阅读说明：本技术 一种锯齿波产生电路及升降压变换器 (Sawtooth wave generating circuit and buck-boost converter ) 是由 张亮 江力 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种锯齿波产生电路,包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块,所述时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元,所述降压锯齿波模块包括第二充放电单元,所述升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；其中,所述第一至第四充放电单元具有相同的电路结构。相应的,本发明还公开了一种升降压变换器。本发明实施例可实现锯齿波幅度灵活设置,从而提高升降压变换器的抗干扰能力,能够实现降压锯齿波的峰值和升压锯齿波的谷值相等,从而保证升降压变换器工作模式的平滑切换,从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。(The invention discloses a sawtooth wave generating circuit which comprises a current mirror module, a clock generating module, a voltage reduction sawtooth wave module and a voltage boosting sawtooth wave module, wherein the clock generating module comprises a first charging and discharging unit and a comparator unit; the first to fourth charge and discharge units have the same circuit structure. Correspondingly, the invention also discloses a buck-boost converter. According to the embodiment of the invention, the amplitude of the sawtooth wave can be flexibly set, so that the anti-interference capability of the buck-boost converter is improved, the peak value of the buck sawtooth wave can be equal to the valley value of the boost sawtooth wave, the smooth switching of the working mode of the buck-boost converter is ensured, and the efficiency of the buck-boost converter and the stability of the output voltage are improved.)

一种锯齿波产生电路及升降压变换器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种锯齿波产生电路及升降压变换器。

背景技术

BUCK-BOOST变换器也称作升降压变压器，是一种输出电压可高于、可低于或可等于输入电压的直流变换器。由于BUCK-BOOST变换器的双模控制方式在一个时钟周期内工作在BUCK模式或BOOST模式下，不会出现BUCK模式和BOOST模式同时工作的情况，即不存在降压开关管和升压开关管同时开关的情况，比其他控制方式的效率高，因此目前BUCK-BOOST变换器一般采用双模控制。

BUCK-BOOST变换器的双模控制方式一般有以下两种控制策略：第一，采用双调制信号-单锯齿波控制策略；第二，采用单调制信号-双锯齿波控制策略。单调制信号-双锯齿波控制策略的BUCK-BOOST变换器的降压开关管与升压开关管的调制信号相同，都来自于同一个误差放大器的输出，而升压开关管的锯齿波信号则是降压开关管的锯齿波信号叠加一个直流偏置电压得到，目的是保证任何时刻只有一个锯齿波与调制信号交载，即只有一个开关管受控。

图1所示为现有技术提供的降压锯齿波产生电路，电流源7202根据输入电压Vin提供充电电流I1对电容C11充电，控制电路7204包括一开关SW1与电容C11并联，频率Clk切换开关SW1以控制电容C11的充放电，在时钟Clk为低电平时，通过电流I1给电容C11充电，SAWbuck电压逐渐升高，直到Clk电平为高电平时，电容快速放电，SAWbuck电压恢复到Vbe，此后Clk为低电平时再次进行充电，重复前面的过程进而产生降压锯齿波信号SAWbuck，限制电路7206用以将降压锯齿波信号SAWbuck的谷值固定在Vbe。图2所示为现有技术提供的升压锯齿波产生电路，电流源7210根据输入电压Vin提供充电电流I2对电容C22充电，控制电路7212包括开关SW2与电容C22并联，频率Clk切换开关SW2以控制电容C22的充放电，在时钟Clk为低电平时，通过电流I2给电容C22充电，SAWboost电压逐渐升高，直到Clk电平为高电平时，电容C22快速放电，SAWboost电压恢复到2Vbe，此后Clk为低电平时再次进行充电，重复前面的过程进而产生升压锯齿波信号SAWboost，限制电路7214用以将充电电压V1的谷值固定在2Vbe。一方面由于产生的降压锯齿波和升压锯齿波的幅度为Vbe，抗噪能力差；另一方面，要使两个锯齿波的幅度相同并等于Vbe，保证SAWbuck的峰值等于SAWboost的谷值，实现平滑切换，那么在时钟Clk的低电平时间内，锯齿波需要精准的上升Vbe电压，实际中很难实现。如果不能实现平滑切换，则会导致两锯齿波相交或相离的情况:当锯齿波相交时，一个时钟周期内出现了两种模式同时工作的情况，两个开关管均开关了一次，因而开关损耗较大，效率低；当双锯齿相离时，BUCK模式与BOOST模式的切换时间偏长，输出电压大幅振荡，造成输出电压不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种锯齿波发生电路及升降压变换器，可实现锯齿波幅度灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力，能够确保降压锯齿波的峰值和升压锯齿波的谷值相等，实现升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锯齿波产生电路，包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块，所述时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元，所述降压锯齿波模块包括第二充放电单元，所述升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；其中，所述第一至第四充放电单元具有相同的电路结构；

