[發明專利]一種升壓型同步DC-DC電路

在審

• 申請號: 201810194795.2
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN110247550A
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王彥新
• 申請（專利權）人: 上海嶺芯微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種升壓型同步DC?DC電路，包括同步BOOST電路，同步BOOST電路中的低位開關和高位開關連接有驅動芯片，所述的驅動芯片包括封裝為一體的兩個管芯，分別為用于驅動低位開關的第一管芯(1)以及用于驅動高位開關的第二管芯(2)，所述的第一管芯(1)和第二管芯(2)電氣連接。與現有技術相比，本發明的驅動芯片采用兩個管芯獨立設置的形式，兩個單獨的管芯在結構上避免了高壓結隔離工藝中的寄生效應，從而消除了傳統的同步BOOST控制電路高壓工藝中寄生效應的限制，解決了在高安全性、高可靠性要求的應用中不能使用同步BOOST轉換器的問題。

技術領域

本發明涉及一種DC-DC電路，尤其是涉及一種升壓型同步DC-DC電路。

背景技術

在升壓型DC-DC應用當中，經常因為提升能源效率要求而增加同步整流功能，尤其是在大功率應用場景中，效率的提升會減少散熱要求，從而便于小型化，容易滿足便攜、密封、防水等多樣性要求。因此對同步BOOST的需求與日俱增。

同步BOOST中使用高位開關來代替整流二極管，實現同步整流。集成高位開關控制的同步BOOST芯片需要采用高壓阱來隔離高壓與低壓電源域。高壓阱實際上是一個耐高壓的N型外延，生長于P型襯底之上，因此與襯底形成了一個耐高壓的PN結。在N型高壓阱內部，可以放置相對于高位開關源極為參考地的器件，以實現對高位開關整流動作的控制。由于高壓阱使得同步BOOST成為可能，因此越來越多的應用采用同步BOOST。

高壓阱隔離的天然缺陷就是PN結的寄生電容。由于高壓阱對芯片襯底存在寄生電容，當該隔離阱相對襯底電位升高時，該寄生電容被充電，電流從表面的N型接觸，經由隔離N阱，到達電容正極；再經由電容負極泄放至襯底，經襯底流向芯片的地電位。在低頻、小電流應用中，這不會產生問題，因為寄生電容的電流較小，容易被接觸孔、隔離槽等版圖結構吸收干凈。但是在高頻或大電流應用中，由于高壓N阱所接是芯片的功率開關處，該節點的電壓變化斜率非常大，就會在隔離N阱內部和芯片襯底處產生很大的電流，導致將PN結附近的N阱電壓被拉低和襯底電位被拉高。如果上升斜率足夠大，使得電壓達到足以引發閂鎖的級別，這將導致芯片內部閂鎖甚至擊穿，最終導致芯片失效。

綜上，傳統的同步BOOST結構很難應用于高頻、大電流以及對可靠性要求高的應用中。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種升壓型同步DC-DC電路。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種升壓型同步DC-DC電路，包括同步BOOST電路，同步BOOST電路中的低位開關和高位開關連接有驅動芯片，所述的驅動芯片包括封裝為一體的兩個管芯，分別為用于驅動低位開關的第一管芯以及用于驅動高位開關的第二管芯，所述的第一管芯和第二管芯電氣連接。

所述的第一管芯包括：

反饋調制電路：將同步BOOST電路的反饋信號與設定值進行比較，并進行頻率調制形成調制信號；

邏輯電路：根據調制信號產生低位開關驅動信號和第二管芯使能信號，低位開關驅動信號和第二管芯使能信號為非交疊互補信號；

低位開關驅動電路：根據低位開關驅動信號驅動低位開關工作。

所述的第二管芯包括：

高位開關控制電路：根據第二管芯使能信號以及高位開關兩側電壓情況判斷開啟或關閉高位開關并產生高位開關驅動信號；

高位開關驅動電路：根據高位開關驅動信號驅動高位開關工作。

所述的第一管芯中和第二管芯通過電平轉換電路進行電氣連接，所述的電平轉換電路將第二管芯使能信號由第一管芯的電源域轉換到第二管芯的電源域。