自举电容的欠压处理方法及相关装置与流程

本技术涉及集成电路控制领域，具体涉及一种自举电容的欠压处理方法及相关装置。

背景技术：

1、直流转直流电压转换器，即dcdc转换器通常在高压部分的电源bst、参考点sw之间连接自举电容，并通过自举电容实现bst电压，该自举电容能够为上桥晶体管提供开启电压。

2、相关技术通常采用电流不连续模式（discontinuous conduction mode，dcm）下的固定开启时间（discontinuous conduction mode，cot）控制逻辑对dcdc转换器进行处理。具体地，当检测到电压转换电路的输出电压值低于设定值时，上管驱动信号设置为高电平，以控制上桥晶体管开启，自举电容放电失去电荷，失去的电荷进入上桥晶体管的栅极以提升栅极节点处的电压来使上桥晶体管保持导通。之后，在上桥晶体管开启一个固定时间后关闭上桥晶体管，关闭上桥晶体管以后经过一个死区时间开启下桥晶体管，可以通过下桥晶体管对自举电容进行充电，自举电容充电完成后关闭下桥晶体管。然而当dcdc转换器的外接负载很轻时，芯片一直检测到输出电压高于设定值，所以会长时间不需要对上桥晶体管和下桥晶体管进行开关，bst-sw间电压依靠自举电容维持，容易发生欠压，从而导致上桥晶体管不能正确打开，转换器内部芯片工作异常，甚至烧毁。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种自举电容的欠压处理方法及相关装置，旨在对自举电容的欠压进行处理，保证电压转换器在cot逻辑下能够正常工作。

2、为实现上述目的，本技术实施例的第一方面提出了一种欠压处理方法，其特征在于，应用于电压转换电路，所述电压转换电路包括上桥晶体管、下桥晶体管、自举电容、输出装置和驱动装置，所述上桥晶体管的漏极与外接输入电源连接，所述输出装置与外接负载连接，所述驱动装置用于生成上管驱动信号和下管驱动信号，所述欠压处理方法包括：

3、获取所述输出装置的输出电压值；

4、响应于所述输出电压值小于开启设定阈值，控制驱动装置位于第一工作状态，所述第一工作状态为所述上管驱动信号设置为高电平、所述下管驱动信号设置为低电平；

5、当所述驱动装置位于第一工作状态的时长为第一时间阈值且所述上桥晶体管未导通时，控制所述驱动装置位于第二工作状态，所述第一时间阈值根据所述电压转换电路的开关频率和最小占空比确定，所述第二工作状态为所述上管驱动信号设置为低电平、所述下管驱动信号设置为低电平；

6、基于所述第二工作状态，控制所述驱动装置位于第三工作状态，以对所述自举电容充电，所述第三工作状态为所述上管驱动信号设置为低电平、所述下管驱动信号设置为高电平；

7、响应于所述自举电容充电完成，控制所述驱动装置位于所述第二工作状态。

8、根据本技术实施例第一方面提供的欠压处理方法，至少具有如下有益效果：在固定开启时间控制逻辑下，检测到电压转换电路的输出电压值小于开启设定阈值时，控制驱动装置位于第一工作状态，以将上管驱动信号设置为高电平、下管驱动信号设置为低电平，即上桥晶体管开启，下桥晶体管关闭。当驱动装置位于第一工作状态的时长为第一时间阈值时，检测到上桥晶体管未导通，表示当前自举电容发生欠压，立马将上管驱动信号转为低电平，从而减少因上桥晶体管无法开启导致芯片损坏的问题，之后开启下桥晶体管对自举电容充电，以维持电压转换电路正常工作。本技术通过第一时间阈值和上桥晶体管的导通状态判断自举电容是否欠压，以在自举电容发生欠压时及时关闭上桥晶体管，从而减少因上桥晶体管无法开启导致芯片损坏的问题，且无需检测自举电容的电压值，并保证电压转换器在cot逻辑下能够正常工作。

