本发明涉及集成电路，更具体地，涉及一种智能开关及其误差放大器、驱动电路。
背景技术：
1、在通常的汽车应用中，智能开关被广泛用于驱动不同种类的负载，例如电机、继电器、灯泡和照明灯中的led模块。为了监测不同类型负载的工作状态，例如监测负载电流的大小，在智能开关中设置一个电流采样电路对负载电流进行采样以输出采样电流，微处理器根据该采样电流判断当前负载的工作状态。
2、现有技术中的电流采样电路通过采样管以及钳位管和误差放大器使智能开关的采样端输出的采样电流和负载电流保持恒定的比例关系。在理想情况下，采样电流和负载电流之间的比值只与采样管和智能开关的主开关管的宽长比有关。然而，在实际工作过程中，一方面，当负载处于轻载状态时，误差放大器的失调电压与功率管的导通电阻的比值不容忽略，从而影响采样电流和负载电流的比例关系，影响电流采样精度。另一方面，当负载为感性阻抗时，智能开关输出端的端口电压并非恒定不变而是会发生较快的变化，需要误差放大器有较大的带宽使采样管的源极电压能够快速适应智能开关输出端的端口电压变化，从而保证主开关管和采样管的源漏电压一致；当负载为阻性时，对误差放大器的带宽无特别要求，这样会造成资源的浪费。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种智能开关及其误差放大器、驱动电路，可以降低误差放大器中的失调电压，提高电流采样的精度。
2、根据本发明的第一方面，提供一种误差放大器，用于智能开关，所述误差放大器包括：第一斩波模块，接收一对差分信号，并用于对所述差分信号进行斩波调制以产生第一电压信号和第二电压信号；主运放模块，用于根据第一电压信号和第二电压信号产生低频误差信号，以及根据失调电压产生高频噪声信号；补偿模块，用于根据所述高频噪声信号产生补偿电流，并将所述补偿电流提供给所述主运放模块，所述补偿电流用于对所述主运放模块进行补偿以降低失调电压。
3、优选地，所述智能开关包括主开关管、第一晶体管及第二晶体管；所述主开关管与所述第一晶体管组成电流镜；所述第一晶体管与所述第二晶体管串联连接在所述智能开关的供电端和采样端之间；所述一对差分信号分别由所述主开关管的第二端和所述第一晶体管的第二端输出。
4、优选地，第二晶体管的控制端接收所述低频误差信号，用于根据所述低频误差信号导通以使所述主开关管的端电压和第一晶体管的端电压相等，并输出采样电流。
5、优选地，所述主运放模块包括：偏置单元，用于根据基准电流源产生偏置电压；放大单元，用于根据偏置电压以及第一电压信号和第二电压信号产生误差信号，且所述放大单元在动作过程中产生失调电压；斩波单元，用于将所述误差信号从高频移至低频以输出低频误差信号和将所述失调电压从低频移至高频以输出高频噪声信号；尾电流单元，与所述放大单元连接，用于向所述放大单元提供尾电流。
6、优选地，所述偏置单元根据基准电流源产生第一偏置电压至第四偏置电压。
7、优选地，所述放大单元包括第一差分支路和第二差分支路，其中，第一差分支路接收第一电压信号，第二差分支路接收第二电压信号。
8、优选地，所述尾电流包括第一尾电流和第二尾电流，其中，第一尾电流与放大单元的第一差分支路连接，第二尾电流与放大单元的第二差分支路连接。
9、优选地，所述补偿电流包括第一补偿电流和第二补偿电流，其中，第一补偿电流用于对第一尾电流进行补偿，第二补偿电流用于对第二尾电流进行补偿。
10、优选地，当第一电压信号大于第二电压信号时，第二补偿电流大于第一补偿电流；当第一电压信号小于第二电压信号时，第一补偿电流大于第二补偿电流。
