切换式电源转换器及其控制电路与控制方法与流程

本发明涉及一种切换式电源转换器，具体涉及一种能够判断不同种类的电源线开关，而对应选择不同驱动电路的切换式电源转换器。本发明还涉及上述切换式电源转换器的控制电路及控制方法。

背景技术：

1、已知切换式电源转换器，特别是具有升压型功率级电路的切换式电源转换器，具有电源线开关，用以于输出电压短路至接地电位时关断，以避免短路电流自输入电压经输出电压流向接地电位，而造成负载的损坏。其中，负载耦接于输出电压，由输出电压供应电源。上述电源线开关可为p型金属氧化半导体(metal oxide semiconductor，mos)元件或n型金属氧化半导体元件。

2、然而，上述已知技术的缺点在于，切换式电源转换器中的控制电路仅能支持其中一种金属氧化半导体元件作为电源线开关，亦即，支持p型金属氧化半导体(pmos)元件的控制电路，电源线开关只能使用p型金属氧化半导体元件；支持n型金属氧化半导体元件(nmos)的控制电路，电源线开关只能使用n型金属氧化半导体元件。上述已知切换式电源转换器无法选择性支持p型金属氧化半导体元件或n型金属氧化半导体元件作为电源线开关，因此造成应用范围受到限制。

3、有鉴于此，本发明即针对上述已知技术的不足，提出一种可适应不同种类电源线开关的切换式电源转换器。

技术实现思路

1、于一观点中，本发明提供一种切换式电源转换器，包含：一升压型功率级电路，包括：至少一功率开关，用以于一正常操作期间，根据一操作信号而切换一电感的一端耦接于一输出电压与一接地电位之间，以将一输入电压转换为该输出电压；以及一电源线开关，与该电感串联于该输入电压与该输出电压之间，用以于该输出电压短路至该接地电位时不导通，以避免一短路电流自该输入电压流向该接地电位；以及一控制电路，用以根据该输出电压而产生该操作信号，并判断该电源线开关为一p型金属氧化半导体(metal oxidesemiconductor，mos)元件或一n型金属氧化半导体元件，以于该输出电压短路至该接地电位时，关断该电源线开关。

2、于一实施例中，该控制电路包括：一操作信号产生电路，与该升压型功率级电路耦接，用以根据该输出电压而产生该操作信号；一导电型判断电路，与该电源线开关耦接，用以于一判断期间，根据一感测信号，以判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件或该n型金属氧化半导体元件，而产生一判断信号；以及一栅极驱动电路，用以根据该判断信号，而于该正常操作期间选择其中一pmos驱动电路或一nmos驱动电路操作该电源线开关，并于该输出电压短路至该接地电位时，关断该电源线开关。

3、于一实施例中，该感测信号包括以下其中一项或至少一项的组合：该电源线开关的一栅极电压；一输出电压相关信号；一输入电流相关信号；或者一电感电流相关信号。

4、于一实施例中，该pmos驱动电路包括一电压箝位(ir clamping)栅极驱动器(gatedriver)、一二极管箝位(diode clamping)栅极驱动器或一下拉接地(pull gnd)栅极驱动器。

5、于一实施例中，该pmos驱动电路包括一电流源(current source)耦接于该电源线开关的栅极与该接地电位之间，该电流源于该判断期间，产生一提取电流，流向该接地电位，以产生该感测信号；其中，当该感测信号示意该电源线开关为导通状态，该导电型判断电路判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件，使得该栅极驱动电路，选择该pmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该pmos驱动电路，以关断该电源线开关；其中，当该感测信号示意该电源线开关为不导通状态，该导电型判断电路判断该电源线开关为该n型金属氧化半导体元件，使得该栅极驱动电路，选择该nmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该nmos驱动电路，以关断该电源线开关。

6、于一实施例中，该nmos驱动电路包括一电荷泵(charge pump)栅极驱动器。

7、于一实施例中，该电荷泵栅极驱动器耦接于该电源线开关的栅极与该接地电位之间，该电荷泵栅极驱动器于该判断期间，产生一测试电压，施加于该电源线开关的栅极，以产生该感测信号；其中，当该感测信号示意该电源线开关为导通状态，该导电型判断电路判断该电源线开关为该n型金属氧化半导体元件，使得该栅极驱动电路，选择该nmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该nmos驱动电路，以关断该电源线开关；其中，当该感测信号示意该电源线开关为不导通状态，该导电型判断电路判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件，使得该栅极驱动电路，选择该pmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该pmos驱动电路，以关断该电源线开关。

