[發明專利]DC/DC升壓轉換器和LED驅動器

有效

• 申請號: 201210227207.3
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102739044A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 張世龍;朱華;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07;H05B37/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;李志剛

技術領域

本發明涉及電氣領域，具體而言，涉及一種DC/DC升壓轉換器和LED驅動器。

背景技術

DC/DC升壓轉換器或LED驅動器在便攜式電子設備中有著廣泛的應用，如手機、MP3/MP4、GPS等。便攜式電子設備通常采用電池供電，在實際應用中，電池供電系統由于其種類和組合較多，可以產生不同的輸出電壓，如單節AA干電池可提供0.9V電壓、兩節AA干電池串聯可提供1.8V、鋰電池可提供4.2V電壓等，因此集成電路芯片需要盡可能寬的工作電壓范圍以滿足不同的電池種類和組合的應用；另一方面，當電池使用一段時間以后其供電電壓會有所下降，如鋰電池電壓可從4.2V降至3.6V，單節AA干電池電壓可從0.9V降至0.8V等，這也要求集成電路芯片有盡可能低的最低工作電壓，在電池供電系統電壓低于額定輸出電壓時仍能正常工作。

現有的DC/DC升壓轉換器或LED驅動器電路如圖1所示，其中主要部分是DC/DC升壓轉換單元或LED驅動單元、輸出功率晶體管及其驅動單元組成，其中，DC/DC升壓轉換單元或LED驅動單元包含主要的功能電路，如：使能電路、基準電壓和基準電流生成電路、反饋電路、誤差放大器、脈寬調控電路、限流電路、熱關斷保護電路以及其他電路等。

DC/DC升壓轉換器或LED驅動器的外圍元器件主要包括輸入電源電壓Vin、輸入去藕電容Cin、電感L、肖特基二極管D、分壓電阻R1，R2、輸出電容Cout等。

如圖1所示，輸出電壓Vout通過分壓電阻R1，R2反饋到DC/DC升壓轉換器或LED驅動器內，輸出電壓反饋信號經過DC/DC升壓轉換器電路單元或LED驅動器電路單元的比較和放大，并與其它時序信號等共同產生一個輸出功率晶體管驅動控制信號，通過輸出功率晶體管驅動單元來控制輸出功率管的導通與否，進而實現輸出電壓穩定在設定值上。

上述DC/DC升壓轉換器或LED驅動器基于制造工藝和電路結構的原因通常有一個最低工作電壓值，當輸入電源電壓過低時，電路由于低電源電壓導致輸出功率管導通電阻過大而使其工作效率降低，甚至不能正常工作。在工藝和電路結構確定的情況下，該最低工作電壓將很難再降低。以NMOS晶體管為例，NMOS晶體管的導通電阻Ron=1/((μnCoxW/L)*(Vgs-V))，其中Vgs通常等于或小于電源電壓Vcc，從公式中可知電源電壓越低則導通電阻越高，輸出功率晶體管的導通電阻大時相對消耗在該晶體管（電流不變的情況下）的功耗也高，其工作效率也隨之降低，這是我們所不希望見到的。當電源電壓繼續降到某一最低電壓時，導通電阻將增大至使晶體管無法正常工作，此最低電壓值也成為整個集成電路芯片的最低輸入電壓范圍的主要制約因素。

針對相關技術中DC/DC升壓轉換器或LED驅動器當電源電壓降低時可能導致的輸出功率晶體管工作效率降低或不能正常工作的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明提供了一種DC/DC升壓轉換器和LED驅動器，以解決相關技術中DC/DC升壓轉換器或LED驅動器當電源電壓降低時可能導致的輸出功率晶體管工作效率降低或不能正常工作的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種DC/DC升壓轉換器，包括：電源輸入端；使能端；反饋端；輸出功率晶體管；輸出功率晶體管驅動單元，連接在DC/DC升壓轉換單元和輸出功率晶體管之間，包括電源電壓輸出驅動單元和電荷泵升壓輸出驅動單元，其中，電源電壓輸出驅動單元用于在電源輸入端的電壓大于或等于預設的參考電壓值時，向輸出功率晶體管提供以電源電壓為基礎的輸出功率晶體管驅動信號，電荷泵升壓輸出驅動單元用于在電源輸入端的電壓小于預設的參考電壓值時，向輸出功率晶體管提供升壓后的輸出功率晶體管驅動信號；以及DC/DC升壓轉換單元，與電源輸入端、使能端、反饋端和輸出功率晶體管驅動單元連接，用于根據電源輸入端輸入的電源電壓和/或使能端輸入的使能信號和/或反饋端輸入的反饋信號向輸出功率晶體管驅動單元發送驅動控制信號。

進一步地，該轉換器還包括：基準電壓生成電路，用于提供預設的參考電壓值；以及電壓比較器，第一輸入端與電源輸入端連接，第二輸入端與基準電壓生成電路的輸出端連接，用于比較電源輸入端的電源電壓和預設的參考電壓值的大小。