[發明專利]一種控制器IC及其應用

有效

• 申請號: 201811239374.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109217679B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 趙志偉
• 申請（專利權）人: 深圳南云微電子有限公司;廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種控制器IC，應用于開關電源，所述開關電源包括由電感L1、二極管D1和旁路電容C_VDD組成的升壓外圍電路，電感L1一端連接開關電源的輸入電壓VIN，電感L1另一端連接二極管D1的陽極，二極管D1的陰極連接旁路電容C_VDD的一端，旁路電容C_VDD的另一端接地；所述控制器IC引腳包括BOS端、VDD端和VSS端，所述VDD端連接外部電壓，給所述控制器IC內部電路供電；所述VSS端為所述控制器IC的地引腳，連接外部地電位；其特征在于：所述控制器IC內部集成了開關電源用于實現升壓功能的主功率開關管M1且自帶升壓功能，所述控制器IC內部包括升壓啟動與關斷點選擇模塊，所述升壓啟動與關斷點選擇模塊能實現當所述BOS端連接外部器件時所述控制器IC具有升壓功能，當所述BOS端接地時所述控制器IC無升壓功能；

控制器IC內部還包括：內部電源與基準模塊、電阻分壓網絡模塊、IC啟動點選擇模塊、振蕩器模塊、驅動模塊、N型溝道MOS管M2、N型溝道MOS管M3、N型溝道MOS管M4和P型溝道MOS管M5；

所述內部電源與基準模塊的輸入端與所述VDD端相連，所述內部電源與基準模塊的第一輸出端連接所述升壓啟動與關斷點選擇模塊的第一輸入端；所述內部電源與基準模塊的第二輸出端連接所述IC啟動點選擇模塊的第一輸入端；所述內部電源與基準模塊的第三輸出端連接所述N型溝道MOS管M4的柵極和所述P型溝道MOS管M5的源極；所述內部電源與基準模塊的第四輸出端連接所述N型溝道MOS管M2的柵極；所述內部電源與基準模塊的第五輸出端連接所述P型溝道MOS管M5的柵極；

所述電阻分壓網絡模塊的輸入端與所述VDD端口相連，所述電阻分壓網絡模塊的第一輸出端連接所述升壓啟動與關斷點選擇模塊的第二輸入端；所述電阻分壓網絡模塊的第二輸出端連接所述IC啟動點選擇模塊的第二輸入端；

所述升壓啟動與關斷點選擇模塊的第三輸入端與所述N型溝道MOS管M3的漏極以及所述P型溝道MOS管M5的漏極相連；所述升壓啟動與關斷點選擇模塊的輸出端與所述振蕩器模塊的第一輸入端相連；

所述IC啟動點選擇模塊的第三輸入端連接所述N型溝道MOS管M3的漏極以及所述P型溝道MOS管M5的漏極；所述IC啟動點選擇模塊的輸出端連接所述振蕩器模塊的第二輸入端；

所述振蕩器模塊的輸出端與所述驅動模塊的輸入端相連；

所述驅動模塊的輸出端與所述N型溝道功率MOS管M1的柵極相連；

所述N型溝道功率MOS管M1的漏極和所述N型溝道MOS管M4的漏極分別連接所述BOS端口，所述MOS管M4的源極和所述MOS管M2的漏極分別連接所述MOS管M3的柵極，所述MOS管M3的漏極連接所述MOS管M5的漏極；所述MOS管M1、M2和M3的源極都與控制器IC的內部參考地VSS連接；所有的P溝道MOS管和N溝道MOS管的襯底都與各自的源極連接；

所述內部電源與基準模塊，是將控制器的VDD端口電壓轉換成內部所需的低壓電源VCC，用于IC內部所有低壓模塊供電；并產生所述升壓啟動與關斷點選擇模塊所需要的基準電壓Vref1和所述IC啟動點選擇模塊所需要的基準電壓Vref2；并產生兩個偏置電壓VBN和VBP，分別作為MOS管M2的柵極偏置電壓和MOS管M5的柵極偏置電壓，使其偏置在正常工作區；

所述電阻分壓網絡模塊，是將控制器的VDD端口電壓通過電阻分壓網絡轉換成所述升壓啟動與關斷點選擇模塊所需要的輸入電壓VDD1以及所述IC啟動點選擇模塊所需要的輸入電壓VDD2；

所述升壓啟動與關斷點選擇模塊，是通過將第一輸入電壓Vref1和第二輸入電壓VDD1進行比較，用于設置升壓功能的啟動點和關斷點，其輸出電壓ENP_BT信號為高電平時，表示啟動升壓功能，其為低電平時，表示關斷升壓功能；所述升壓啟動與關斷點選擇模塊在第三輸入信號Boost_L為低電平時，表示升壓功能有效，在Boost_L為高電平時，表示升壓功能無效；

所述IC啟動點與選擇模塊，是通過將第一輸入信號Vref2和第二輸入信號VDD2進行比較，用于在第三輸入信號Boost_L為低電平時，即實現升壓功能的情況下，選擇的IC啟動點較高；在Boost_L為高電平時，即升壓功能無效時，選擇的IC啟動點較低；所述IC啟動點與選擇模塊，其輸出端ENP信號為高電平時，表示IC正常工作，其為低電平時，表示IC不工作；

所述振蕩器模塊，用于產生升壓功能所需要的高頻時鐘信號CLK；所述振蕩器模塊只有在第一輸入信號ENP_BT和第二輸入信號ENP都為高電平時，才輸出高頻時鐘信號CLK，否則輸出CLK信號為低電平；

所述驅動模塊，用于將輸入高頻時鐘信號CLK轉換成MOS管M1的柵極驅動信號DRV。