[发明专利]带自动箝位输出的同步升压DCDC电路及其保护方法

权利要求书

1.一种带自动箝位输出的同步升压DCDC电路，用于实时检测输出端的输出电压并且对输出电压进行自动箝位保护，其特征在于，包括第一电压比较器、第二电压比较器、第一双输入与门、低侧开关管、反相器、双输入或门、第二双输入与门、高侧整流管、电阻R12、电阻R13和电阻R14，其中：

所述电阻R12和所述电阻R13的共接端输出第一电压Vf1，所述第一电压Vf1与所述第一电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第一电压比较器的正极输入端连接基准电压，所述电阻R13和所述电阻R14的共接端输出第二电压Vf2，所述第二电压Vf2与所述第二电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第二电压比较器的正极输入端连接基准电压；

所述第一电压比较器的输出端一路连接所述第一双输入与门的第二输入端电性连接并且所述第一电压比较器的输出端另一路通过所述反相器与所述双输入或门的第二输入端电性连接，所述第二电压比较器的输出端与所述第二双输入与门的第二输入端电性连接；

所述第一双输入与门的输出端与所述低侧开关管的栅极电性连接并且所述低侧开关管的漏极与所述高侧整流管的源极电性连接，所述高侧整流管的漏极输出输出电压，所述双输入或门的输出端与所述第二双输入与门的第一输入端电性连接并且所述第二双输入与门的输出端与所述高侧整流管的栅极电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种带自动箝位输出的同步升压DCDC电路，其特征在于，所述高侧整流管的漏极还依次通过电阻R10和电阻R11接地，所述低侧开关管的源极通过电阻R1接地并且所述低侧开关管的漏极还通过电感L接电源端VCC。

3.根据权利要求2所述的一种带自动箝位输出的同步升压DCDC电路，其特征在于，带自动箝位输出的同步升压DCDC电路还包括误差放大器、第三电压比较器和第四电压比较器，其中：

所述误差放大器的正极输入端连接基准电压并且所述误差放大器的负极输入端连接所述电阻R10和所述电阻R11的共接端，以输出误差比较结果到所述第三电压比较器；

所述误差放大器的输出端与所述第三电压比较器的负极输入端电性连接并且所述第三电压比较器的输出端与双输入或非门的第一输入端电性连接，所述第四电压比较器的输出端与所述双输入或非门的第二输入端电性连接并且所述第三电压比较器的正极输入端和所述第四电压比较器的正极输入端均与所述低侧开关管的源极电性连接；

所述双输入或非门的输出端与PWM产生电路的输入端电性连接，所述PWM产生电路的第一输出端与所述第一双输入与门的第一输入端电性连接并且所述PWM产生电路的第二输出端与所述双输入或门的第一输入端电性连接，所述PWM产生电路用于输出频率固定和占空比自动调节的PWM方波。

4.根据权利要求3所述的一种带自动箝位输出的同步升压DCDC电路，其特征在于，带自动箝位输出的同步升压DCDC电路还包括用于限制所述低侧开关管的电流限制模块，所述电流限制模块包括产生基准控制电流的电流源和电阻R2，所述电流源产生的基准控制电流通过所述电阻R2接地并且将产生的限流控制信号输出到所述第四电压比较器的负极输入端；

低侧开关管打开时，流入低侧开关管的电流被电阻R1检测并且转为电压信号，当电压信号大于产生的限流控制信号时，低侧开关管的栅极变为低状态并且同时高侧整流管的栅极变为高状态，以使得限制输出电压转换过程中低侧开关管流过的最大电流，从而限制浪涌。

5.用于实施权利要求1-4任一项所述的带自动箝位输出的同步升压DCDC电路的一种带自动箝位输出的同步升压DCDC保护方法，用于实时检测同步升压DCDC电路的输出端的输出电压并且对输出电压进行自动箝位保护，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：当带自动箝位输出的同步升压DCDC电路的输出电压的电压值上升并且第一电压Vf1高于基准电压时，第一电压比较器的输出端输出信号为0，以使得第一双输入与门的输出端的输出信号也为0，从而低侧开关管被关断；

同时，反相器的输出端输出信号为高，以使得双输入或门的输出端输出信号也为高，如果第二电压Vf2低于基准电压，则第二电压比较器的输出端输出信号为高，以使得第二双输入与门的输出端输出信号也为高，从而高侧整流管被关断，低侧开关管和高侧整流管同时被关断时，则判断带自动箝位输出的同步升压DCDC电路处于高阻态；

步骤S2：当带自动箝位输出的同步升压DCDC电路的输出电压的电压值继续上升并且第二电压Vf2高于基准电压时，由于第一电压Vf1的电压比第二电压Vf2的电压高，因此低侧开关管仍被关断，第二电压比较器的输出端输出信号变为0，以使得第二双输入与门的输出端的输出信号也为0，从而高侧整流管被打开，以使得输出电压通过电感L向电源端VCC放电从而降低输出电压，则判断带自动箝位输出的同步升压DCDC电路处于输出电压箝位保护状态；

步骤S3：当带自动箝位输出的同步升压DCDC电路的输出电压的电压值下降，第二电压Vf2低于基准电压并且第一电压Vf1仍高于基准电压时，低侧开关管被关断，第二电压比较器的输出端输出信号为高，以使得第二双输入与门的输出端输出信号也为高，从而高侧整流管被关断，低侧开关管和高侧整流管同时被关断时，则判断带自动箝位输出的同步升压DCDC电路处于高阻态；

步骤S4：当带自动箝位输出的同步升压DCDC电路的输出电压的电压值继续下降并且第一电压Vf1低于基准电压时，第一电压比较器的输出端输出信号为高，以使得第一双输入与门的输出受PWM产生电路控制，从而使得低侧开关管的开关状态受PWM产生电路控制；

同时，反相器的输出端输出信号为0，以使得双输入或门的输出端输出信号受PWM产生电路控制，由于第二电压Vf2仍低于基准电压，则第二电压比较器的输出端输出信号维持高，并且第二双输入与门的输出受双输入或门的输出控制，从而使得高侧整流管的开关状态受PWM产生电路控制，则判断带自动箝位输出的同步升压DCDC电路处于正常工作状态。