所述电流镜模块，用于向所述第一至第四充放电单元提供充电电流，以对所述第一至第四充放电单元充电；

所述第一充放电单元，用于根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波；所述比较器单元，用于根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述控制单元和所述第二充放电单元；

所述第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；

所述控制单元，用于根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。

进一步地，所述第一至第四充放电单元均包括控制信号输入端，接地端、充电端和充电电压输出端，所述比较器单元包括电压信号输入端、基准信号输入端和时钟信号输出端；

所述第一充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第一放电单元的所述充电电压输出端与所述比较器单元的电压信号输入端连接，所述比较器单元的基准信号输入端连接至基准电压源，所述比较器单元的时钟信号输出端与所述第一充放电单元的所述控制信号输入端连接。

进一步地，所述比较器单元包括比较器和反相器；

所述比较器的同相输入端与所述基准信号输入端连接，所述比较器的反相输入端与所述电压信号输入端连接，所述比较器的输出端与所述反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与所述时钟信号输出端连接。

进一步地，所述降压锯齿波模块还包括降压锯齿波输出端，所述第二充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第二充放电单元的所述控制信号输入端与所述比较器单元的时钟信号输出端连接，所述第二充放电单元的所述充电电压输出端与所述降压锯齿波输出端连接。

进一步地，所述升压锯齿波模块还包括升压锯齿波输出端，所述控制单元包括逻辑控制子单元、充放电切换子单元、第一开关管和第二开关管，所述逻辑控制子单元包括时钟信号输入端、第一充放电控制输出端、第二充放电控制输出端、第一开关控制输出端和第二开关控制输出端，所述充放电切换子单元包括电流端、第一电流输出端、第二电流输出端、第一切换控制输入端、第二切换控制输入端和放电端；

所述电流端与所述电流镜模块连接，所述第三充放电单元的充电端和所述第一电流输出端连接，所述第四充放电单元的充电端与所述第二电流输出端连接，所述第一充放电控制输出端与所述第三充放电单元的控制信号输入端连接，所述第二充放电控制输出端与所述第四充放电单元的控制信号输入端连接，所述第三充放电单元的充电电压输出端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的控制端分别与所述第一开关控制输出端和所述第一切换控制输入端连接，所述第四充放电单元的充电电压输出端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的控制端分别与所述第二开关控制输出端和所述第二切换控制输入端连接，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端与所述升压锯齿波输出端连接，所述时钟信号输入端与所述比较器的所述时钟信号输出端连接。

进一步地，所述充放电切换子单元还包括第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管；

所述第三开关管的第一端和所述第四开关管的第一端与所述电流端连接，所述第三开关管的控制端和所述第五开关管的控制端与所述第一切换控制输入端连接，所述第三开关管的第二端和所述第五开关管的第一端与所述第一电流输出端连接，所述第四开关管的控制端和所述第六开关管的控制端与所述第二切换控制输入端连接，所述第四开关管的第二端和所述第六开关管的第一端与所述第二电流输出端连接，所述第五开关管的第二端和所述第六开关管的第二端与所述放电端连接。

进一步地，所述逻辑控制子单元还包括D触发器、第一延时器、第二延时器、第一反相器、第二反相器、第一与门和第二与门；

所述D触发器的时钟输入端与所述时钟信号输入端连接，所述D触发器的数据输入端与所述D触发器的第二输出端连接，所述D触发器的第一输出端分别与所述第一开关控制输出端、所述第一延时器的输入端和所述第一与门的第二输入端连接，所述第一延时器的输出端与所述第一反相器的输入端连接，所述第一反相器的输出端与所述第一与门的第一输入端连接，所述第一与门的输出端与所述第一充放电控制输出端连接，所述D触发器的第二输出端分别与所述第二开关控制输出端、所述第二延时器的输入端和所述第二与门的第一输入端连接，所述第二延时器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述第二与门的第二输入端连接，所述第二与门的输出端与所述第二充放电控制输出端连接。

