[发明专利]输出设备和具有该输出设备的电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于提升输入电压以产生输出电压的升压型开关电源设备(斩波型电源设备)。

背景技术

如图6A所示，在常规升压型开关电源IC(集成电路)100中，由IC中集成的功率晶体管PT的开关对流经外部安装的电感器Lex的电流进行控制，由外部安装的肖特基势垒二极管SBD和外部安装的平滑电容器Cex构成的整流平滑装置产生将馈送至负载Z的输出电压Vout。

已公开和提出了多种与本发明相关的常规技术，例如：一种半导体器件，能够在以该半导体器件构建的电路中防止可能招致多种问题的寄生二极管相关故障(见专利公开1)；一种整流器电路，即使在MOSFET用作整流器元件的情况下，也能够降低MOSFET两端的电压下降，从而防止整流效率的降低(见专利公开2)；以及一种电源电路，能够减小其输出级电路占用的面积，从而轻易地防止反向电流从与负载并联的电容器流向输出端子(见专利公开3)。

专利公开1：JP-A-H08-186261(图3)

专利公开2：JP-A-H11-233730

专利公开3：JP-A-2003-347913

发明内容

本发明要解决的问题

的确，上述常规升压型开关电源IC 100能够通过对功率晶体管PT的导通/截止控制(占空控制)提升输入电压Vin，以产生输出电压Vout。

然而不便之处在于，在图6A所示的常规升压型开关电源IC 100中，在停止设备操作的情况下，即使在停止功率晶体管PT的开关时，也不一定切断从施加有输入电压Vin的节点到负载Z的电流路径，因此，例如，输入电压Vin的变化可能引起漏电流流经负载Z。不利地，这会导致电源的不完全关闭。

上述缺点的解决方案是，如图6B所示，附加地设置用于切断上述电流路径的外部安装晶体管Qex。然而，这样做涉及到晶体管Qex的附加安装，从而难以使结合升压型开关电源IC 100的电子设备整体上比较紧凑、轻巧和小型。

即使采用如上所述附加设置的外部安装晶体管Qex，如果将输出电压Vout馈送至负载Z的节点与低电势节点短路(接地短路)，如图6C所示，则大电流流经电感器Lex和肖特基势垒二极管SBD，并毁坏这些元件。

上述专利公开1到3中公开和提出的常规技术均无法适当切断从施加有输入电压Vin的节点到负载Z的电流路径，因此，它们在解决上述缺点方面都没有帮助。

本发明的目的是提供一种升压型开关电源设备，该设备能够在需要时适当切断从施加有输入电压的节点到负载的电流路径，从而有助于实现结合有该升压型开关电源设备的电子设备的小型化和改进的可靠性。

解决问题的手段

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种升压型开关电源设备以集成到集成电路中的形式具有：输入端子，经由外部安装的电感器向其施加输入电压；输出端子，从其向负载馈送输出电压；输出晶体管，连接在输入端子与预定标准电源节点之间；第一P沟道场效应晶体管，连接在输入端子与输出端子之间；第二P沟道场效应晶体管，连接在输出端子与第一P沟道场效应晶体管的背栅极之间；以及开关控制部分，用于控制输出晶体管、第一P沟道场效应晶体管和第二P沟道场效应晶体管的开关。这里，开关控制部分被配置为当提升输入电压以产生输出电压时，开关控制部分彼此互补地控制输出晶体管和第一P沟道场效应晶体管的开关，同时保持第二P沟道场效应晶体管导通，并且当停止所述设备的操作时，开关控制部分使输出晶体管、第一P沟道场效应晶体管和第二P沟道场效应晶体管全部截止(第一配置)。

采用这种配置，通过第二P沟道场效应晶体管，不仅可以切断经由第一P沟道场效应晶体管的电流路径，还可以切断经由伴随第一P沟道场效应晶体管的体二极管的电流路径。因此，与设置外部安装的晶体管以切断漏电流的常规配置不同，本配置可以在需要时适当切断从施加有输入电压的节点到负载的电流路径，而不会妨碍结合有该升压型开关电源设备的电子设备的小型化和重量/厚度的减小。

根据本发明，优选地，具有上述第一配置的升压型开关电源设备还可以以集成到所述集成电路中的形式具有：电源端子，直接向其施加输入电压；以及第三P沟道场效应晶体管，其源极与第一P沟道场效应晶体管的背栅极连接，其漏极与电源端子连接，其栅极与输出端子连接(第二配置)。采用这种配置，当输出电压下降到预定电势电平时，可以将第一和第二P沟道场效应晶体管的背栅极电压牢固地固定到输入电压，从而确保第一和第二P沟道场效应晶体管保持在截止状态。