11、优选地，所述放大单元包括第十晶体管至第二十一晶体管，其中，第十晶体管经由斩波单元与第十六晶体管、第十八晶体管、斩波单元、第二十晶体管串联连接在供电电压和接地端之间；第十一晶体管经由斩波单元与第十七晶体管、第十九晶体管、斩波单元、第二十一晶体管串联连接在供电电压和接地端之间；第十二晶体管、第十四晶体管串联连接在第十一晶体管与斩波单元之间的节点和接地端之间，作为第一差分支路，第十四晶体管向第一差分支路提供第一尾电流；第十三晶体管和第十五晶体管串联连接在第十晶体管与斩波单元之间的节点和接地端之间，作为第二差分支路，其中，第十五晶体管向第二差分支路提供第二尾电流；第十晶体管和第十一晶体管的控制端接收第二偏置电压；第十二晶体管的控制端接收主开关管的端电压，第十三晶体管的控制端接收第一晶体管的端电压；第十四晶体管和第十五晶体管的控制端接收第一偏置电压；第十六晶体管和第十七晶体管的控制端接收第三偏置电压；第十八晶体管和第十九晶体管的控制端接收第四偏置电压；第二十晶体管和第二十一晶体管的控制端与第十六晶体管和第十八晶体管之间的节点连接。
12、优选地，第十晶体管、第十一晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管均为pmos管；第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五晶体管、第十八晶体管、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管均为nmos管。
13、优选地，所述斩波单元接收第一至第四开关信号，第一开关信号和第三开关信号相同；第二开关信号和第四开关信号相同，且第一开关信号和第二开关信号为完全相反的信号。
14、优选地，所述补偿模块包括：噪声放大单元，用于对所述高频噪声信号进行两级放大处理以输出第一差分噪声信号和第二差分噪声信号，以及将两级放大后的第一差分噪声信号和第二差分噪声信号进行比较以转化成单比特数字信号；数字累进单元，用于将单比特数字信号转换为多比特数字信号，并根据所述多比特数字信号产生多个控制信号；漂移校准单元，用于根据多个控制信号将多个电流源分配输出以得到第一补偿电流和第二补偿电流。
15、优选地，所述噪声放大单元包括滤波电容、两级放大器、单比特量化器和锁存器，其中，滤波电容连接在主运放模块的输出端和两级放大器的第一输入端之间，用于将高频噪声信号从主运放模块的输出信号中分离出来；两级放大器的第一输入端接收高频噪声信号，第二输入端接收共模电平，用于对所述高频噪声信号进行两级放大处理以输出第一差分噪声信号和第二差分噪声信号；单比特量化器用于将第一差分噪声信号和第二差分噪声信号进行比较以输出量化信号；锁存器用于将量化信号锁存为单比特数字信号。
16、优选地，当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为负时，单比特量化器输出的量化信号为低电平，锁存器锁存的单比特数字信号为高电平；当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为正时，单比特量化器输出的量化信号为高电平，锁存器锁存的单比特数字信号为低电平。
17、优选地，在每个时钟周期内，单比特数字信号为高电平时，多比特数字信号从最低位开始累加1；当单比特数字信号为低电平时，多比特数字信号从最低位开始递减1。
18、优选地，所述控制信号包括多个粗调控制信号和多个细调控制信号。
19、优选地，所述漂移校准单元包括粗调子单元；其中，粗调子单元包括第一电流源至第三电流源和相应的第一粗调开关至第三粗调开关，第一电流源经由第一粗调开关与第一输出端连接，第二电流源经由第二粗调开关与第二输出端连接，第三电流源经由第三粗调开关与细调子单元连接，第一粗调控制信号和第二粗调控制信号为相反的信号，分别控制第一粗调开关和第二粗调开关的导通与关断，第三粗调控制信号始终控制第三粗调开关导通。
20、优选地，所述漂移校准单元还包括：细调子单元，用于将第三电流源分为多个电流支路，根据细调控制信号控制多个电流支路的导通与关断从而将第三电流源的部分电流流入第一输出端，部分电流流入第二输出端；其中，所述第一补偿电流和所述第二补偿电流按照最小步进电流调节。
21、优选地，所述主开关管为nmos管，第二晶体管为pmos管。
22、优选地，第一开关管为nmos管。