进一步地，所述第一至第四充放电单元均还包括放电开关管和电容；

所述放电开关管的第一端分别与所述充电端和所述电容的第一端连接，所述电容的第一端与所述充电电压输出端连接，所述放电开关管的控制端与所述控制信号输入端连接，所述放电开关管的第二端和所述电容的第二端与所述接地端连接。

进一步地，所述电流镜模块包括电流输入端、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管和第十三开关管；

所述电流输入端连接至电流源，所述第七开关管的第二端与所述电流输入端连接，所述第七至第十一开关管的控制端均与所述第七开关管的第二端连接，所述第七至第十一开关管的第一端均连接至电源，所述第八开关管的第二端与所述第一充放电单元的充电端连接，所述第九开关管的第二端分别与所述第十二开关管的第一端和控制端连接，所述第十二开关管的第二端接地，所述第十二开关管的控制端与所述第十三开关管的控制端连接，所述第十三开关管的第二端接地，所述第十三开关管的第一端与所述充放电切换子单元的放电端连接，所述第十开关管的第二端与所述第二充放电单元的充电端连接，所述第十一开关管的第二端与所述充放电切换子单元的电流端连接。

相应地，本发明还提供了一种升降压变换器，所述升降压变换器包括如前所述的锯齿波产生电路。

本发明提供的锯齿波发生电路和升降压变换器，电流镜模块向第一至第四充放电单元提供充电电流，第一充放电单元根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波，比较器单元根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；控制单元根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。由于第一至第四充放电单元具有相同的电路结构，并且由同一时钟信号控制，第二充放电单元输出的充电电压也为具有目标幅度值的降压锯齿波；第三充放电单元和第四充放电单元在对方充电时进行放电，即第三充放电单元和第四充放电单元交替充放电，第三充放电单元和第四充放电单元在放电时输出充电电压，当第三充放电单元和第四充放电单元以2倍于第二充放电单元充电电流的电流充电一个时钟周期后，再以与第二充放电单元充电电流相同的电流放电一个时钟周期时快速放电，则可以产生谷值等于所述降压锯齿波峰值的，且具有目标幅度值的升压锯齿波。目标幅度值可以通过改变比较器单元的基准电压源来灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力；能够实现降压锯齿波的峰值等于升压锯齿波的谷值，保证升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。

附图说明

图1是现有技术提供的降压锯齿波产生电路的电路原理图；

图2是现有技术提供的升压锯齿波产生电路的电路原理图；

图3是本发明提供的锯齿波产生电路的电路方框图；

图4是本发明提供的锯齿波产生电路的一个实施例的电路原理图；

图5是本发明提供的锯齿波产生电路的逻辑控制子单元的一个实施例的电路原理图；

图6是本发明提供的锯齿波产生电路的逻辑控制子单元的逻辑控制时序图及锯齿波波形图。

具体实施方式

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。根据本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

参见图3，是本发明提供的锯齿波产生电路的电路方框图。

本发明实施例提供一种锯齿波产生电路，包括电流镜模块1、时钟产生模块2、降压锯齿波模块3和升压锯齿波模块4，时钟产生模块2包括第一充放电单元21和比较器单元22，降压锯齿波模块3包括第二充放电单元31，升压锯齿波模块4包括第三充放电单元41、第四充放电单元42和控制单元；其中，第一至第四充放电单元(21,31,41,42)具有相同的电路结构；

电流镜模块1，用于向第一至第四充放电单元(21,31,41,42)提供充电电流，以对第一至第四充放电单元(21,31,41,42)充电；

第一充放电单元21，用于根据充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波；比较器单元22，用于根据具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将时钟信号发送至控制单元43和第二充放电单元31；

第二充放电单元31根据时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；

所述控制单元43，用于根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元41和所述第四充放电单元42每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元41和所述第四充放电单元42在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元41和所述第四充放电单元42在放电时输出充电电压。

