升压芯片的制作方法_2

文档序号:9473675阅读:来源:国知局
二信号输出端连接开关模块102的控制端,控制 模块105的第三信号输出端连接输出模块103的控制端,控制模块105的第四信号输出端 连接阈值电压选择模块107的控制端,阈值电压选择模块107的输出端连接第一电压比较 器106的第二输入端,第一电压比较器106的输出端连接控制模块105的第二信号输入端;
[0034] 阈值电压生成模块104将外部预设电压与内部多个基准电压进行比较后获取阈 值电压逻辑信号,并将阈值电压逻辑信号输出给控制模块105 ;
[0035] 控制模块105根据阈值电压逻辑信号控制电压阈值选择模块输出与阈值电压逻 辑信号相对应的阈值电压给第一电压比较器106 ;
[0036] 第一电压比较器106接收输入电压,并将输入电压与阈值电压进行比较,并将比 较结果发送给控制模块105 ;
[0037] 当输入电压大于阈值电压时,控制模块105根据比较结果控制升压模块101将输 入电压输出给开关模块102,控制开关模块102导通以将输入电压发送给输出模块103,并 调节输出模块103以使输出模块103根据输入电压输出与所述阈值电压值相同的电压;
[0038] 当输入电压小于阈值电压时,控制模块105根据比较结果控制升压模块101将输 入电压进行升压后输出给开关模块102,控制开关模块102导通以将经过升压后的输入电 压发送给输出模块103,并使输出模块103输出电压。
[0039] 其中,输出电压一共可以有三种档位:5V、9V、12V,当输入电压大于输出电压的时 候,开关模块102进入LDO模式,保持输出电压为阈值电压,当输入电压小于输出电压的时 候,升压模块101开始工作,开关模块102进入Load Switch模式。
[0040] 具体的,阈值电压生成模块104包括第一基准电压生成单元1041、第二基准电 压生成单元1042、第三基准电压生成单元1043、第二电压比较器C0MP1、第三电压比较器 C0MP2以及第四电压比较器C0MP3 ;
[0041] 第一基准电压生成单元1041、第二基准电压生成单元1042以及第三基准电压生 成单元1043的电压输入端共接并构成阈值电压生成模块104的电压输入端,第一基准电压 生成单元1041的电压输出端连接第二电压比较器COMPl的第一输入端,第二基准电压生成 单元1042的电压输出端连接第三电压比较器C0MP2的第一输入端,第三基准电压生成单元 1043的电压输出端连接第四电压比较器C0MP3的第一输入端,第二电压比较器COMPl的第 二输入端、第三电压比较器C0MP2的第二输入端以及第四电压比较器C0MP3的第二输入端 共接以输入外部预设输入电压,第二电压比较器COMPl的输出端为阈值电压生成模块104 的第一信号输出端,第三电压比较器C0MP2的输出端为阈值电压生成模块104的第二信号 输出端,第四电压比较器C0MP3的输出端为阈值电压生成模块104的第三信号输出端;
[0042] 第一基准电压生成单元1041输出第一基准电压给第二电压比较器C0MP1,第二电 压比较器COMPl将第一基准电压与外部预设电压进行比较后输出第一阈值电压逻辑信号 给控制模块105 ;
[0043] 第二基准电压生成单元1042输出第二基准电压给第三电压比较器C0MP2,第三电 压比较器C0MP2将第二基准电压与外部预设电压进行比较后输出第二阈值电压逻辑信号 给控制模块105 ;
[0044] 第三基准电压生成单元1043输出第三基准电压给第四电压比较器C0MP3,第三电 压比较器C0MP3将第三基准电压与外部预设电压进行比较后输出第三阈值电压逻辑信号 给控制模块105 ;
[0045] 控制模块105根据第一阈值电压逻辑信号、第二阈值电压逻辑信号以及第三阈值 电压逻辑信号获取阈值电压逻辑信号。
[0046] 具体的,第一基准电压生成单元1041包括第七电阻R7和第八电阻R8,第七电阻 R7的第一端为第一基准电压生成单元1041的电压输入端,第七电阻R7的第二端连接第八 电阻R8的第一端并构成第一基准电压生成单元1041的电压输出端,第八电阻R8的第二端 接地。
[0047] 第二基准电压生成单元1042包括第五电阻R5和第六电阻R6,第六电阻R6的第一 端为第二基准电压生成单元1042的电压输入端,第六电阻R6的第二端连接第五电阻R5的 第一端并构成第二基准电压生成单元1042的电压输出端,第五电阻R5的第二端接地;
