具有线性过温保护电路的dc-dc转换器的制造方法_2

文档序号:9262975阅读:来源:国知局
] 第十九PM0S晶体管源极连接电源,栅极与第十八PM0S晶体管栅极连接,漏极分别 与第十七NMOS晶体管漏极和栅极连接;
[0058] 第十七NMOS晶体管的源极与第十六NMOS晶体管漏极连接,并且形成误差放大信 号;
[0059] 第三电容的一端与第十七NMOS晶体管源极连接,另一端与第十七NMOS晶体管漏 极连接;
[0060] 第十六NMOS晶体管源极连接公共端电压;
[0061] 第五电阻一端与第十七NMOS晶体管源极连接,另一端经第四电容连接公共端电 压。
[0062] 本发明实施例通过设置线性过温保护电路可使DC-DC转换器在内部温度达到设 定值时通过调整DC-DC转换器输出功率,保证该DC-DC转换器内部温度的恒定,可以避免温 度过高对转换器以及内部芯片的影响。另外,本发明实施例提供的DC-DC转换器,可以避免 现有技术中温度过高直接关断部分芯片引起的转换器不正常工作以及频繁开关芯片带来 的噪声,使DC-DC转换器平稳工作。
【附图说明】
[0063] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制,在附图中:
[0064] 图1示出了传统DC-DC转换器电路;
[0065] 图2示出了现有技术中一种过温保护电路;
[0066] 图3示出了本发明实施例提供的一种DC-DC转换器;
[0067] 图4示出了图3中GMI线性跨导放大子电路的原理图;
[0068] 图5示出了图3中基准电压产生子电路的原理图;
[0069] 图6示出了图3中误差放大器子电路的原理图。
【具体实施方式】
[0070] 下面结合附图以及实施例对本发明的技术方案作详细的说明。
[0071] 实施例一
[0072] 如图3所示,本发明提供了一种具有线性过温保护电路的DC-DC转换器包括DC-DC 升压电路部分与反馈电路部分,其中,所述反馈电路部分包括:线性过温保护电路1〇〇、钳 位电路200、PWM信号产生电路300、驱动电路400和温度三极管(图中未示出);
[0073] 温度三极管,用于根据所采集的DC-DC转换器的温度生成结电压信号;
[0074] 线性过温保护电路100,用于根据结电压信号与第一基准电压信号形成误差放大 信号;
[0075] 钳位电路200,用于限制所述误差放大信号的最大值与最小值以使该误差放大信 号保持在固定电压范围,并形成温度调整信号。
[0076] PWM信号产生电路300,用于根据所述温度调整信号与斜坡信号形成PWM脉冲信 号;
[0077] 驱动电路400,用于根据PWM脉冲信号生成驱动信号控制所述DC-DC升压电路部分 的输出功率。
[0078] 如图3所示,本发明提供的DC-DC转换器中,DC-DC升压电路部分包括:低端NMOS 管Ml、高端PMOS管M2、电感L、电容CL、电阻RL、分压电阻RF1、RF2。其中,输入信号VIN经 过节点SW与低端NMOS管Ml的漏极相连接;该低端NMOS管Ml栅极与驱动子电路的输出 信号端连接。高端PMOS管M2栅极与驱动子电路的另一输出信号端连接,漏极连接至节点 SW,源极分别连接至电容CL、电阻RL和分压电阻RF1的一端。电容的另一端连接至公共端。 电阻RL的另一端连接至公共端。分压电阻RF1另一端经过分压电阻RF2后连接至公共端。 在分压电阻RF1与分压电阻RF2的公共点处引出分压反馈信号FB。
[0079] 温度三极管(图3中未示出)实时检测DC-DC转换器内部温度,并且形成负温度 系数的结电压信号VBE传输至线性过温保护电路100的正相输入端。
[0080] 线性过温保护电路100的反相输入端连接第一基准电压信号BG1,该第一基准电 压信号BG1为所设定温度对应的电压信号。线性过温保护电路100将结电压信号VBE与第 一基准电压信号BG1进行比较,生成误差放大信号VC。
[0081] 钳位电路200,对所述误差放大信号VC的最大值与最小值进行限制,以使该误差 放大信号保持在固定电压范围,并形成温度调整信号VCBUF。
[0082] PWM信号产生电路300,根据温度调整信号VCBUF与斜坡信号Ramp进行比较,从而 生成PWM控制信号。
[0083] 驱动模块400,将PWM控制信号进行放大后控制低端NMOS管Ml和高端PMOS管M2 的通断。
[0084] 当温度过高时,使低端NMOS管Ml关断,高端PMOS管M2导通,对电感L进行放电。 通过减小上述低端NMOS管Ml的占空比,使DC-DC转换器的平均电感电流减小,从而减小功 率,使转换器内芯片温度降低。当温度降低到一定值时,芯片开始恢复正常工作。如果温度 持续升高且超过预设值,则反馈电路部分会将过温保护信号跳变为高电平,判断芯片内部 分模块,达到保护器件的目的。