在具体实施时，电流镜模块1向第一至第四充放电单元(21,31,41,42)提供充电电流，第一充放电单元21根据充电电流Ic0产生具有目标幅度值的锯齿波，比较器单元22根据具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将时钟信号发送至控制单元和第二充放电单元31，第二充放电单元31根据时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；控制单元根据时钟信号生成控制信号，以控制第三充放电单元41和第四充放电单元42每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制第三充放电单元41和第四充放电单元42在对方充电时进行放电，以控制第三充放电单元41和第四充放电单元42在放电时输出充电电压。由于第一至第四充放电单元(21,31,41,42)具有相同的电路结构，并且由同一时钟信号控制，当充电电流2Ic0＝2Ic1＝Ic2＝2Ic3时，第二充放电单元31输出的充电电压也为具有目标幅度值的降压锯齿波。第三充放电单元41和第四充放电单元42在对方充电时进行放电，即第三充放电单元41和第四充放电单元42交替充放电，即在第三充放电单元41以充电电流Ic2充电时，第四充放电单元42以Ic3放电并输出充电电压，当第三充放电单元41充电一个时钟周期后以Ic3放电并输出充电电压，第三充放电单元41和第四充放电单元42均在放电一个时钟周期时快速放电为0后开始以充电电流Ic2充电。从而可以产生谷值等于降压锯齿波峰值的，且具有目标幅度值的升压锯齿波。由于在同一时钟信号控制下产生的升压锯齿波和降压锯齿波，可以保证两个锯齿波信号的相移相同。目标幅度值可以通过改变比较器单元22的基准电压源来灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力；能够实现降压锯齿波的峰值等于升压锯齿波的谷值，保证升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。

进一步地，第一至第四充放电单元(21,31,41,42)均包括控制信号输入端(c1,c2,c3,c4)，接地端(b1,b2,b3,b4)、充电端(a1,a2,a3,a4)和充电电压输出端(d1,d2,d3,d4)，比较器单元22包括电压信号输入端VI、基准信号输入端VR和时钟信号输出端CLK；

第一充放电单元21的充电端a1与电流镜模块1连接，第一放电单元21的充电电压输出端d1与比较器单元22的电压信号输入端VI连接，比较器单元22的基准信号输入端VR连接至基准电压源Vsaw，比较器单元22的时钟信号输出端CLK与第一充放电单元21的控制信号输入端c1连接。

具体实施时，电流镜模块1为第一充放电单元21的充电端a1提供充电电流Ic0，第一充放电单元21进行充电，当第一充放电单元21的充电电压输出端d1输出的电压大于比较器单元22的基准信号输入端VR接入的基准电压Vsaw时比较器单元22翻转，输出时钟信号控制第一充放电单元21快速放电，当第一充放电单元21的充电电压输出端d1输出的电压小于比较器单元22的基准信号输入端VR接入的基准电压Vsaw时比较器单元22再次翻转，输出时钟信号控制第一充放电单元21充电，重复前面的过程，第一充放电单元21输出幅度值等于Vsaw的锯齿波，同时比较器单元22通过时钟信号输出端CLK输出时钟信号。

需要说明的是，由第一充放电单元21充电和放电过程产生的锯齿波信号与一基准电压Vsaw进行比较产生时钟信号，从而本发明实施例的升压锯齿波和降压锯齿波幅度值为比较器单元的基准电压Vsaw，因而可灵活设置升压锯齿波和降压锯齿波幅度。

参见图4，是本发明提供的锯齿波产生电路的一个实施例的电路原理图。如图3和图4所示，比较器单元22包括比较器U1和反相器U2；

比较器U1的同相输入端与基准信号输入端VR连接，比较器U1的反相输入端与电压信号输入端VI连接，比较器U1的输出端与反相器U2的输入端连接，反相器U2的输出端与时钟信号输出端CLK连接。

进一步地，第一至第四充放电单元均(21,31,41,42)还包括放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)和电容(CO,C1，C2，C3)；

此处以第一充放电单元21为例进行说明，放电开关管MN1的第一端分别与充电端a1和电容CO的第一端连接，电容CO的第一端与充电电压输出端d1连接，放电开关管MN1的控制端与控制信号输入端c1连接，放电开关管MN1的第二端和电容C0的第二端与接地端b1连接。

需要说明的是，由第一充放电单元21和比较器单元22组成的时钟产生模块2运用张弛振荡器原理，当反相器U2的输出端输出的时钟信号为低电平时，通过电流Ic0为电容C0充电，电容CO两端的电压开始上升，当其上升到等于Vsaw时，反相器U2输出端电压翻转为高电平，然后导通开关管MN1对电容CO快速放电，当电容CO电压下降到低于Vsaw后，反相器U2输出端电压再次翻转为低电平，重复前面的过程，从而形成时钟信号，反相器U2输出端电压的高电平时间由比较器U1的延时及电容C0上电压下降到低于Vsaw的时间决定。第二充放电单元31和第一充放电单元21的电容匹配，电流也匹配，即C0＝C1，Ic0＝Ic1，时钟信号也匹配，因此第二充放电单元31输出的电压为幅度值等于Vsaw的锯齿波。

