[發明專利]單電感多路輸出升壓電路

無效

• 申請號: 200710057855.8
• 申請日: 2007-07-06
• 公開（公告）號: CN101083432A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發明（設計）人: 褚以人;喻敏毅
• 申請（專利權）人: 天津英諾華微電子技術有限公司
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本發明涉及一種脈沖頻率調制型(PFM)DC/DC轉換器，尤其是涉及在電路中采用單個電感線圈，通過開關陣列對功率開關管的充/放電控制策略，實現多路電壓輸出結果的DC/DC升壓電路。

背景技術

DC/DC轉換器因其體積小巧，價格低廉，能源轉換效率高等突出特點，在高效節能開關電源的設計中一直處于核心地位，被廣泛應用于各種電源管理系統。許多國際領先的微電子技術公司如Linear?Technology、Maxim、Analog?Devices、NationalSemiconductor等，都在DC/DC領域投入了大量的人力物力，開發出許多種類繁多、功能各異的變換芯片，特別是在便攜式設備飛速發展的今天，電源系統越來越趨向于小型化、高效化、智能化，使得各大廠商紛紛加大了對于低電壓大電流高效DC/DC變換芯片的研發。伴隨著業界不斷發展的需求，DC/DC變換技術以及相應的芯片設計方法也不斷更新換代，各種巧妙的控制策略層出不窮。PFM(脈沖頻率調制)工作方式的升壓型DC/DC變換器中，其輸入端通過一只線圈與N溝道功率開關晶體管的漏極相連，從該連接點通過一只二極管與連接負載的輸出端子連接。在負載的兩端，并聯了一個濾波電容。與所述PWM工作方式變換器不同的是，去掉了誤差放大器，增加了AND電路，并用振蕩器代替了三角波發生器，再將該振蕩器的輸出和比較器的輸出一起輸入AND電路，由其輸出的脈沖數控制所述功率開關晶體管，從而控制輸出電壓。

其中，以單路輸入/單路輸出的模式最為常見。而如果能夠在一個DC/DC電路中利用單路輸入信號同時獲得多個輸出結果，則可大大提高該類型電路的使用效率。這是本發明要解決的技術問題。

發明內容

鑒于上述技術問題，本發明的提出了一種單電感多輸出升壓電路，利用關斷電流產生模塊來產生開關陣列的調制控制信號，用以控制開關陣列中多路功率開關晶體管的開啟和關斷，從而實現多路輸入到輸出的DC/DC升壓轉換。

本發明的單電感多輸出升壓電路，包括時序控制邏輯模塊、第一頻道選擇開關和第二頻道選擇開關、誤差放大器、關斷電流產生電路和開關陣列，其中：第一頻道選擇開關與第二頻道選擇開關的輸出電壓作為差分放大器的兩路差分輸入信號，經差分放大器處理后的輸出結果反饋傳送給時序控制邏輯模塊，用于調整時序錯誤；時序控制邏輯模塊的輸出a4、b4、c4作為影響關斷電流產生電路時序控制邏輯的輸入信號，對關斷電流的產生時序完成邏輯控制；在關斷電流產生電路中，根據加載于該電路上的參考電壓Vref，計算各路參考電流Iref；

該開關陣列包括電源(Input?Power?Supply)，用于提供該開關陣列所需的電壓，該電源正極串聯一電感(Inductor)，用于產生該開關陣列所需電流，電源負極接地；電源通過上述電感與一N管功率開關并聯，并使N管功率開關漏極(Drain)與上述電感一端相連，N管功率開關源極(Source)接地；開關陣列中還包括多路升壓輸出電路，每一路升壓電路包括一個P管功率開關(P-Switch)、一個電流傳感器(Out-current-sensor)，從高電壓到低電壓每個P管功率開關逐個打開，當P管功率開關的輸入電流與Iref相等時，關斷P管；所述每個P管功率開關的源極(Source)與電感輸出端相連，并且分別連接到每路升壓電路所對應的電流傳感器的信號輸入端，電流傳感器的輸出端分別接關斷電流產生電路的輸入a1、b1、c1，用于檢測每路的關斷電流，以決定何時關斷對應的P管功率開關；由時序控制邏輯電路提供的各信號a3、b3、c3，分別連接到每一路升壓電路的p管功率開關的柵極，當柵極(CNT)為0V，源極與漏極接通，當柵極(CNT)為高，源極與漏極斷開，將襯底接到高于源極的電位。

本發明與現有技術相比，能夠利用更少的元器件所組成的電路，獲得多個直流升壓輸出，能夠提高電路的集成度，提高了電路的效率，節省了制造成本。

附圖說明

圖1為本發明所涉及的單電感多路輸出升壓電路的電路結構圖。

圖2為本發明所涉及的開關數組的電路結構圖。

具體實施方式