23、根据本发明的第二方面，提供一种智能开关，包括：主开关管，连接在供电端和接地端之间；电流采样电路，包括第一晶体管和第二晶体管以及误差放大器，接收供电电压，并根据控制信号、负载电流采集得到采样电流；其中，所述第一晶体管与所述主开关管组成电流镜，所述第一晶体管和所述第二晶体管串联连接在所述智能开关的供电端和采样端；所述误差放大器包括：第一斩波模块，接收一对差分信号，并用于对所述差分信号进行斩波调制以产生第一电压信号和第二电压信号；主运放模块，用于根据第一电压信号和第二电压信号产生低频误差信号，以及根据失调电压产生高频噪声信号；补偿模块，用于根据所述高频噪声信号产生补偿电流，并将所述补偿电流提供给所述主运放模块，所述补偿电流用于对所述主运放模块进行补偿以降低失调电压。
24、优选地，第二晶体管的控制端接收所述低频误差信号，用于根据所述低频误差信号导通以使所述主开关管的端电压和第一晶体管的端电压相等，并输出采样电流。
25、优选地，所述主运放模块包括：偏置单元，用于根据基准电流源产生偏置电压；放大单元，用于根据偏置电压以及第一电压信号和第二电压信号产生误差信号，且所述放大单元在动作过程中产生失调电压；斩波单元，用于将所述误差信号从高频移至低频以输出低频误差信号和将所述失调电压从低频移至高频以输出高频噪声信号；尾电流单元，与所述放大单元连接，用于向所述放大单元提供尾电流。
26、优选地，所述偏置单元根据基准电流源产生第一偏置电压至第四偏置电压。
27、优选地，所述放大单元包括第一差分支路和第二差分支路，其中，第一差分支路接收第一电压信号，第二差分支路接收第二电压信号。
28、优选地，所述尾电流包括第一尾电流和第二尾电流，其中，第一尾电流与放大单元的第一差分支路连接，第二尾电流与放大单元的第二差分支路连接。
29、优选地，所述补偿电流包括第一补偿电流和第二补偿电流，其中，第一补偿电流用于对第一尾电流进行补偿，第二补偿电流用于对第二尾电流进行补偿。
30、优选地，当第一电压信号大于第二电压信号时，第二补偿电流大于第一补偿电流；当第一电压信号小于第二电压信号时，第一补偿电流大于第二补偿电流。
31、优选地，所述放大单元包括第十晶体管至第二十一晶体管，其中，第十晶体管经由斩波单元与第十六晶体管、第十八晶体管、斩波单元、第二十晶体管串联连接在供电电压和接地端之间；第十一晶体管经由斩波单元与第十七晶体管、第十九晶体管、斩波单元、第二十一晶体管串联连接在供电电压和接地端之间；第十二晶体管、第十四晶体管串联连接在第十一晶体管与斩波单元之间的节点和接地端之间，作为第一差分支路，第十四晶体管向第一差分支路提供第一尾电流；第十三晶体管和第十五晶体管串联连接在第十晶体管与斩波单元之间的节点和接地端之间，作为第二差分支路，其中，第十五晶体管向第二差分支路提供第二尾电流；第十晶体管和第十一晶体管的控制端接收第二偏置电压；第十二晶体管的控制端接收主开关管的端电压，第十三晶体管的控制端接收第一晶体管的端电压；第十四晶体管和第十五晶体管的控制端接收第一偏置电压；第十六晶体管和第十七晶体管的控制端接收第三偏置电压；第十八晶体管和第十九晶体管的控制端接收第四偏置电压；第二十晶体管和第二十一晶体管的控制端与第十六晶体管和第十八晶体管之间的节点连接。
32、优选地，第十晶体管、第十一晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管均为pmos管；第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五晶体管、第十八晶体管、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管均为nmos管。
33、优选地，所述斩波单元接收第一至第四开关信号，第一开关信号和第三开关信号相同；第二开关信号和第四开关信号相同，且第一开关信号和第二开关信号为完全相反的信号。
34、优选地，所述补偿模块包括：噪声放大单元，用于对所述高频噪声信号进行两级放大处理以输出第一差分噪声信号和第二差分噪声信号，以及将两级放大后的第一差分噪声信号和第二差分噪声信号进行比较以转化成单比特数字信号；数字累进单元，用于将单比特数字信号转换为多比特数字信号，并根据所述多比特数字信号产生多个控制信号；漂移校准单元，用于根据多个控制信号将多个电流源分配输出以得到第一补偿电流和第二补偿电流。
