单元包括mos管p6、mos管p7、mos管p8、mos管p9、mos管p10、mos管n14、mos管n15和电阻r9；
23、所述mos管p6、mos管p7、mos管p8、mos管p9和mos管p10的源极均与外部电源vdd1电性连接；
24、所述偏置单元输出第一偏置电压vb1至mos管p6、mos管p8的栅极，所述偏置单元输出第二偏置电压vb2至mos管p9的栅极；
25、所述mos管p6的漏极与mos管p7的漏极和mos管n14的栅极、漏极电性连接，并作为第一输出端与偏置单元电性连接；所述mos管p7的栅极与mos管p8的漏极和mos管n15的漏极电性连接，所述mos管n15的栅极与mos管p10的漏极电性连接，并做第二输出端与偏置单元电性连接；所述mos管p9的漏极与mos管p10的栅极和电阻r9的一端电性连接；
26、所述电阻r9的另一端、mos管n14的源极和mos管n15的源极均接地。
27、进一步的，所述偏置单元包括mos管p11、mos管p12、mos管p13、mos管p14、mos管p15、mos管p17、mos管p18、mos管n16、mos管n17、mos管n18、mos管n19、mos管n20、mos管n21和电容c9；
28、所述控制单元包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r10、mos管n22、mos管n23、mos管n24、mos管n25、mos管n26、mos管n27和反相器d21、反相器d22、反相器d23、反相器d12、反相器d13、反相器d14、反相器d15、反相器d16、反相器d17、反相器d18、反相器d19、反相器d20；
29、所述mos管p11、mos管p12、mos管p13、mos管p14和mos管p15的源极均与外部电源vdd1电性连接；
30、所述mos管p11的栅极与mos管p12的栅极、漏极、mos管n17的漏极、mos管p13的栅极和mos管p14的栅极，并输出第二偏执电压vb2至启动单元，所述启动单元的第二输出端与mos管p11的漏极、mos管n16的漏极、栅极和mos管n17的栅极电性连接，所述mos管n17的源极与电阻r10的一端电性连接；
31、所述mos管p13的漏极与mos管p17的源极和mos管p18的源极电性连接，所述mos管p17的栅极与mos管n21的源极和电阻r8的一端电性连接，所述mos管p17的漏极与mos管n18的栅极、漏极和mos管p19的栅极电性连接；所述mos管p18的漏极与mos管n19的漏极、mos管n20的栅极和电容c9的一端电性连接，所述启动单元的第一输出端与mos管p18的栅极电性连接；
32、所述mos管p14的漏极与电容c9的另一端、mos管n20的漏极和mos管n21的栅极电性连接，所述mos管p15的栅极和漏极与mos管n21的漏极电性连接，并输出第一偏置电压vb1至启动单元和振荡模块；
33、所述电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6和电阻r7依次串联在接地端和电阻r8的另一端之间；
34、外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc1至反相器d21的输入端，所述反相器d21的输出端与反相器d22的输入端电性连接，所述反相器d22的输出端与mos管n27的栅极电性连接，所述mos管n27的源极和漏极电性连接在电阻r2的两端；外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc2至反相器d23的输入端，所述反相器d23的输出端与反相器d12的输入端电性连接，所述反相器d12的输出端与mos管n26的栅极电性连接，所述mos管n26的源极和漏极电性连接在电阻r3的两端；外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc3至反相器d13的输入端，所述反相器d13的输出端与反相器d14的输入端电性连接，所述反相器d14的输出端与mos管n25的栅极电性连接，所述mos管n25的源极和漏极电性连接在电阻r4的两端；外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc4至反相器d20的输入端，所述反相器d20的输出端与反相器d19的输入端电性连接，所述反相器d19的输出端与mos管n24的栅极电性连接，所述mos管n24的源极和漏极电性连接在电阻r5的两端；外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc5至反相器d18的输入端，所述反相器d18的输出端与反相器d17的输入端电性连接，所述反相器d17的输出端与mos管n23的栅极电性连接，所述mos管n23的源极和漏极电性连接在电阻r6的两端；外部逻辑控制模块输出电压控制信号cc6至反相器d16的输入端，所述反相器d16的输出端与反相器d15的输入端电性连接，所述反相器d15的输出端与mos管n22的栅极电性连接，所述mos管n22的源极和漏极电性连接在电阻r7的两端。
35、进一步的，所述电阻r4的阻值为r，所述电阻r1的阻值为2r，所述电阻r2的阻值为0.25r，所述电阻r3的阻值为0.5r，所述电阻r5的阻值为2r，所述电阻r6的阻值为4r，所述电阻r7的阻值为8r，所述电阻r8的阻值为3r。
36、进一步的，所述电容c3和电容c6的电容值为c，所述电容c2和电容c5的电容值为2c，所述电容c1和电容c4的电容值为4c。
37、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
