开关型直流-直流电源转换器的制造方法_2

文档序号:8924802阅读:来源:国知局
优选的,所述电感电流检测电路为输出小于负载电感电流峰值或平均值的电感电 流的电路。
[0035] 优选的,所述电感电流检测电路为输出小于负载电感电流峰值或平均值的电感电 流的电路。
[0036] 优选的,所述第一驱动电路的输出端的电压等于其高电平输入端的电压或者等于 其低电平输入端的电压,
[0037] 所述第二驱动电路的输出端的电压等于其高电平输入端的电压或者等于其低电 平输入端的电压。
[003引采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有W下有益效果;通过本发明可W使作为第一功率开关的PMOS管的栅极电压摆幅和作为第二功率开关的NMOS管的栅极电 压摆幅与电感电流呈正比变化,从而获得较小的导通损耗,进而提高开关型直流-直流电 源转换器的转化效率。
【附图说明】
[0039] 图1是是现有技术的降压型同步直流-直流转换器原理图;
[0040] 图2是本发明开关型直流-直流电源转换器的一种原理图;
[0041] 图3是本发明开关型直流-直流电源转换器的具体电路图;
[0042] 图4和图5分别是第一电平产生电路和第二电平产生电路的具体电路图。
[004引图中;环路控制器一FB电源一V孤作为第一功率开关的PMOS管--MP1第一驱 动电路一PDRV作为第二功率开关的NMOS管-HMN1第二驱动电路一NDRV第一电阻--R1 第二电阻--R2电感--L1电容--C1开关型直流-直流电源转换器的输出端一VO电感 电流检测电路一JC第一电平产生电路--D1第二电平产生电路--D2第一运放--OP1第 一降压电阻--R3第一场效应管--MN3第二场效应管--MN4第二运放--OP2第二降压电 阻--R4
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明,W助于理解本发明的内容。
[0045] 如图2所示,一种开关型直流-直流电源转换器,包括环路控制器FB、作为第一功 率开关的PMOS管MP1,第一驱动电路PDRV、作为第二功率开关的NMOS管丽1、第二驱动电 路NDRV、由第一电阻R1和第二电阻R2组成的分压电路、电感L1和电容C1,所述环路控制 器FB的两个输出端分别连接第一驱动电路PDRV的输入端和第二驱动电路NDRV的输入端, 第一驱动电路PDRV的输出端连接作为第一功率开关的PMOS管MP1的栅极,第二驱动电路 NDRV的输出端连接作为第二功率开关的NMOS管丽1的栅极,作为第一功率开关的PMOS管 MP1的漏极和作为第二功率开关的NMOS管MN1的漏极连接,该端连接所述电感L1后作为开 关型直流-直流电源转换器的输出端VO,所述作为第一功率开关的PMOS管的电源端用W连 接电源VDD,所述电感L1连接所述分压电路的高电势输入端,所述电容C1连接在所述作为 第二功率开关的NM0S管的源极和漏极之间,所述分压电路的低电势端与所述作为第二功 率开关的NM0S管的源极相连,还包括用于采集并输出正比于负载电流的电感电流检测电 路JC、产生正比于负载电流的电压的第一电平产生电路D1和产生正比于负载电流的电压 的第二电平产生电路D2,所述电感电流检测电路JC的两个输出端分别连接所述第一电平 产生电路D1和第二电平产生电路D2的输入端,所述第一驱动电路的高电平输入端连接所 述电源VDD,所述第二驱动电路的低电平输入端连接所述作为第一功率开关的PMOS管的源 极,所述第一电平产生电路D1的输出端连接所述第二驱动电路NDRV的低电平输入端,所述 第二电平产生电路D2的输出端连接所述第二驱动电路NDRV的高电平输入端。