9、在一些实施例中，所述第一时间阈值通过以下方式确定：

10、获取所述电压转换电路的开关频率、和最小占空比，所述最小占空比为所述电压转换电路的预期最小输出电压与输入电压的比值；

11、根据所述开关频率，确定所述电压转换电路的开关周期；

12、计算所述开关周期与所述最小占空比的乘积，得到第一数值；

13、在零至所述第一数值的区间内任选一值，作为所述第一时间阈值。

14、在一些实施例中，所述基于所述第二工作状态，控制所述驱动装置位于第三工作状态，包括：

15、获取所述驱动装置位于第二工作状态的时长；

16、当所述驱动装置位于第二工作状态的时长为第二时间阈值时，控制所述驱动装置位于第三工作状态，其中，所述第二时间阈值大于或等于所述上桥晶体管的关闭时间。

17、在一些实施例中，所述电压转换电路还包括电感，所述响应于所述自举电容充电完成，控制所述驱动装置位于所述第二工作状态，包括：

18、实时获取所述电感电流；

19、响应于所述电感电流为零，控制所述驱动装置由所述第三工作状态转为所述第二工作状态。

20、在一些实施例中，所述响应于所述自举电容充电完成，控制所述驱动装置位于所述第二工作状态，包括：

21、获取所述驱动装置位于第三工作状态的时长；

22、当所述驱动装置位于第三工作状态的时长为第三时间阈值时，控制所述驱动装置由所述第三工作状态转为所述第二工作状态；

23、所述第三时间阈值通过以下方式确定：

24、获取所述电压转换电路的开关频率、和最大占空比，所述最大占空比为所述电压转换电路的预期最大输出电压与输入电压的比值；

25、根据所述开关频率，确定所述电压转换电路的开关周期；

26、计算所述开关周期与所述最大占空比的乘积，得到第二数值；

27、在零至所述第二数值的区间内任选一值，作为所述第三时间阈值。

28、在一些实施例中，在响应于所述输出电压值小于开启设定阈值，控制驱动装置位于第一工作状态之后，所述欠压处理方法还包括：

29、当所述驱动装置位于第一工作状态的时长为第一时间阈值且所述上桥晶体管导通时，控制所述驱动装置位于第一工作状态；

30、当所述驱动装置位于第一工作状态的时长为第四时间阈值时，控制所述驱动装置由所述第一工作状态转为所述第二工作状态，所述第四时间阈值大于所述第一时间阈值；

31、当所述驱动装置位于第二工作状态的时长为第五时间阈值时，控制所述驱动装置由所述第二工作状态转为所述第三工作状态，所述第五时间阈值小于所述第三时间阈值；

32、响应于所述自举电容充电完成，控制所述驱动装置位于所述第二工作状态。

33、本技术实施例的第一方面提出了一种自举电容的欠压处理装置，所述欠压处理装置与电压转换电路连接，所述电压转换电路包括上桥晶体管、下桥晶体管、自举电容、输出装置和驱动装置，所述驱动装置包括：

34、控制电源；

35、第一控制逻辑电路，所述第一控制逻辑电路包括第一与门和第一非门，所述第一与门的输出端与所述上桥晶体管的栅极连接，所述第一与门的第一输入端与所述控制电源连接，所述第一与门的第二输入端与所述第一非门的输出端连接，所述第一非门的输入端与所述下桥晶体管的栅极连接，所述第一与门用于生成上管驱动信号；

36、第二控制逻辑电路，所述第二控制逻辑电路包括第二与门、第一或非门、第二或非门和死区控制模块，所述第一或非门的第一输入端与所述控制电源连接，所述第一或非门的第二输入端与所述自举电容的充电信号连接，所述第一或非门的输出端与所述第二与门的第一输入端连接；

37、所述第二或非门的第一输入端与所述上桥晶体管的栅极连接，所述第二或非门的第二输入端与所述死区控制模块的输出端连接，所述第二或非门的输出端与所述第二与门的第二输入端连接，所述第二与门的输出端与所述下桥晶体管的栅极连接，所述第二与门用于生成下管驱动信号；

38、所述死区控制模块包括第二非门、第三非门和d触发器，所述第二非门的输入端与所述上桥晶体管的栅极连接，所述第二非门的输出端与所述d触发器的d输入端连接，所述第三非门的输入端与预设的第一时间阈值信号连接，所述第三非门的输入端与所述d触发器的触发端连接，所述d触发器的复位端与所述控制电源连接，所述d触发器的输出端与所述第二或非门的第二输入端连接。

39、由于本技术实施例第二方面的欠压处理装置应用第一方面任一项所述的欠压处理方法，因此具有本技术实施例第一方面的所有有益效果。

40、在一些实施例中，所述死区控制模块还包括单脉冲区块，所述单脉冲区块的输入端与所述d触发器的输出端连接，所述单脉冲区块的输出端与所述第二或非门的第二输入端连接，所述单脉冲区块用于生成第三时间阈值的信号。

41、本技术实施例的第三方面提供一种电压转换器，其特征在于，包括：

42、电压转换电路；

43、根据第二方面任一项所述的自举电容的欠压处理装置。

44、由于本技术实施例第三方面的电压转换器应用第二方面任一项所述的电压转换电路，因此具有本技术实施例第一方面的所有有益效果。

45、本技术实施例的第四方面提供一种电子设备，其特征在于，包括第三方面所述的电压转换器。

46、由于本技术实施例第四方面的应用第三方面任一项所述的电压转换器，因此具有本技术实施例第一方面的所有有益效果。

47、本技术实施例的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术实施例的实践了解到。