38、一种dc-dc电压转换器系统，包括采样模块、基准模块、误差检测模块、逻辑控制模块、电流检测模块、三角波生成模块、比较器u1、驱动模块、控制功率管p0和所述可切换模式的振荡器；
39、所述采样模块输出采样电压vsamp至误差检测模块的第一输入端；所述基准模块输出基准电压vref至误差检测模块的第二输入端；所述误差检测模块输出占空比调控电压vctrl至振荡模块第二输入端和比较器u1的第一输入端；
40、所述逻辑控制模块输出电压控制信号cc1、cc2、cc3、cc4、cc5和cc6至振荡器的偏置模块，调节所述偏置模块的偏置电流；所述逻辑控制模块输出电压控制信号en1、en2、en3、en4、en5和en6至所述振荡模块的控制电容组，调整控制电容组的电容值；
41、所述振荡模块输出方波电压vosc-pfm至驱动模块的第一输入端或输出方波电压vosc-pwm至三角波生成模块的输入端，所述三角波生成模块将方波电压vosc-pwm转换为三角波输出至比较器u1的第二输入端，所述比较器u1的输出端与驱动模块的第二入端电性连接，所述驱动模块的输出端输出控制电压vdrv至控制功率管p0的栅极和电流检测模块的输入端，所述电流检测模块的输出端输出切换电压vsw至振荡模块的第一输入端，所述控制功率管p0的漏极作为输出端lx与rlc电路连接，所述控制功率管p0的源极接转换器输入电压vin。
42、进一步的，所述误差检测模块包括误差放大器u2和缓冲器u3；
43、所述采样模块输出采样电压vsamp至误差放大器u2的同向输入端，所述基准模块输出基准电压vref至误差放大器u2的反向输入端，所述误差放大器u2的输出端与缓冲器u3的同向输入端电性连接，所述缓冲器u3的反向输入端与输出端电性连接，所述缓冲器u3的输出端输出占空比调控电压vctrl至振荡模块第二输入端和比较器u1的第一输入端。
44、采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
45、误差检测模块对基准电压和采样电压进行比较，产生占空比调控电压vctrl，电流检测模块对负载电流进行检测产生切换电压vsw。
46、当负载电流较小时，切换电压vsw输出低电平，通过第一输入端控制振荡模块选择pfm模式；将误差检测模块输出电压vctrl与振荡器中电容组的充电时间相对应，通过vctrl电压的变化，调整振荡器输出的导通时间或关断时间，获得占空比不同的信号，并且可通过逻辑控制模块输出电压控制信号en1、en2、en3、en4、en5和en6控制电容组的电容值，以调整振荡器输出的初始占空比，适应不同的需求；振荡器输出信号通过驱动模块转为控制电压vdrv，达到稳定输出负载电压vout的目的。
47、当负载电流较大时，切换电压vsw输出高电平，通过第一输入端控制振荡模块选择pwm模式，通过逻辑控制模块输出电压控制信号cc1、cc2、cc3、cc4、cc5和cc6调节偏置电流，从而改变振荡器的频率，利用比较器u1对三角波生成模块输出的三角波信号与占空比调控电压vctrl进行比较，获得占空比不同的信号；通过驱动模块输出控制电压vdrv，达到稳定输出负载电压vout的目的。实现对pfm模式和pwm模式的切换，灵活度较高，整体电路结构简单，有效降低应用成本。
1.一种可切换模式的振荡器，其特征在于，包括门电路模块、振荡模块和偏置模块，
2.根据权利要求1所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：外部逻辑控制电路输出复位电压vrst至门电路模块，外部逻辑控制电路输出占空比模式切换电压vdms至振荡模块的第三输入端。
3.根据权利要求2所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述门电路模块包括反相器d1、反相器d2、反相器d3、反相器d4、与非门na1、与非门na2、与非门na3和与非门na4；
4.根据权利要求1所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述偏置模块包括启动单元、偏置单元和控制单元，
5.根据权利要求4所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述启动单元包括mos管p6、mos管p7、mos管p8、mos管p9、mos管p10、mos管n14、mos管n15和电阻r9；
6.根据权利要求4所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述偏置单元包括mos管p11、mos管p12、mos管p13、mos管p14、mos管p15、mos管p17、mos管p18、mos管n16、mos管n17、mos管n18、mos管n19、mos管n20、mos管n21和电容c9；
7.根据权利要求6所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述电阻r4的阻值为r，所述电阻r1的阻值为2r，所述电阻r2的阻值为0.25r，所述电阻r3的阻值为0.5r，所述电阻r5的阻值为2r，所述电阻r6的阻值为4r，所述电阻r7的阻值为8r，所述电阻r8的阻值为3r。
8.根据权利要求3所述的可切换模式的振荡器，其特征在于：所述电容c3和电容c6的电容值为c，所述电容c2和电容c5的电容值为2c，所述电容c1和电容c4的电容值为4c。
9.一种dc-dc电压转换器系统，其特征在于，包括采样模块、基准模块、误差检测模块、电流检测模块、逻辑控制模块、三角波生成模块、比较器u1、驱动模块、控制功率管p0和权利要求1-8任一所述可切换模式的振荡器；
10.根据权利要求9所述的dc-dc电压转换器系统，其特征在于：所述误差检测模块包括误差放大器u2和缓冲器u3；