[0046] 本发明的原理是;当检测到的电感电流较小时,第一电平产生电路D1产生的低电 平抬高,也就抬高了作为第一功率开关的PMOS管MP1的栅极电压的低电平,同时降低第二 驱动电路NDRV的高电平,也就降低了作为第二功率开关的NM0S管丽1栅极电压的高电平, 该样就实现减小了作为第一功率开关的PMOS管MP1栅极的电压摆幅VSP和的作为第二功 率开关的NM0S管MN1栅极的电压摆幅VSN,从而在负载电路较小时降低在两个功率开关栅 极上消耗的导通损耗。
[0047] 反之,当检测到的电感电流较大时,第一电平产生电路D1产生的低电平降低,也 就降低了作为第一功率开关的PMOS管MP1的栅极电压的低电平,同时抬高第二驱动电路 NDRV的高电平,也就抬高了作为第二功率开关的NM0S管丽1栅极电压的高电平,该样就实 现增大了作为第一功率开关的PMOS管MP1栅极的电压摆幅VSP和的作为第二功率开关的 NM0S管MN1栅极的电压摆幅VSN,从而在负载电路较大时减小两个功率开关的导通损耗。
[0048] 注;第一驱动电路PDRV的最高输入电压为V孤,最低输入电压为作为第一功率开 关的PMOS管的第一电平产生电路的输出电压。功率开关MP1的栅极电压摆幅(即VDD减 去第一电平产生电路的输出电压),因此提高第一电平产生电路的输出电压,即可W减小功 率开关MP1的栅极电压摆幅。反之同理。
[0049] 所W通过本发明可W使作为第一功率开关的PMOS管MP1的栅极电压摆幅VSP和 作为第二功率开关的NMOS管丽1的栅极电压摆幅VSN与电感电流呈正比变化,从而获得较 小的导通损耗,进而提高开关型直流-直流电源转换器的转化效率。
[0050] 所述环路控制器是为了根据输出电压产生负反馈控制W控制两个功率开关的驱 动电路的占空比的,也可W采用其他的负反馈的电路进行替换。
[0化^ 参照图3,优选的,所述作为第一功率开关的PMOS管MP1驱动低电平产生电路包 括电流镜、第一运放OP1和第一降压电阻R3,所述电感电流检测电路JC的一个输出端连接 所述电流镜的输入端,所述电流镜的输出端连接第一运放OP1的同相输入端,所述第一运 放OP1的同相输入端和作为第一功率开关的PMOS管MP1的电源端之间连接所述第一降压 电阻R3,所述第一运放0P1的反相输入端和输出端连接所述第二驱动电路NDRV的低电平输 入端。
[0052] 再参照图3,优选的,所述电流镜包括两个场效应管,分别为第一场效应管丽3和 第二场效应管MN4,第一场效应管丽3和第二场效应管MN4的栅极连接,所述电感电流检测 电路JC的输出端连接第一场效应管MN3的漏极,第二场效应管MN4的漏极连接所述第一运 放0P1的同相输入端,第一场效应管MN3的栅极和漏极相连,第一场效应管MN3和第二场效 应管MN4的衬底和源极四个管脚接地。该电流镜可W使流过第一降压电阻R3的电流与电 感电路检测电路JC输出的电感电流相等,且该电流镜结构简单,从而简化电路结构,节省 成本。
[0化引第一场效应管丽3和第二场效应管丽4均为NM0S管。
[0化4] 仍参照图3,优选的,所述第二电平产生电路D2包括第二运放0P2和第二降压电阻 R4,所述电感电流检测电路JC的一个输出端连接所述第二运放0P2的同相输入端,在所述 电感电流检测电路JC和所述第二运放0P2的同相输入端的连接线路上连接所述第二降压 电阻R4,所述第二运放0P2的反相输入端和输出端连接所述第二驱动电路NDRV的高电平输 入端。
[0055] 所述电感电流检测电路JC为输出小于负载电感电流峰值或平均值的电感电流的 电路,因为如果W1:1采样电感电流,例如电感电流为1A,则采样电路也将额外消耗至少 1A的电流,则产生巨大功率损耗。如果仅采样1/1000,则采样电路消耗的功率损耗降低至 1/1000.
[0化6] 上述第一电平产生电路D1和第二电平产生电路D2实现其功能的原理是;由电感 电流检测电路JC
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