专利名称：具有buck和boost两种工作模式的电压转换芯片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电压转换芯片，特别涉及一种具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转 换芯片。
背景技术：
目前，各类电子产品常采用4.2V的锂电池或1.5V的千电池作为电源，为了将所述直流 电压转换为不同的电压以便为相应的元器件供电，常用的电压转换器包括BUCK型、BOOST型 及BUCK-BOOST型等。
所谓BUCK型是一种降压型的直流电压转换器，其原理是电池通过一个电感给负载供电， 同时电感储存一部分能量，然后将电源断开，仅由电感给负载供电，如此周期性的工作，通 过调节电源接通的相对时间来实现输出电压的调节；而BOOST型是一种升压式的直流电压转 换器，其由电池先给电感储能，并将储能的电感当作电源,与电池串联后给负载供电，然后再 给电感储能，如此周期性的重复，形成升压式输出电压。
请参见图l，其为常用的BUCK-BOOST型电压转换芯片(BUCK-BOOST IC)结构示意图，所 述BUCK-BOOST IC包括4个开关(Ml、 M2、 M3、 M4)、 5个焊垫(pad0、 padl、 pad2、 pad3、 pad4)等，其中，padO接地，输入电源(SUPPLY IN)自padO接入，输出电压(VOLTAGE OUT) 由pad4输出。在BUCK模式下，控制电路(PWM logic)使M1和M3闭合，输入电源先向电感 充电，然后P丽logic使M2和M4闭合，使电感向负载(Load)供电；而在BOOST模式下， P糊logic使Ml和M3闭合，输入电源先向电感充电，然后PWM logic使Ml和M4闭合，由电 感和输入电源串联后为负载供电。此外为控制输出电压，所述BUCK-BOOST IC上还设置有反 馈电路(未予图式)。在所述BUCK-BOOST IC中，由于具有4个开关，导致芯片面积较大，成 本较高。因此，在各生产厂商努力寻求芯片小型化的今天，如何有效减小电压转换芯片的面 积以降低厂商的生产成本，从而使生产厂商能获取更多利益实已成为本领域技术人员亟待解 决的技术课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面积小的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片， 以有效降低生产厂商的成本。
3本发明的另一目的在于提供一种具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，以实 现对工作模式的自动识别。
为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转 换芯片，包括第一开关器件和第二开关器件；与所述第一开关器件和第二开关器件相连接 且用于控制所述第一开关器件和第二开关器件的通断的控制单元；与所述控制单元相连接且 用于作为外部电源的接入端的第一焊垫；分别与所述第一开关器件及第二开关器件相连接且 在BOOST模式下与所述第一焊垫共同用于作为外部电感的连接端的第二焊垫；在BUCK模式下 与所述第二焊垫共同用于作为外部电感的接入端且同时在BUCK模式下还作为电源输出端的 第三焊垫；与所述第一开关器件相连接且根据所述第一开关器件的通断其相应与所述第二焊 垫形成通路及断路，同时在BUCK模式下用于作为外部电源的接入端，在BOOST模式下用于作 为电源输出端的第四焊垫；用于作为接地或负极输入端且与所述控制单元及所述第二开关器 件相连接，并根据所述第二开关器件的通断其相应与所述第二焊垫形成通路及断路的第五焊 垫；与所述第三焊垫及所述控制单元相连接且用于在BUCK模式下将所述第三焊垫输出的电压 反馈至所述控制单元的第一反馈单元；以及与所述第四焊垫及所述控制单元相连接且用于在 BOOST模式下将所述第四焊垫输出的电压反馈至所述控制单元的第二反馈单元。
此外，所述具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片还可包括一与所述第一焊垫、 第四焊垫、第五焊垫及所述控制单元相连接的模式识别单元，其用于根据所述第一焊垫、第 四焊垫及第五焊垫的电压判断出工作模式。
较佳地，所述第一开关器件及第二开关器件可都为场效应管；所述各场效应管可以集成 或分离的形式存在；相应地，所述控制单元可包括用于产生控制信号以控制所述各场效应管 通断的信号产生器；所述控制信号可为脉宽调制信号。
综上所述，本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片仅具有两个开关器 件，相较于现有的具有4个开关器件的芯片，其芯片面积大为縮小，由此可有效降低成本。
