[发明专利]应用于同步升压型DC-DC转换器的短路保护电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及保护电路，可用于模拟集成电路。

背景技术

在电源管理领域，同步升压型DC-DC转换器的主开关管采用高端PMOS管和低端NMOS管两种类型，NMOS管的源极连接到地端GND，漏极为DC-DC转换器的输出引脚SW，PMOS管的源极连接到DC-DC转换器的输出引脚V_OUT，漏极连接到DC-DC转换器的输出引脚SW。所以当芯片外部发生短路时，V_OUT被强制短路到地端，高端PMOS管的漏端电压SW会过冲，导致高端PMOS管流过很大的短路电流，使高端PMOS管被烧毁。因此，短路保护电路被广泛应用于同步升压型DC-DC转换器中，对芯片进行有效的保护。

短路保护电路通过对VOUT电压或其分压信号FB进行检测，当其值低于某一特定值时，即判定芯片短路，从而通过逻辑电路做出相应的变化，关断高端PMOS管和低端NMOS管，使电路内部与短路电流隔离开来，保护芯片不被烧坏。

图1给出了一个同步升压型DC-DC转换器的结构图，输入电压V_IN通过电感L连接到SW端，低端NMOS连接到SW与GND之间，打开时对电感进行充电，高端PMOS连接在SW与V_OUT之间，打开时对电感进行放电，通过NMOS与PMOS的开关动作完成电感电流的充放电，从而实现输出一个稳定的直流升压电源信号V_OUT。

图2给出了一个传统的短路保护电路图，V_OUT分压信号FB与基准电压REF07分别连接到比较器的两个输入端；比较器的输出信号FBLOW与过温保护信号OTP分别连接到Hicup逻辑电路的两个输入端；Hicup逻辑电路的输出信号EnHicup与基准启动完成信号ON分别连接到计数器模块的两个输入端；计数器模块输出的计数完毕信号GO与Hicup逻辑电路的输出信号ToHicup经过逻辑信号处理模块后，与驱动电路一起作用于高端PMOS管P_H的栅端，控制高端PMOS管P_H的关断与导通。当芯片短路时，V_OUT被拉至GND，因此FB信号也被拉至GND，这样会使得比较器翻转，关断高端PMOS管P_H管，同时保持该状态进行计数；在计数器计数结束后，假如芯片仍然短路，则芯片在开始软启动的过程中，再次触发比较器的输出电平，关断高端PMOS管P_H，重复以上短路保护的状态；假如芯片不再短路，则芯片可以正常启动。但在该短路保护的过程中，FB信号被拉至GND的速度比V_OUT短路到GND要慢一些，而且电压比较器的响应速度也比较慢，有可能使得部分短路电流流过高端PMOS管P_H，造成高端PMOS管P_H的损坏。而且逻辑信号处理模块的输出信号直接与驱动电路一起作用于高端PMOS管P_H的栅端，容易迅速的关断或打开高端PMOS管P_H，造成SW信号过冲，导致高端PMOS管P_H流过很大的电流，损坏电路。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有短路保护电路的不足，提供了一种应用于同步升压型DC-DC转换器的短路保护电路，以提高短路保护电路的响应速度，并同时给高端PMOS管提供了衬底电位选择的功能，从而避免高端PMOS管进行开关动作时SW信号过冲的现象发生。

为实现上述目的，本发明的短路保护电路，包括Hicup逻辑电路2、计数器3、逻辑信号处理模块4、驱动电路6和高端PMOS管P_H；Hicup逻辑电路2的第一输出端a连接到逻辑信号处理模块4的第一输入端b；逻辑信号处理模块4的第二输入端c连接到计数器3的输出端d；计数器3的第二输入端e连接到Hicup逻辑电路2的第二输出端f，用于控制短路保护时间；驱动电路6的输出端g连接到高端PMOS管P_H的栅极，用于控制高端PMOS管P_H的导通与关断；高端PMOS管P_H的源极连接到输出引脚V_OUT，漏极连接到输出引脚SW；其特征在于：

Hicup逻辑电路2的第一输入端h与高端PMOS管P_H的衬底之间跨接有PMOS衬底选择电路1，用于判断同步升压型DC-DC转换器是否短路，并为高端PMOS管P_H提供衬底电位；