[0048] 第三基准电压生成单元1043包括第三电阻R3和第四电阻R4,第三电阻R3的第一 端为第三基准电压生成单元1043的电压输入端,第三电阻R3的第二端连接第四电阻R4的 第一端并构成第三基准电压生成单元1043的电压输出端,第四电阻R4的第二端接地;
[0049] 进一步的,外部预设电压可以通过预设电压生成模块110获得,预设电压生成模 块110包括第一电容CU第一电阻Rl以及第二电阻R2 ;第一电容Cl的第一端和第二电阻 R2的第一端共接并连接升压模块101的电压输出端,第二电阻R2的第二端连接第一电阻 Rl的第一端并形成预设电压生成模块110的输出端,以为阈值电压生成模块104提供外部 预设电压。
[0050] 具体的,第一电容Cl上的电压会被自动稳定在目标值,其目标值由参考电压VREF 以及第二电阻R2与第一电阻Rl的比例决定,其计算公式为第一电容Cl上的电压Vcl = VREF*(R1+R2)/R1。
[0051] 进一步的,升压模块101包括升压逻辑单元1011、第一开关管Ql以及第二开关管 Q2 ;
[0052] 升压逻辑单元1011的控制端为升压模块101的控制端,升压逻辑单元1011的第 一输出端连接第一开关管Ql的栅极,升压逻辑单元的第二输出端连接第二开关管Q2的栅 极,第一开关管Ql的漏极和第二开关管Q2的源极共接构成升压模块101的电压输入端,第 一开关管Ql的源极接地,第二开关管Q2的漏极为升压模块101的电压输出端。
[0053] 具体的,当输入电压大于输出电压的时候,升压模块101将第一开关管Ql关断,第 二开关管Q2常通,当输入电压小于输出电压的时候,升压模块101开始工作,第一开关管Ql 与第二开关管Q2交互开启。
[0054] 其中,第一开关管和第二开关管可以为场效应管、三极管以及IGBT等等。
[0055] 进一步的,输出模块103包括第九电阻R9和第十可变电阻RlO ;
[0056] 第九电阻R9的第一端为输出模块103的输入端和输出端,第九电阻R9的第二端 连接第十可变电阻RlO的第一端,第十可变电阻RlO的第二端接地,第十可变电阻RlO的控 制端为输出模块103的控制端。
[0057] 进一步的,开关模块102包括第五电压比较器CMP4以及第三开关管Q3 ;
[0058] 第五电压比较器CMP4的第一电压输入端连接参考电压,第五电压比较器CMP4的 第二电压输入端连接第九电阻的第二端,第五电压比较器CMP4的控制端为开关模块102的 控制端,第五电压比较器CMP4的输出端连接第三开关管Q3的栅极,第三开关管Q3的漏极 为开关模块102的输入端,第三开关管Q3的源极为开关模块102的输出端。
[0059] 本发明一种升压芯片的具体实现原理如下:
[0060] 当升压芯片开启时,第三开关管Q3关断,第一开关管Ql与第二开关管Q2组成 的升压模块101自动工作,此时,第一电容Cl上的电压会被自动稳定在目标值,其目标 值由参考电压VREF以及第二电阻R2与第一电阻Rl的比例决定,其计算公式为Vcl = VREF*(R1+R2)/R1。现在假设第二电阻R2与第一电阻Rl的比例R2/R1 = N,第三电阻R3 与第四电阻R4的比例R3/R4 = nl,第六电阻R6与第五电阻R5的比例R6/R5 = n2,第 七电阻 R7 与第八电阻 R8 的比例 R7/R8 = n3,其中 VREF*(R3+R4)/R4, VREF*(R5+R6)/R6, VREF* (R7+R8) /R8 分别等于 5V,9V,12V。
[0061] 当设置外部的电阻比例(第二电阻R2与第一电阻Rl的比例)使得第一电容电压 Vcl是5V时,设定第一基准电压模块输出电压为VI,第二基准电压模块输出电压为V2,第三 基准电压模块输出电压为V3,输入外部参考电压为V4,那么V3几乎等于外部参考电压V4, 而V2小于V4,V1也小于V4 ;当外部的电阻比例(R2和Rl的比例)使得Vcl是9V,那么V3 大于V4, V2等于V4,而Vl小于V4 ;当外部的电阻比例(R2和Rl的比例)使得Vcl是12V 时,那么V3大于V4, V2大于V4, Vl几乎等于V4。
[0062] 因此,就可以产生出第一阈值电压逻辑信号Sell、第二阈值电压逻辑信号Sel2以 及第三阈值电压逻辑信号Sel3,这三个阈值电压逻辑信号再通过控制模块105产生控制控 制信号Sel4和Sel5以分别控制升压模块101中的第一开关管Ql和第二开关管Q2以及 LDO
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