35、优选地，所述噪声放大单元包括滤波电容、两级放大器、单比特量化器和锁存器，其中，滤波电容连接在主运放模块的输出端和两级放大器的第一输入端之间，用于将高频噪声信号从主运放模块的输出信号中分离出来；两级放大器的第一输入端接收高频噪声信号，第二输入端接收共模电平，用于对所述高频噪声信号进行两级放大处理以输出第一差分噪声信号和第二差分噪声信号；单比特量化器用于将第一差分噪声信号和第二差分噪声信号进行比较以输出量化信号；锁存器用于将量化信号锁存为单比特数字信号。
36、优选地，当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为负时，单比特量化器输出的量化信号为低电平，锁存器锁存的单比特数字信号为高电平；当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为正时，单比特量化器输出的量化信号为高电平，锁存器锁存的单比特数字信号为低电平。
37、优选地，在每个时钟周期内，单比特数字信号为高电平时，多比特数字信号从最低位开始累加1；当单比特数字信号为低电平时，多比特数字信号从最低位开始递减1。
38、优选地，所述控制信号包括多个粗调控制信号和多个细调控制信号。
39、优选地，所述漂移校准单元包括粗调子单元；其中，粗调子单元包括第一电流源至第三电流源和相应的第一粗调开关至第三粗调开关，第一电流源经由第一粗调开关与第一输出端连接，第二电流源经由第二粗调开关与第二输出端连接，第三电流源经由第三粗调开关与细调子单元连接，第一粗调控制信号和第二粗调控制信号为相反的信号，分别控制第一粗调开关和第二粗调开关的导通与关断，第三粗调控制信号始终控制第三粗调开关导通。
40、优选地，所述漂移校准单元还包括：细调子单元，用于将第三电流源分为多个电流支路，根据细调控制信号控制多个电流支路的导通与关断从而将第三电流源的部分电流流入第一输出端，部分电流流入第二输出端；其中，所述第一补偿电流和所述第二补偿电流按照最小步进电流调节。
41、优选地，所述主开关管为nmos管，第二晶体管为pmos管。
42、优选地，第一开关管为nmos管。
43、优选地，所述智能开关还包括：供电模块，用于将所述供电电压转换成低压供电电压；低压控制电路，与所述供电模块和输入端连接，用于根据外部输入的指令信号产生触发信号；逻辑控制电路，根据触发信号产生控制信号以控制主开关管的导通与关断。
44、优选地，所述供电模块、低压控制电路、电流采样电路、逻辑控制电路以及主开关管集成在同一芯片上。
45、根据本发明的第三方面，提供一种驱动电路，包括：微控制器，用于提供指令信号；上述所述的智能开关；其中，所述微控制器还用于接收电流采样电路输出的采样电流，并根据采样电流判定当前负载的状态。
46、本发明提供的智能开关及其误差放大器、驱动电路，其中误差放大器包括斩波模块、主运放模块和补偿模块，斩波模块将输入信号进行斩波调制成高频输入信号，主运放模块通过内部的斩波单元将高频输入信号产生的误差信号进行解调输出低频误差信号以及将低频的失调电压进行斩波调制输出高频噪声信号，补偿模块根据高频噪声信号产生补偿电流以对主运放模块进行补偿，可以降低误差放大器中的失调电压，提高电流采样的精度。
47、进一步地，所述主运放模块包括两个尾电流，分别向两个差分支路提供尾电流，补偿电流包括第一补偿电流和第二补偿电流，第一补偿电流用于对第一尾电流进行补偿，第二补偿电流用于对第二尾电流补偿，便于单独调节每个差分支路的电流。
1.一种误差放大器，用于智能开关，其特征在于，所述误差放大器包括：
2.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在于，所述智能开关包括主开关管、第一晶体管及第二晶体管；所述主开关管与所述第一晶体管组成电流镜；所述第一晶体管与所述第二晶体管串联连接在所述智能开关的供电端和采样端之间；所述一对差分信号分别由所述主开关管的第二端和所述第一晶体管的第二端输出。
