[發明專利]驅動電路及控制芯片

在審

• 申請號: 202110422590.7
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN112994679A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 郭晉亮;沈玉菡
• 申請（專利權）人: 深圳市拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03K17/56
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

本申請提供了一種驅動電路及控制芯片，該驅動電路應用于控制芯片中，該控制芯片與外部電源連接，該驅動電路包括：電平轉換模塊、PWM模塊、儲能電容、NMOS管和開關模塊，PWM模塊用于按照預設周期交替向第三轉換端口輸出第一電平和第二電平，儲能電容通過開關模塊與外部電源連接，用于在PWM模塊輸出第一電平時存儲外部電源提供的電能，在PWM模塊輸出第二電平時，使得電平轉換模塊基于儲能電容兩端的差值電壓，輸出預設電平值的第三電平，也即是說，僅通過控制芯片內的驅動電路，即可輸出大于預設電平值的第三電平，減小了控制芯片外部器件占用的面積。

技術領域

本申請涉及電子技術領域，特別涉及一種驅動電路及控制芯片。

背景技術

在一些采用電池進行供電的電子產品中，通常會采用金屬氧化物半導體（channel-Metal-Oxide-Semiconductor，MOS）管作為電子產品中的負載電阻的驅動電路的部分，并與其他電路相互連接，作為電子產品的控制芯片。利用MOS管導通電流恒定的特性，可以保證負載電阻的電流恒定。傳統的負載電阻的驅動電路，通常采用P型金屬氧化物半導體（Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor，PMOS）管作為驅動電路中保證負載電阻上的電流恒定的部分。

然而PMOS管存在導通電阻大、速度慢和價格高的問題。可以采用N型金屬氧化物半導體（Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS）管作為驅動電路上保證負載電阻上的電流恒定的部分。但是NMOS管在柵極電壓高于源極電壓時才能導通，傳統的控制芯片無法實現升壓功能，在供電電源單一的情況下，需要在控制芯片外設置多個功率管、電感和電容，形成升壓型電路，提高NMOS管的柵極電壓，從而導致控制芯片外部器件較多，占用面積大。

發明內容

本申請提供一種驅動電路及控制芯片，能夠減少控制芯片外部器件數量，降低控制芯片外部器件占用面積。

第一方面，本申請實施例提供一種驅動電路，應用于控制芯片中，該控制芯片與外部電源連接；驅動電路包括：電平轉換模塊，以及與電平轉換模塊分別連接的脈沖寬度調制模塊、儲能電容、N型金屬氧化物半導體NMOS管M1和開關模塊；開關模塊還與儲能電容和外部電源連接；

脈沖寬度調制模塊，用于按照預設周期交替向電平轉換模塊輸出第一電平和第二電平；其中，第二電平大于第一電平；

開關模塊，用于在脈沖寬度調制模塊輸出第一電平的情況下導通，在脈沖寬度調制模塊輸出第二電平時斷開；

儲能電容，用于在開關模塊導通時第一端接通外部電源，并存儲外部電源提供的電能，在開關模塊斷開時向電平轉換模塊提供差值電壓；差值電壓為儲能電容兩端的電壓差；

電平轉換模塊，用于在脈沖寬度調制模塊輸出第二電平時，基于差值電壓輸出第三電平，第三電平大于M1的柵極的預設電平值。

在一個實施例中，電平轉換模塊，具體用于基于差值電壓和外部電源的輸出電壓輸出第三電平。

在一個實施例中，上述電平轉換模塊包括上拉電阻、NMOS管M2、P型金屬氧化物半導體PMOS管M3和NMOS管M4；上拉電阻分別與儲能電容第一端、M2的漏極連接；M2的柵極與脈沖寬度調制模塊的輸出端連接，M2的漏極分別與M3的柵極、M4的柵極連接；M2的源極與外部電源連接；M3的源極與儲能電容第一端連接，M3的漏極分別與M4的漏極、M1的柵極連接；M4的源極與儲能電容第二端連接。

在一個實施例中，M1的源極與負載連接，M1的漏極與外部電源連接，M1的柵極與電平轉換模塊的輸出端連接，當電平轉換模塊輸出第三電平時，M1的導通電流流經負載電阻。

一個實施例中，上述第一電平為0電平。

在一個實施例中，上述開關模塊為二極管；二極管的正極與外部電源連接，二極管的負極分別與儲能電容和電平轉換模塊連接。