[發明專利]一種直流/直流轉換電路和直流/直流轉換器

有效

• 申請號: 202110432839.2
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113241946B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 趙猛;閆桂珍;陳中建;魯文高;張雅聰
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/08;H02J7/00
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

本發明提供一種直流/直流轉換電路和直流/直流轉換器，涉及集成電路技術領域。所述電路包括：輸出單元、整流單元、檢測控制單元；輸出單元接收輸入電壓，輸出第一輸出電壓至整流單元和所述檢測控制單元；整流單元對第一輸出電壓進行整流濾波，輸出第二輸出電壓，以及產生第一信號并傳輸至檢測控制單元；檢測控制單元接收第一信號、第一輸出電壓，產生控制信號，以控制直流/直流轉換電路工作于加速充電模式，或者工作于正常充電模式，或者工作于休眠模式。本發明實施例的直流/直流轉換電路，在降低輸出電壓紋波的同時，縮短直流/直流轉換器的輸出電壓的建立時間，具有較高的實用性價值。

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，尤其涉及一種直流/直流轉換電路和直流/直流轉換器。

背景技術

目前直流/直流轉換器在MEMS加速度計和MEMS陀螺儀接口集成電路中有重要的應用。特別地，升壓型直流/直流轉換器為閉環MEMS慣性傳感器提供足夠高的驅動電壓，以產生足夠高的靜電力實現閉環反饋功能。閉環MEMS慣性傳感器系統對驅動電壓的建立時間、紋波幅度有較高的要求，傳統結構的DC/DC(直流/直流)轉換器往往采用固定或正比于參考電壓與輸出電壓差值的充電電流的升壓方案，在保持低靜態功耗狀態下很難滿足低紋波和快速建立的要求。

傳統結構的升壓型直流/直流轉換器的充電電流與電壓建立時間成反比，與紋波大小和靜態功耗成正比，傳統結構的直流/直流轉換器為保證低靜態功耗，很難實現電壓的快速建立，通常電壓建立時間在幾十毫秒量級，不能滿足MEMS慣性傳感器電壓建立時間低于10毫秒的要求。即使采用動態充電電流，使充電電流正比于參考電壓與輸出電壓的差值，在輸出電壓接近參考電壓時，充電電流變得較小，使得輸出電壓上升至預設值的穩定時間增加，仍然無法滿足MEMS慣性傳感器驅動電壓短時間內完全穩定建立的要求。此外，高精度MEMS慣性傳感器要求驅動電壓的紋波低于1mV，傳統結構的直流/直流轉換器很難將紋波限制在1mV以下。因此如何在降低輸出電壓紋波的同時，縮短升壓型直流/直流轉換器的輸出電壓的建立時間，是一個亟需解決的問題。

發明內容

本發明提供一種直流/直流轉換電路和直流/直流轉換器，提出了一種既降低輸出電壓紋波，還縮短升壓型直流/直流轉換器的輸出電壓的建立時間的技術方案。

本發明實施例第一方面提供一種直流/直流轉換電路，所述電路包括：輸出單元、整流單元、檢測控制單元；

所述輸出單元接收輸入電壓，輸出第一輸出電壓至所述整流單元和所述檢測控制單元，所述第一輸出電壓高于所述輸入電壓；

所述整流單元對所述第一輸出電壓進行整流濾波，輸出第二輸出電壓，以及產生第一信號并傳輸至所述檢測控制單元，所述第一信號表征所述第二輸出電壓是否建立完成；

所述檢測控制單元接收所述第一信號、所述第一輸出電壓，產生控制信號，以控制所述直流/直流轉換電路工作于加速充電模式，或者工作于正常充電模式，或者工作于休眠模式；

其中，所述加速充電模式為：以最高允許充電電流升高所述第一輸出電壓的模式；

所述正常充電模式為：以預設充電電流升高所述第一輸出電壓的模式；

所述休眠模式為：停止升高所述第一輸出電壓，直至所述第一輸出電壓降低至參考電壓以下的模式。

可選地，所述輸出單元包括：電感、第一功率晶體管和第二功率晶體管；

所述電感的第一端接收所述輸入電壓，所述電感的第二端與所述第一功率晶體管的漏極、所述第二功率晶體的漏極分別連接；

所述第一功率晶體管的柵極與所述檢測控制單元中的驅動模塊連接；

所述第一功率晶體管的源極接地；

所述第二功率晶體管的柵極與所述驅動模塊連接；