8、于一实施例中，该控制电路于该正常操作期间，根据一输出电压相关信号及/或一电感电流相关信号，以判断该输出电压短路至该接地电位。

9、于一实施例中，该控制电路根据一外部信号、一接口信号或一存储信号而判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件或该n型金属氧化半导体元件。

10、于一实施例中，该导电型判断电路比较该感测信号与对应的一参考信号，而产生该判断信号。

11、于另一观点中，本发明提供一种控制电路，用以控制一切换式电源转换器，该控制电路包含：一操作信号产生电路，与该切换式电源转换器的一升压型功率级电路耦接，用以于一正常操作期间，根据一输出电压而产生一操作信号，以切换该升压型功率级电路中至少一功率开关，而切换该升压型功率级电路中一电感的一端耦接于该输出电压与一接地电位之间，以将一输入电压转换为该输出电压；一导电型判断电路，与该升压型功率级电路中的一电源线开关耦接，用以于一判断期间，根据一感测信号，以判断该电源线开关为一p型金属氧化半导体元件或一n型金属氧化半导体元件，而产生一判断信号；以及一栅极驱动电路，用以根据该判断信号，而于该正常操作期间选择其中一pmos驱动电路或一nmos驱动电路操作该电源线开关，并于该输出电压短路至该接地电位时，关断该电源线开关；其中，该电源线开关与该电感串联于该输入电压与该输出电压之间，用以于该输出电压短路至该接地电位时不导通，以避免一短路电流自该输入电压流向该接地电位。

12、于另一观点中，本发明提供一种控制方法，用以控制一切换式电源转换器，该控制方法包含：于一正常操作期间，根据一输出电压而产生一操作信号，以切换该切换式电源转换器的一升压型功率级电路中至少一功率开关，而切换该升压型功率级电路中一电感的一端耦接于该输出电压与一接地电位之间，以将一输入电压转换为该输出电压；于一判断期间，根据一感测信号，以判断该升压型功率级电路中的一电源线开关为一p型金属氧化半导体元件或一n型金属氧化半导体元件，而产生一判断信号；以及根据该判断信号，而于该正常操作期间选择一pmos驱动电路或一nmos驱动电路操作该电源线开关，并于该输出电压短路至该接地电位时，关断该电源线开关；其中，该电源线开关与该电感串联于该输入电压与该输出电压之间，用以于该输出电压短路至该接地电位时不导通，以避免一短路电流自该输入电压流向该接地电位。

13、于一实施例中，于该判断期间，根据该感测信号，以判断该电源线开关为一p型金属氧化半导体元件或一n型金属氧化半导体元件，而产生该判断信号的步骤包括：于该判断期间，产生一提取电流，流向该接地电位，以产生该感测信号；其中，当该感测信号示意该电源线开关为导通状态，判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件，并选择该pmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该pmos驱动电路，以关断该电源线开关；其中，当该感测信号示意该电源线开关为不导通状态，判断该电源线开关为该n型金属氧化半导体元件，并选择该nmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该nmos驱动电路，以关断该电源线开关。

14、于一实施例中，于该判断期间，根据该感测信号，以判断该电源线开关为一p型金属氧化半导体元件或一n型金属氧化半导体元件，而产生该判断信号的步骤包括：于该判断期间，产生一测试电压，施加于该电源线开关的栅极，以产生该感测信号；其中，当该感测信号示意该电源线开关为导通状态，判断该电源线开关为该n型金属氧化半导体元件，并选择该nmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该nmos驱动电路，以关断该电源线开关；其中，当该感测信号示意该电源线开关为不导通状态，判断该电源线开关为该p型金属氧化半导体元件，并选择该pmos驱动电路操作该电源线开关，以于该输出电压短路至该接地电位时，禁止该pmos驱动电路，以关断该电源线开关。

15、于一实施例中，于该判断期间，根据该感测信号，以判断该电源线开关为一p型金属氧化半导体元件或一n型金属氧化半导体元件，而产生该判断信号的步骤包括：比较该感测信号与对应的一参考信号，而产生该判断信号。

16、以下通过具体实施例详加说明，会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所实现的效果。