3.根据权利要求2所述的误差放大器，其特征在于，第二晶体管的控制端接收所述低频误差信号，用于根据所述低频误差信号导通以使所述主开关管的端电压和第一晶体管的端电压相等，并输出采样电流。
4.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在于，所述主运放模块包括：
5.根据权利要求4所述的误差放大器，其特征在于，所述偏置单元根据基准电流源产生第一偏置电压至第四偏置电压。
6.根据权利要求4所述的误差放大器，其特征在于，所述放大单元包括第一差分支路和第二差分支路，其中，第一差分支路接收第一电压信号，第二差分支路接收第二电压信号。
7.根据权利要求6所述的误差放大器，其特征在于，所述尾电流包括第一尾电流和第二尾电流，其中，第一尾电流与放大单元的第一差分支路连接，第二尾电流与放大单元的第二差分支路连接。
8.根据权利要求7所述的误差放大器，其特征在于，所述补偿电流包括第一补偿电流和第二补偿电流，其中，第一补偿电流用于对第一尾电流进行补偿，第二补偿电流用于对第二尾电流进行补偿。
9.根据权利要求8所述的误差放大器，其特征在于，当第一电压信号大于第二电压信号时，第二补偿电流大于第一补偿电流；当第一电压信号小于第二电压信号时，第一补偿电流大于第二补偿电流。
10.根据权利要求6所述的误差放大器，其特征在于，所述放大单元包括第十晶体管至第二十一晶体管，
11.根据权利要求10所述的误差放大器，其特征在于，第十晶体管、第十一晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管均为pmos管；第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五晶体管、第十八晶体管、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管均为nmos管。
12.根据权利要求4所述的误差放大器，其特征在于，所述斩波单元接收第一至第四开关信号，第一开关信号和第三开关信号相同；第二开关信号和第四开关信号相同，且第一开关信号和第二开关信号为完全相反的信号。
13.根据权利要求1所述的误差放大器，其特征在于，所述补偿模块包括：
14.根据权利要求13所述的误差放大器，其特征在于，所述噪声放大单元包括滤波电容、两级放大器、单比特量化器和锁存器，
15.根据权利要求14所述的误差放大器，其特征在于，当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为负时，单比特量化器输出的量化信号为低电平，锁存器锁存的单比特数字信号为高电平；当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为正时，单比特量化器输出的量化信号为高电平，锁存器锁存的单比特数字信号为低电平。
16.根据权利要求14所述的误差放大器，其特征在于，在每个时钟周期内，单比特数字信号为高电平时，多比特数字信号从最低位开始累加1；当单比特数字信号为低电平时，多比特数字信号从最低位开始递减1。
17.根据权利要求13所述的误差放大器，其特征在于，所述控制信号包括多个粗调控制信号和多个细调控制信号。
18.根据权利要求17所述的误差放大器，其特征在于，所述漂移校准单元包括粗调子单元；其中，粗调子单元包括第一电流源至第三电流源和相应的第一粗调开关至第三粗调开关，第一电流源经由第一粗调开关与第一输出端连接，第二电流源经由第二粗调开关与第二输出端连接，第三电流源经由第三粗调开关与细调子单元连接，第一粗调控制信号和第二粗调控制信号为相反的信号，分别控制第一粗调开关和第二粗调开关的导通与关断，第三粗调控制信号始终控制第三粗调开关导通。
19.根据权利要求18所述的误差放大器，其特征在于，所述漂移校准单元还包括：
20.根据权利要求2所述的误差放大器，其特征在于，所述主开关管为nmos管，第二晶体管为pmos管。
21.根据权利要求20所述的误差放大器，其特征在于，第一开关管为nmos管。
