[发明专利]一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路。

背景技术

随着半导体技术的快速发展和应用领域的不断扩展，Boost电路将低直流电压转换成高直流电压，实现直流电压的升压，因此Boost电路普遍应用到日常生活中。Boost电路一般由控制电路、开关管、储能元件电感、电容组成。其升压过程是由一个电感的能量传递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。

典型的同步型Boost DC-DC转换器的系统结构如图1所示。该电路采用一个电压负反馈环路，通过脉冲宽度调制方法(PWM)实现控制。其中Q₂为主开关管，Q₁为同步功率管。其工作原理为：输出电压V_OUT经采样电阻R_SNS1和R_SNS2分压得到V_FB后与参考电压V_R相比较，其差值经误差放大器EA放大后经过补偿网络后，作为脉冲宽度调制器PWM比较器的同相输入端，通过与PWM比较器反相输入端的斜波信号进行比较，用比较后所得信号经过逻辑控制电路来控制同步功率管Q₁和主开关管Q₂的开启与关断。当输出电压V_OUT下降时，由采样电阻R_SNS1和R_SNS2分压所得反馈电压信号会下降，则通过误差放大器放大后的电压会增加，使得主开关管Q₂的导通时间增加，输出电压上升；反之亦然。电压控制模式通过这种负反馈的方式来维持输出的恒定。但是，该Boost电路由于在启动阶段输入直接通过同步功率管Q₁给输出充电，同步功率管Q₁要面临很大的浪涌电流，而且如果在同步功率管Q₁电流较大时开启主开关管Q₂，则存在损坏功率管的风险。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述Boost电路中启动时浪涌电流对主开关管Q₂、同步功率管Q₁以及对输出端设备的存在损坏的风险，提出一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路，该电路能够实现对同步功率管Q₁电流的限制的功能，本发明的整个电路结构简洁、精度高、响应快速，能提高系统的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路，包括如下单元：

电流与电压检测单元，用于检测同步功率管Q₁的输出电压V_OUT与输入电压V_IN之间的压差，并将检测结果欠压控制信号V_UVLO输送至限流单元和逻辑控制电路里；并采用负反馈稳住同步功率管Q₁的输出电压V_OUT，将采样电阻采出的同步功率管Q₁镜像管的电流I_SENSE转换为电压值即电流采样信号V_IS，并将电流采样信号V_IS输送至限流单元；

限流单元，用于控制同步功率管Q₁的电流值，并将接收到的电流采样信号V_IS与外部参考电压V_REF比较，最后将比较结果栅极控制信号V_GATE直接连接同步功率管Q₁的栅极，将电流控制在合适范围。

同步功率管Q₁：用于接收限流单元的栅极控制信号V_GATE，并给电流与电压检测单元提供输出电压V_OUT、开关节点电压V_SW和衬底电压V_BODY；