图1为现有BUCK-BOOST型电压转换芯片的结构示意图。
图2为本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片的结构示意图。 图3为本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片作为BUCK型电压转换 器的结构示意图。
图4为本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片作为BOOST型电压转换器的结构示意图。
具体实施例方式
请参阅图2，本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片(BUCK-BOOST IC) 至少包括:第一开关器件Ml和第二开关器件M2、控制单元、第一焊垫(padl)、第二焊垫(pad2)、 第三焊垫(pad3)、第四焊垫(pad4)、第五焊垫(pad0)、第一反馈单元(FeedBackl)、第 二反馈单元(FeedBack2)、及模式识别单元。在本实施例中，为简化图式，将所述控制单元 与所述模式识别单元整合为识别控制单元(PWM logic)。
所述开关器件Ml和第二开关器件M2可都为场效应管，也可分别采用其他受控开关器件 等，两者都可以以分离元件的形式存在于所述BUCK-BOOST IC上，也可分别集成在所述 BUCK-BOOST IC上。
所述控制单元与所述第一开关器件Ml和第二开关器件M2相连接，用于控制所述第一开 关器件Ml和第二开关器件M2的断开及闭合，其可包括一信号产生器，用于根据BUCK和BOOST 两种工作模式的实际需要产生相应的控制信号以控制所述第一开关器件M1和第二开关器件M2 通断的时间，所述控制信号可为脉宽调制信号，也可为其他信号，如锯齿波信号等。
所述padl与所述控制单元相连接，用于作为外部电源(SUPPLY IN)的接入端，以将相 应的直流电压接入所述控制单元使其产生相应的控制信号。
所述pad2分别与所述第一开关器件Ml及第二开关器件M2相连接，在BOOST模式下其与 所述padl共同用于作为外部电感的连接端。
所述pad3在BUCK模式下与所述pad2共同用于作为外部电感的接入端，同时在BUCK模 式下其还作为电源输出端(VOLTAGE OUT).
所述pad4与所述第一开关器件Ml相连接，且根据所述第一开关器件M1的通断其相应与 所述pad2形成通路及断路，在BUCK模式下，其用于作为外部电源的接入端，在BOOST模式 下其用由于作为电源输出端。
所述pad5作为接地或负极输入端，与所述控制单元及所述第二开关器件M2相连接，且 根据所述第二开关器件M2的通断其相应与所述pad2形成通路及断路。
所述FeedBackl与所述pad3及所述控制单元相连接，用于在BUCK模式下将所述pad3输 出的电压反馈至所述控制单元，以使所述控制单元根据输出的电压调整其所产生的控制信号， 进而调整所述第二开关器件Ml和所述第二开关器件M2的通断时间。所述FeedBack2与所述pad4及所述控制单元相连接，用于在BOOST模式下将所述pad4 输出的电压反馈至所述控制单元，以使所述控制单元相应调整其所产生的控制信号。
所述模式识别单元一与所述padl、 pad4 、 pad5及所述控制单元相连接，用于根据所述 所述padl、 pad4 、及pad5的电压判断所述BUCK-BOOST IC的工作模式，以使所述控制单元 产生相应的控制信号。
应用时，若所述padl和pad4接入外部电源，所述pad2和pad3之间接入外部电感，所 述pad0接地，且所述pad3作为电压输出端(VOLTAGE OUT)接入负载(Load),如图3所示， 刚通电时，所述模式识别单元根据所述padl、 pad4 、及pad5的电压可知所述pad4的电压与 所述padl相等，故判断出此时所述BUCK-BOOST IC工作在BUCK模式，即作为BUCK型电压转 换器(as BUCK converter),由此，所述控制单元产生的PWM信号先使所述第一开关器件Ml 导通，外部电源通过所述第一开关器件Ml向外部电感充电，然后使所述第一开关器件Ml断 开，使所述第二开关器件M2导通，由外部电感向所述负载(Load)供电，同时所述Feedbackl 将所述pad3输出的电压反馈回所述控制单元，用以调整其所产生的控制信号，如此形成降压 型电压转换器。若所述padl接入外部电源，所述pad2和padl之间接入外部电感，所述padO 接地，且所述pad4作为电压输出端(VOLTAGE OUT)接入负载(Load),如图4所示，刚通电 时，所述模式识别单元根据所述padl、 pad4 、及pad5的电压可知所述pad4的电压接近所述 padO的电压，故判断出此时所述BUCK-BOOST IC工作在BOOST模式，即作为BOOST型电压转 换器(as BOOST converter),由此，所述控制单元产生的PWM信号先使所述第二开关器件M2 导通，外部电源通过所述第二开关器件M2向外部电感充电，然后使所述第二开关器件M2断 开，使所述第一开关器件M1导通，由外部电感串联外部电源后共同向所述负载(Load)供电， 如此形成升压型电压转换器，同时所述Feedback2将所述pad4输出的电压反馈回所述控制单 元，用以调整其所产生的控制信号。