22.一种智能开关，包括：
23.根据权利要求22所述的智能开关，其特征在于，第二晶体管的控制端接收所述低频误差信号，用于根据所述低频误差信号导通以使所述主开关管的端电压和第一晶体管的端电压相等，并输出采样电流。
24.根据权利要求22所述的智能开关，其特征在于，所述主运放模块包括：
25.根据权利要求24所述的智能开关，其特征在于，所述偏置单元根据基准电流源产生第一偏置电压至第四偏置电压。
26.根据权利要求24所述的智能开关，其特征在于，所述放大单元包括第一差分支路和第二差分支路，其中，第一差分支路接收第一电压信号，第二差分支路接收第二电压信号。
27.根据权利要求26所述的智能开关，其特征在于，所述尾电流包括第一尾电流和第二尾电流，其中，第一尾电流与放大单元的第一差分支路连接，第二尾电流与放大单元的第二差分支路连接。
28.根据权利要求27所述的智能开关，其特征在于，所述补偿电流包括第一补偿电流和第二补偿电流，其中，第一补偿电流用于对第一尾电流进行补偿，第二补偿电流用于对第二尾电流进行补偿。
29.根据权利要求28所述的智能开关，其特征在于，当第一电压信号大于第二电压信号时，第二补偿电流大于第一补偿电流；当第一电压信号小于第二电压信号时，第一补偿电流大于第二补偿电流。
30.根据权利要求24所述的智能开关，其特征在于，所述放大单元包括第十晶体管至第二十一晶体管，
31.根据权利要求30所述的智能开关，其特征在于，第十晶体管、第十一晶体管、第十六晶体管、第十七晶体管均为pmos管；第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五晶体管、第十八晶体管、第十九晶体管、第二十晶体管、第二十一晶体管均为nmos管。
32.根据权利要求24所述的智能开关，其特征在于，所述斩波单元接收第一至第四开关信号，第一开关信号和第三开关信号相同；第二开关信号和第四开关信号相同，且第一开关信号和第二开关信号为完全相反的信号。
33.根据权利要求22所述的智能开关，其特征在于，所述补偿模块包括：
34.根据权利要求33所述的智能开关，其特征在于，所述噪声放大单元包括滤波电容、两级放大器、单比特量化器和锁存器，
35.根据权利要求34所述的智能开关，其特征在于，当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为负时，单比特量化器输出的量化信号为低电平，锁存器锁存的单比特数字信号为高电平；当第一差分噪声信号与第二差分噪声信号之间的差值为正时，单比特量化器输出的量化信号为高电平，锁存器锁存的单比特数字信号为低电平。
36.根据权利要求34所述的智能开关，其特征在于，在每个时钟周期内，单比特数字信号为高电平时，多比特数字信号从最低位开始累加1；当单比特数字信号为低电平时，多比特数字信号从最低位开始递减1。
37.根据权利要求33所述的智能开关，其特征在于，所述控制信号包括多个粗调控制信号和多个细调控制信号。
38.根据权利要求37所述的智能开关，其特征在于，所述漂移校准单元包括粗调子单元；其中，粗调子单元包括第一电流源至第三电流源和相应的第一粗调开关至第三粗调开关，第一电流源经由第一粗调开关与第一输出端连接，第二电流源经由第二粗调开关与第二输出端连接，第三电流源经由第三粗调开关与细调子单元连接，第一粗调控制信号和第二粗调控制信号为相反的信号，分别控制第一粗调开关和第二粗调开关的导通与关断，第三粗调控制信号始终控制第三粗调开关导通。
39.根据权利要求38所述的智能开关，其特征在于，所述漂移校准单元还包括：
40.根据权利要求22所述的智能开关，其特征在于，所述主开关管为nmos管，第二晶体管为pmos管。
41.根据权利要求40所述的智能开关，其特征在于，第一开关管为nmos管。
42.根据权利要求22所述的智能开关，其特征在于，还包括：
43.根据权利要求42所述的智能开关，其特征在于，所述供电模块、低压控制电路、电流采样电路、逻辑控制电路以及主开关管集成在同一芯片上。
44.一种驱动电路，其特征在于，包括：