优选地，放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)为N沟道MOS管，N沟道MOS管的漏极为放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)的第一端，N沟道MOS管的源极为放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)的第二端，N沟道MOS管的栅极为放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)的控制端。

进一步地，降压锯齿波模块3还包括降压锯齿波输出端Vsaw-buck，第二充放电单元3的充电端a2与电流镜模块1连接，第二充放电单元31的控制信号输入端c2与比较器单元22的时钟信号输出端CLK连接，第二充放电单元31的充电电压输出端d2与降压锯齿波输出端Vsaw-buck连接。

需要说明的是，电流镜模块1为第二充放电单元31的充电端a2提供充电电流Ic1，第二充放电单元31进行充电，比较器单元22通过时钟信号输出端CLK向第二充放电单元31输出时钟信号，控制第二充放电单元31充电和放电，由于控制第二充放电单元31和第一充放电单元31充放电的时钟信号相同，且两者的电路结构相同，当电流Ic0＝Ic1时，第二充放电单元31产生与第一充放电单元21幅度值相同的锯齿波。

进一步地，升压锯齿波模块4还包括升压锯齿波输出端Vsaw_boost，控制单元包括逻辑控制子单元432、充放电切换子单元431、第一开关管MN5和第二开关管MN6，逻辑控制子单元432包括时钟信号输入端CLK1、第一充放电控制输出端CLK2、第二充放电控制输出端CLK3、第一开关控制输出端CLKC和第二开关控制输出端CLKD，充放电切换子单元431包括电流端g、第一电流输出端f1、第二电流输出端f2、第一切换控制输入端ct1、第二切换控制输入端ct2和放电端e；

电流端g与电流镜模块1连接，第三充放电单元41的充电端a3和第一电流输出端f1连接，第四充放电单元42的充电端a4与第二电流输出端f2连接，第一充放电控制输出端CLK2与第三充放电单元41的控制信号输入端c3连接，第二充放电控制输出端CLK3与第四充放电单元42的控制信号输入端c4连接，第三充放电单元41的充电电压输出端d3与第一开关管MN5的第一端连接，第一开关管MN5的控制端分别与第一开关控制输出端CLKC和第一切换控制输入端ct1连接，第四充放电单元42的充电电压输出端d4与第二开关管MN6的第一端连接，第二开关管MN6的控制端分别与第二开关控制输出端CLKD和第二切换控制输入端ct2连接，第一开关管MN5的第二端和第二开关管MN6的第二端与升压锯齿波输出端Vsaw_boost连接，时钟信号输入端CLK1与比较器22的时钟信号输出端CLK连接。

具体实施时，电流镜模块1为充放电切换子单元432的电流端g提供充电电流Ic2，逻辑控制子单元431通过第一开关控制输出端CLKC输出放电切换信号，控制充放电切换子单元431断开电流端g和第一电流输出端f1停止为第三充放电单元41提供充电电流Ic2，接通放电端e和第三充放电单元41的充电端a3为第三充放电单元41提供放电电流Ic3；同时通过第二开关控制输出端CLKD输出充电切换信号，接通电流端g和第二电流输出端f2为第四充放电单元42提供充电电流Ic2，同时逻辑控制子单元431通过第二充放电控制输出端CLK3输出充电控制信号，第四充放电单元41以充电电流Ic2进行充电，第三充放电单元42以放电电流Ic3进行放电，此时第一开关管MN5根据所述放电切换信号导通，升压锯齿波输出端Vsaw_boost输出第三充放电单元41的充电电压。当第三充放电单元41放电完成一个时钟周期时，逻辑控制子单元431通过第一充放电控制输出端CLK2输出放电控制信号，控制第三充放电单元41快速放电为0；逻辑控制子单元431通过第二开关控制输出端CLKD输出放电切换信号，控制充放电切换子单元431断开电流端g和第二电流输出端f2停止为第四充放电单元42提供充电电流Ic2，接通放电端e和第四充放电单元42的充电端a4为第四充放电单元42提供放电电流Ic3，同时通过第一开关控制输出端CLKC输出充电切换信号，接通电流端g和第一电流输出端f1为第三充放电单元41提供充电电流Ic2，第三充放电单元41以充电电流Ic2进行充电，第四充放电单元42以放电电流Ic3进行放电，此时第二开关管MN6根据所述放电切换信号导通，升压锯齿波输出端Vsaw_boost输出第四充放电单元42的充电电压。由于第一至第四充放电单元(21，31，41，42)的电容匹配，即C0＝C1＝C2＝C3，电流也匹配，即2Ic0＝2Ic1＝Ic2＝2Ic3，并且由同一时钟信号控制，重复以上过程，便可通过升压锯齿波输出端Vsaw-boost输出谷值等于所述降压锯齿波峰值的具有目标幅度值的升压锯齿波。

