[發明專利]一種自舉電路

在審

• 申請號: 201810938266.9
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN108768142A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 郭曉鋒;耿瑋生
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于集成電路內部用NMOS作為高側開關時的自舉電路。該自舉電路包括了線性穩壓器、二極管D1和自舉電容C1外，還增加了欠壓保護電路和下拉電路。該自舉電路在線性穩壓器沒有足夠時間給自舉電容充電的情況下，當欠壓保護電路檢測到自舉電壓和高側開關輸出之間的電壓低于設定值，便會輸出高電平，下拉電路受欠壓保護電路輸出的上升沿觸發會下拉高側開關輸出使之持續變低一段固定時間，而線性穩壓器便會在此段時間內給自舉電容充電。只要設定欠壓保護電路的設定閾值大于高側開關管良好導通所需的柵源電壓，便可以保證下次高側開關打開時柵極有足夠高的電壓使其良好導通，得到高的電源效率。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，具體涉及一種集成電路高側開關的自舉電路，特別是涉及一種帶欠壓保護的自舉電路。

背景技術

隨著集成電路的發展及集成度的提高，越來越多的產品用到集成MOS器件的高側開關，比如開關模式的電源變換器、音頻功放、馬達驅動等。因為NMOS器件在相同的面積條件下，比PMOS具有更大的驅動能力和更小的導通電阻，所以越來越多的高側開關使用NMOS器件進行集成，尤其是在高壓電路中。作為高側開關管使用的NMOS因為一端連接電源，所以需要一個比電源電壓更高的驅動電壓去驅動柵極才能讓NMOS管工作在線性區或深線性區，發揮它的導通優勢。所以需要一個自舉電路來產生一個比電源電壓更高的驅動電壓。

傳統的自舉電路及其典型應用如圖1。其中MNHS為高側開關管，具體是由NMOS管來集成實現。因為MNHS的漏極連接輸入電壓VIN，且其柵極受驅動電路的輸出來控制，所以要求驅動電路的電源是一個比輸入電壓VIN更高的電壓，該電壓被稱為自舉電壓BS。驅動電路一般都受邏輯控制電路經過電平轉換電路來控制，其中邏輯控制電路的輸入為系統的邏輯控制信號，而電平轉換電路的功能是把邏輯控制電路的輸出信號的電源域由一般的內部電源和地轉換成自舉電壓BS和MNHS源極輸出電壓SW。

傳統的自舉電路由圖1中的線性穩壓器、二極管D1和自舉電容C1組成。當SW為低電平時，線性穩壓器的輸出電源給自舉電容C1充電，當SW為高電平時，就會通過自舉電容C1所存儲的電荷抬高自舉電壓BS，得到比電源電壓更高的電壓BS，作為驅動電路的電源。本電路中二極管D1的作用為防止電流反灌。

在圖1的電路結構中，其缺點在于：要使BS有足夠高的電壓，必須保證線性穩壓器有足夠的時間給自舉電容充電。可隨著集成電路產品應用的多樣化和控制模式的復雜化，并不能保證輸出SW有足夠時間為低電平電壓，即不能保證充電的時間，例如在直流-直流開關降壓變換器的某些應用中。這時，自舉電容所存儲的電荷就會慢慢消耗，導致自舉電壓降低，直接影響高側開關的導通性能，降低產品的電源效率甚至出現功能錯誤。

發明內容

有鑒如此，本發明要解決的技術問題是提供一種自舉電路，在線性穩壓器沒有足夠時間給自舉電容充電的情況下，仍然能保證有足夠高的自舉電壓，保證高側開關的良好導通性能及整個產品的電源效率。

本發明提供的一種自舉電路，應用于NMOS管MNHS的驅動，NMOS管MNHS的驅動電路供電電壓為BS，NMOS管MNHS的源極輸出電壓為SW，自舉電路包括：線性穩壓器、二極管D1和自舉電容C1，線性穩壓器的輸入端用于輸入供電電壓VIN，線性穩壓器的輸出端連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極用于為NMOS管MNHS的驅動電路提供供電電壓BS，二極管D1的陰極還連接電容C1的一端，電容C1的另一端用于連接NMOS管的源極，其特征在于：還增加了欠壓保護電路和下拉電路；

欠壓保護電路檢測電壓BS和電壓SW之間的電壓差，當該電壓差低于設定值時，欠壓保護電路輸出高電平至下拉電路；

下拉電路受欠壓保護電路輸入高電平的上升沿觸發會下拉電壓SW，使之持續變為低電平一段固定時間，而線性穩壓器便會在此段時間內給自舉電容C1充電。