[实用新型]一种多模式转换电路

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及电子电路，更具体但是并非排它地涉及一种开关型多模式转换电路及其控制方法。

背景技术

开关转换电路是一种常用的电压转换电路，一般被配置成基于在一些未调节的源电压向负载提供已调节的输出电压或者电流(“负载电压”或者“负载电流”)。

图1示出一款现有的升压型转换电路10的电路示意图。开关转换电路100包括第一电感L1、第一晶体管M1、第二晶体管M2和输出电容CO。第一电感L1耦接于输入端IN和开关端SW之间，第一晶体管M1耦接于接地端GND和开关端SW之间，第二晶体管M2耦接于开关端SW和输出端OUT之间，输出电容CO耦接于输出端OUT和接地端GND之间。第二晶体管M2可以采用PMOS晶体管。当转换电路100不使能时，输入端电压VIN(以下简称输入电压VIN)和开关端电压VSW(以下简称开关电压VSW)大于输出端电压VOUT，第二晶体管M2的衬底需要耦接至开关端SW以避免衬底二极管D1导通；当转换电路10使能后，第一晶体管M1导通时，开关端电压VSW接近于零，即远低于输出端电压VOUT(以下简称输出电压VOUT)，第二晶体管M2的衬底需要耦接至转换电路10的输出端OUT，以避免衬底寄生二极管D2导通。为此，转换电路10需要一个衬底选择电路101，以在不同的情况下将第二晶体管M2的衬底选择性地耦接至转换电路10的高电势端。通常，衬底选择电路101的控制逻辑和电路结构都非常复杂，不仅难于设计、容易出错且占空了较大版图面积。尤其是，当转换电路10负载电 流不大(即第二晶体管M2的导通电阻可以较大，布图面积较小)时，采用衬底选择电路的技术方案显得性价比尤其低。如何设计更加优化的电路结构，以避免升压转换电路采用衬底选择电路是本领域技术人员面临的难题。另外，图1所示的升压转换电路10仅能够提供高于输入电压VIN的输出电压VOUT，如何对其进一步改进，使其可以提供低于输入电压VIN的输出电压VOUT是本领域技术人员面临的另一难题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种多模式转换电路，包括：电感，耦接于输入端和开关端之间；第一晶体管，耦接于所述开关端和接地端之间；第二晶体管和第三晶体管，串联耦接于所述开关端和所述输出端之间，所述第二晶体管和所述第三晶体管的衬底寄生二极管的阳极均耦接至其公共连接端，或者所述第二晶体管和所述第三晶体管的衬底寄生二极管的阴极均耦接至其公共连接端，其中若所述转换器不使能，所述第二晶体管和所述第三晶体管关断；若所述转换器工作于升压模式，所述第二晶体管具有导通模式或者开关模式，所述第三晶体管具有开关模式；以及若所述转换器工作于降压模式，所述第二晶体管的导通电阻可调节，所述第三晶体管具有开关模式。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二晶体管和所述第三晶体管是P沟道MOS晶体管，其中所述第二晶体管具有第一端、第二端、控制端和衬底端，其第一端耦接至所述转换电路的开关端，其衬底端耦接至其第一端；所述第三晶体管具有第一端、第二端、控制端和衬底端，其第一端耦接至所述所述第二晶体管第二端，其第二端耦接至所述输出端，其衬底端耦接至其第二端。

根据本实用新型的一个实施例，第二晶体管和第三晶体管是P沟道MOS器件，其中所述第二晶体管具有第一端、第二端、控制端和衬底端，其第二端耦接至所述转换电路的输出端，其衬底端耦接至其第一端；所述第三晶体管具有第一端、第二端、控制端和衬底端，其第一端耦接至所述转换电路的开关端，其第二端耦接至所述第二晶体管第一端，其衬底端耦接至其第二端。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二晶体管由第一至第N单元晶体 管并联组成，N大于等于2；所述第一晶体管关断后的第一时间，若所述转换电路开关端电压低于设定电压，通过关断所述第一单元晶体管增大所述第二晶体管的导通电阻。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一晶体管关断后的第N时间，若所述转换电路开关端电压低于所述设定电压，通过关断所述第N单元晶体管增大所述第二晶体管的导通电阻。

根据本实用新型的一个实施例本实用新型的一个实施例，多模式转换电路还包括阻抗控制电路，具有第一端、第二端和第三端，其第一端耦接至所述转换电路的输入端，其第二端耦接至所述转换电路的开关端，其第三端耦接至所述第二晶体管的控制端；所述第一晶体管关断后的第一时间，若所述转换电路开关端电压低于设定电压，所述阻抗控制电路增大所述第二晶体管的导通电阻，其中所述设定电压高于所述转换电路输入端的电压。