综上所述，本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片仅具有两个开关器 件，相较于现有的BUCK-BOOST IC (包含4个开关器件)，可有效縮小芯片的面积，极大地降 低生产厂商的成本，同时，本发明的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片还具有 模式识别单元，能自动识别芯片的工作模式，方便操作。
上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技 术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权 利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1. 一种具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，其特征在于包括第一开关器件和第二开关器件；控制单元，与所述第一开关器件和第二开关器件相连接，用于控制所述第一开关器件和第二开关器件的通断；第一焊垫，与所述控制单元相连接，用于作为外部电源的接入端；第二焊垫，分别与所述第一开关器件及第二开关器件相连接，在BOOST模式下其与所述第一焊垫共同用于作为外部电感的连接端；第三焊垫，在BUCK模式下与所述第二焊垫共同用于作为外部电感的接入端，同时在BUCK模式下其还作为电源输出端；第四焊垫，与所述第一开关器件相连接，且根据所述第一开关器件的通断其相应与所述第二焊垫形成通路及断路，在BUCK模式下，其用于作为外部电源的接入端，在BOOST模式下其用于作为电源输出端；第五焊垫，用于作为接地或负极输入端，与所述控制单元及所述第二开关器件相连接，且根据所述第二开关器件的通断其相应与所述第二焊垫形成通路及断路；第一反馈单元，与所述第三焊垫及所述控制单元相连接，用于在BUCK模式下将所述第三焊垫输出的电压反馈至所述控制单元；第二反馈单元，与所述第四焊垫及所述控制单元相连接，用于在BOOST模式下将所述第四焊垫输出的电压反馈至所述控制单元。
2. 如权利要求l所述的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，其特征在于 还包括一与所述第一焊垫、第四焊垫、第五焊垫及所述控制单元相连接的模式识别单 元，其用于根据所述第一焊垫、第四焊垫及第五焊垫的电压判断出工作模式。
3. 如权利要求1所述的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，其特征在于 所述第一开关器件及第二开关器件为场效应管。
4. 如权利要求3所述的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，其特征在于 所述场效应管以集成或分离的形式存在。
5. 如权利要求1或3或4所述的具有BUCK和B00ST两种工作模式的电压转换芯片，其 特征在于所述控制单元包括用于产生控制信号以控制所述场效应管通断的信号产生 器。
6. 如权利要求5所述的具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，其特征在于 所述控制信号为脉宽调制信号。
全文摘要
一种具有BUCK和BOOST两种工作模式的电压转换芯片，包括第一开关器件和第二开关器件；用于控制两开关器件通断的控制单元；作为外部电源接入端的第一焊垫；在BOOST模式下与第一焊垫共同作为外部电感连接端的第二焊垫；在BUCK模式下与第二焊垫共同作为外部电感接入端、同时还作为电源输出端的第三焊垫；在BUCK模式下作为外部电源接入端、在BOOST模式下作为电源输出端、且根据第一开关器件的通断相应与第二焊垫形成通断路的第四焊垫；用于作为接地端且根据第二开关器件的通断相应与第二焊垫形成通断路的第五焊垫；以及将输出电压反馈至控制单元的第一反馈单元和第二反馈单元，如此可有效减小芯片面积，降低成本。
文档编号H02M3/00GK101505091SQ20091004721
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者夏路航 申请人:捷顶微电子(上海)有限公司