[發明專利]功率變換器和集成電路

有效

• 申請號: 201611112258.6
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106787708B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張魯;袁小龍
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術（杭州）有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 北京睿派知識產權代理事務所(普通合伙) 11597
• 代理人: 劉鋒;劉熔

公開了一種功率變換器和用于構建功率變換器的集成電路，通過設置模式選擇電路，在集成電路內部復用功率開關，在第一模式下使得其作為開關型變換器的主開關工作，在第二模式下使得其作為保護開關工作，由此，可以有效減小芯片面積，降低制造成本。

技術領域

本發明涉及電力電子技術，具體涉及一種功率變換器和可以用于構建所述功率變換器的集成電路。

背景技術

開關型變換器廣泛應用于電子產品的電源中。電子產品通常具有連接高電壓電源或連接低電壓電源兩種不同的應用場景，在連接高電壓電源時，需要功率變換器進行電壓變換后再將能量輸出到負載，而在連接低電壓電源時則可以直接以直通方式將能量輸出到負載。為了兼容兩種應用場景，功率變換器通常會設置與主開關并聯的保護開關或直通開關。圖1是現有技術的開關型變換器集成電路的示意圖。如圖1所示，在降壓型拓撲的開關型變換器中，主開關M1連接在功率變換器的輸入端VIN和中間端LX之間，整流開關M2連接在中間端LX和接地端之間。開關控制電路SLC與主開關M1以及整流開關M2的控制端連接，控制兩者交替導通和關斷。保護開關M3與功率開關M1并聯，其控制端與電荷泵CP連接。在需要進入保護模式時，開關控制電路SLC停止工作，電荷泵CP控制保護開關M3切換為直通，使得輸入電壓直接輸出到功率變換器的輸出端。

但是，單獨設置保護開關M3增加了芯片的面積，導致成本上升。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種功率變換器和集成電路，使得在集成電路內部將一個功率開關復用作為開關型變換器的主開關和保護開關(或直通開關)，從而減小芯片面積，降低制造成本。

第一方面，提供一種功率變換器，包括：

功率開關，連接在電壓輸入端和中間端之間；

開關控制電路，與功率開關的控制端連接；以及，

模式選擇電路，適于在選擇信號為第一狀態時使得功率開關的控制端電壓隨開關控制電路的輸出變化，在選擇信號為第二狀態時控制功率開關切換為直通狀態。

優選地，所述功率變換器還包括：

電荷泵，與電壓輸入端連接；

其中，所述模式選擇電路在選擇信號為第二狀態時使得所述功率開關的控制端電壓隨電荷泵輸出變化。

優選地，所述功率變換器還包括：

儲能電容，連接在模式選擇電路供電端和中間端之間。

優選地，所述功率變換器還包括：

三態緩沖器，連接在所述開關控制電路和功率開關的控制端之間；

所述模式選擇電路包括：

選擇電路，根據輸入電壓選擇所述模式選擇電路供電端或中間端電壓輸出，所述選擇電路的輸出端與所述三態緩沖器的使能端連接；

第一開關，連接在所述電荷泵的輸出端和所述功率開關的控制端之間；以及，

第二開關，與所述選擇電路的輸入端連接，用于調節所述選擇電路的輸入電壓；

其中，所述第一開關在選擇信號為第二狀態時導通。

優選地，所述模式選擇電路還包括：

第一電流源，連接在所述電荷泵的輸出端和所述第一開關之間；

第二電流源，連接在所述電荷泵的輸出端和所述選擇電路的輸入端之間；

第三電流源，與接地端連接；

其中，所述第二開關連接在所述選擇電路的輸入端和所述第三電流源之間；所述第二開關在所述選擇信號為第二狀態時導通。