[0085] 本发明实施例通过设置线性过温保护电路可使DC-DC转换器在内部温度达到设 定值时通过调整DC-DC转换器输出功率,保证该DC-DC转换器内部温度的恒定,可以避免温 度过高对转换器以及内部芯片的影响。另外,本发明实施例提供的DC-DC转换器,可以避免 现有技术中温度过高直接关断部分芯片引起的转换器不正常工作以及频繁开关芯片带来 的噪声,使DC-DC转换器平稳工作。
[0086] 实施例二
[0087] 如图3~图6所示,本发明实施例提供了一种线性过温保护电路。该线性保护电 路包括:线性跨导放大子电路、基准电压产生子电路与误差放大子电路;其中,
[0088] 线性跨导放大子电路的正相输入端连接结电压信号,反相输入端连接第一基准电 压信号,输出信号端连接基准电压产生子电路的正相输入端,用于根据结电压信号与第一 基准电压信号形成与温度保持线性关系的温度偏差信号;
[0089] 基准电压产生子电路的反相输入端连接至输出信号端,并且该输出信号端连接至 误差放大器正相输入端,用于使温度偏差信号与该基准电压产生子电路的第二基准电压信 号保持相等;
[0090] 误差放大子电路的反相输入端连接分压反馈信号,正相输入端连接基准电压产生 子电路的输出信号端,输出信号端连接钳位电路的信号输入端,用于根据分压反馈信号与 基准电压产生子电路的输出信号端传输的第二基准电压信号生成误差放大信号;
[0091] 下面对线性过温保护电路的各个子电路进行详细说明。
[0092] 图4示出了本发明实施例图3中线性跨导放大子电路的原理图。如图4所示,该线 性跨导放大子电路101包括第一PMOS晶体管MP1~第七PMOS晶体管、第一NMOS晶体管~ 第四NMOS晶体管、第一电阻~第四电阻、第一电容和第一电流源;其中,
[0093] 第一PMOS晶体管MP1栅极和漏极与第二PMOS晶体管MP2栅极连接,源极连接电 源VBAT,漏极连接第一电流源II;
[0094] 第二PMOS晶体管MP2源极连接电源VBAT,漏极与第五PMOS晶体管MP5源极连接;
[0095] 第五PMOS晶体管MP5栅极连接第一基准电压信号BG1,漏极与第一NMOS晶体管 丽1的栅极和漏极连接;并且第五PMOS晶体管MP5与第六PMOS晶体管MP6共用衬底电压 信号BODY;
[0096] 第一NMOS晶体管丽1栅极和漏极与第二NMOS晶体管丽1栅极连接,源极连接公 共端电压GND;
[0097] 第三PMOS晶体管MP3栅极与第一PMOS晶体管MP1栅极连接,源极连接电源VBAT, 漏极与第六PMOS晶体管MP6源极连接;
[0098] 第六PMOS晶体管MP6栅极连接所述结电压信号,漏极分别与第二NMOS晶体管丽1 的漏极、第三NMOS晶体管漏极和栅极连接;
[0099] 第二NMOS晶体管丽1的源极连接公共端电压GND;
[0100] 第三NMOS晶体管栅极和漏极连接第四NMOS晶体管栅极,源极连接公共端电压GND;
[0101] 第四PMOS晶体管MP4栅极与第一PMOS晶体管MP1栅极连接,源极连接电源VBAT, 漏极与第七PMOS晶体管MP7源极和衬底连接;
[0102] 第七PMOS晶体管MP7栅极连接第一基准电压信号BG1,漏极连接公共端电压GND
[0103] 第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4依次串联,并且第二电阻R2的一端连接 第三基准电压信号BG2,第四电阻R4的一端连接公共端电压GND;
[0104] 第四NMOS晶体管漏极连接至第二电阻R2与第三电阻R3的公共点,源极连接公共 端电压GND;
[0105] 在第四电阻R4的两端并联所述第一电容;
[0106] 第一电阻R1分别连接第二PMOS晶体管MP2源极与第五PMOS晶体管MP5漏极的 公共点、第三PMOS晶体管MP3源极与第六PMOS晶体管MP6漏极的公共点。
[0107] 线性跨导放大子电路101中,第五PMOS晶体管MP5与第六PMOS晶体管MP6构成差 分对结构,将第一基准电压信号BG1与负温度系数的温度三极管结电压信号VBE进行比较, 产生随温度线性变化的温度偏差信号VIREF。其中第一电流源II为零温电流源,通过第一 PMOS晶体管MP1与第二PMOS晶体管MP2构成的电流镜为线性跨导放大子电路101提供偏 置电流。第一NM0S晶体管丽1与第二NM0S晶体管丽2构成电流镜,当温度三极管结电压 信号VBE与第一基准电压信号BG1不同时,第三NM0S晶体管丽3会产生电流,该电流为通 过第六PMOS晶体管MP6与第二NM0S晶体管MN2的电流的差值。第三NM0S晶体管MN3与 第四NM0S晶体管MN4构成电流镜,第四NM0S晶体管MN4会将第三NM0S晶体管MN3的电流 变化传输至第二电阻R2~第四电阻R4所构成的分压电路上从而形成温度偏差信号VIREF。
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