优选地，第一开关管MN5为N沟道MOS管，N沟道MOS管的漏极为第一开关管MN5的第一端，N沟道MOS管的源极为第一开关管MN5的第二端，N沟道MOS管的栅极为第一开关管MN5的控制端；

第二开关管MN6为N沟道MOS管，N沟道MOS管的漏极为第二开关管MN6的第一端，N沟道MOS管的源极为第二开关管MN6的第二端，N沟道MOS管的栅极为第二开关管MN6的控制端。

进一步地，电流镜模块1包括电流输入端IB、第七开关管MP1、第八开关管MP2、第九开关管MP3、第十开关管MP4、第十一开关管MP5、第十二开关管MN2和第十三开关管MN9；

电流输入端IB连接至电流源，第七开关管MP1的第二端与电流输入端IB连接，第七至第十一开关管(MP1-MP5)的控制端均与第七开关管MP1的第二端连接，第七至第十一开关管(MP1-MP5)的第一端均连接至电源VCC，第八开关管MP2的第二端与第一充放电单元21的充电端a1连接，第九开关管MP3的第二端分别与第十二开关管MN2的第一端和控制端连接，第十二开关管MN2的第二端接地，第十二开关管MN2的控制端与第十三开关管MN9的控制端连接，第十三开关管MN9的第二端接地，第十三开关管MN9的第一端与充放电切换子单元431的放电端e连接，第十开关管MP4的第二端与第二充放电单元31的充电端a2连接，第十一开关管MP5的第二端与充放电切换子单元431的电流端g连接。

参见图5，是本发明提供的锯齿波产生电路的逻辑控制子单元的一个实施例的电路原理图。如图5所示，逻辑控制子单元还包括D触发器U3、第一延时器U4、第二延时器U5、第一反相器U6、第二反相器U7、第一与门U8和第二与门U9；

D触发器U3的时钟输入端与时钟信号输入端CLK1连接，D触发器U3的数据输入端与D触发器U3的第二输出端连接，D触发器U3的第一输出端分别与第一开关控制输出端CLKC、第一延时器U4的输入端和第一与门U8的第二输入端连接，第一延时器U4的输出端与第一反相器U6的输入端连接，第一反相器U6的输出端与第一与门U8的第一输入端连接，第一与门U8的输出端与第一充放电控制输出端CLK2连接，D触发器U3的第二输出端分别与第二开关控制输出端CLKD、第二延时器U5的输入端和第二与门U9的第一输入端连接，第二延时器U5的输出端与第二反相器U7的输入端连接，第二反相器U7的输出端与第二与门U9的第二输入端连接，第二与门U9的输出端与第二充放电控制输出端CLK3连接。

进一步地，充放电切换子单元431还包括第三开关管MP6、第四开关管MP7、第五开关管MN4和第六开关管MN10；

第三开关管MP6的第一端和第四开关管MP7的第一端与电流端g连接，第三开关管MP6的控制端和第五开关管MN4的控制端与第一切换控制输入端ct1连接，第三开关管MP6的第二端和第五开关管MN4的第一端与第一电流输出端f1连接，第四开关管MP7的控制端和第六开关管MN10的控制端与第二切换控制输入端ct2连接，第四开关管MP7的第二端和第六开关管MN10的第一端与第二电流输出端f2连接，第五开关管MN4的第二端和第六开关管MN10的第二端与放电端e连接。

如图4和图5所示，具体实施时，第一至第四充放电单元(21，31，41，42)的电容匹配，即C0＝C1＝C2＝C3，电流也匹配，即2Ic0＝2Ic1＝Ic2＝2Ic3。第一开关控制输出端CLKC、第二开关控制输出端CLKD、第一充放电控制输出端CLK2和第二充放电控制输出端CLK3输出的控制时钟信号由图5中的逻辑控制子单元产生。

参见图6，是本发明提供的锯齿波产生电路的逻辑控制子单元的逻辑控制时序图及锯齿波波形图。现结合图4、图5和图6进行说明，当时钟信号输出端CLK高脉冲到来时，第二充放电控制输出端CLK3为高脉冲信号，电容C1与电容C3的电位被快速拉低到0电位；当时钟信号输出端CLK为低电平信号时，第二充放电控制输出端CLK3与第二开关控制输出端CLKD为低电平信号，电容C1与电容C3上的电压逐渐上升，第一开关控制输出端CLKC为高电平信号，电容C2以电流Ic3放电，升压锯齿波输出端Vsaw_boost取电容C2的电压；一个时钟周期后，第一充放电控制输出端CLK2与第二开关控制输出端CLKD为高，电容C1与电容C2的电位为快速拉低到0电位，电容C3由Ic3缓慢放电，在前一个周期中，降压锯齿波输出端Vsaw_buck形成由0到Vsaw的锯齿波，电容C3的电压由0上升到了2Vsaw(因而Ic2＝2Ic0)，因而电容C3由电容Ic3放电的初始点为2Vsaw。当时钟信号输出端CLK与第一充放电控制输出端CLK2为低电平时，电容C1与电容C2又开始充电，电容C3的电位持续下降，由于此时第二开关控制输出端CLKD为高，升压锯齿波输出端Vsaw_boost取电容C3的电位，为一峰值为2Vsaw，逐渐下降的锯齿波。再一个时钟周期后，时钟信号输出端CLK与第二充放电控制输出端CLK3又变为高，因而电容C1与电容C3的电位快速放电到0，此前电容C3的最低值为Vsaw，因而升压锯齿波输出端Vsaw_boost为一个峰值为2Vsaw，谷值为Vsaw的锯齿波，电容C2充电了一个时钟周期，此时电平为2Vsaw。当时钟信号输出端CLK与第二充放电控制输出端CLK3再次为低电平时，电容C1与电容C3又开始充电，电容C2由Ic3缓慢放电，重复前面的过程。整个工作过程中可以看出，电路实现了降压锯齿波输出端Vsaw_buck输出电压值从0到Vsaw的锯齿波，升压锯齿波输出端Vsaw_boost输出电压值Vsaw到2Vsaw的锯齿波。由于Vsaw的值可以自行的设置，因而调节更加灵活。

本发明提供一种升降压变换器，包括如前述实施例所述的锯齿波产生电路。

需要说明的是，上述实施例提供的锯齿波产生电路及升降压变换器中，放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)、第一开关管MN5和第二开关管MN6为N沟道MOS管，仅仅为其中的一种实施方式，在其他实施方式中，放电开关管(MN1，MN3，MN7，MN8)、第一开关管MN5和第二开关管MN6为还可以替换为P沟道MOS管或其它三端控制开关器件或其派生器件，在不同的应用场合中，视实际电路的功耗、成本、驱动功率以及与开关管的驱动控制元件参数匹配等要求合理选用和设置，选用和设置开关管是现有技术的常用设计过程，在此不进行赘述。

本发明提供的锯齿波发生电路和升降压变换器，电流镜模块向第一至第四充放电单元提供充电电流，第一充放电单元根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波，比较器单元根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；控制单元根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。由于第一至第四充放电单元具有相同的电路结构，并且由同一时钟信号控制，第二充放电单元输出的充电电压也为具有目标幅度值的降压锯齿波；第三充放电单元和第四充放电单元在对方充电时进行放电，即第三充放电单元和第四充放电单元交替充放电，第三充放电单元和第四充放电单元在放电时输出充电电压，当第三充放电单元和第四充放电单元以2倍于第二充放电单元充电电流的电流充电一个时钟周期后，再以与第二充放电单元充电电流相同的电流放电一个时钟周期时快速放电，则可以产生谷值等于所述降压锯齿波峰值的，且具有目标幅度值的升压锯齿波。目标幅度值可以通过改变比较器单元的基准电压源来灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力；能够实现降压锯齿波的峰值等于升压锯齿波的谷值，保证升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。