升压转换电路及其驱动控制模块制造技术

本发明专利技术公开了一种升压转换电路及其驱动控制模块，该升压转换电路耦接输入端的输入电压并用以提供转换输出电压至输出端，升压转换电路包含储能电感、功率开关、脉宽控制电路以及驱动控制模块。储能电感两端耦接在输入端与输出端之间。功率开关耦接在储能电感与接地端之间。脉宽控制电路用以提供脉宽控制信号至功率开关的栅极，从而控制功率开关的导通状态，进而在第二端形成转换输出电压。根据升压转换电路操作时的电流负载状态，驱动控制模块选择性地依据输入电压或转换输出电压输出栅极电位信号至脉宽控制电路，脉宽控制电路依此调整脉宽控制信号的电压幅度。本发明专利技术使功率开关在不同负载时具有不同的导通损耗与切换损耗，达到较高的操作效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种升压转换电路及其驱动控制模块，该升压转换电路耦接输入端的输入电压并用以提供转换输出电压至输出端，升压转换电路包含储能电感、功率开关、脉宽控制电路以及驱动控制模块。储能电感两端耦接在输入端与输出端之间。功率开关耦接在储能电感与接地端之间。脉宽控制电路用以提供脉宽控制信号至功率开关的栅极，从而控制功率开关的导通状态，进而在第二端形成转换输出电压。根据升压转换电路操作时的电流负载状态，驱动控制模块选择性地依据输入电压或转换输出电压输出栅极电位信号至脉宽控制电路，脉宽控制电路依此调整脉宽控制信号的电压幅度。本专利技术使功率开关在不同负载时具有不同的导通损耗与切换损耗，达到较高的操作效率。【专利说明】升压转换电路及其驱动控制模块
本专利技术涉及一种电转换器，尤其涉及一种升压转换电路。
技术介绍
升压转换电路(boost converter)为现在电子装置上常见的电源供应电路，广泛用来提供低功率装置(如便携式电子装置)中所需的电力。由于便携式电子装置上的储能元件通常仅能提供较低的直流电压(例如一个电池单元的电压通常为3V至4.2V)，需要通过升压转换电路进行升压至系统操作电压(例如5V)。 为节省整体空间和成本，升压转换器内部通常包含功率开关。由于功率开关本身的元件特性各不相同，最佳的适用情况有所差异。 举例来说，例如具有较低导通阻抗(Rds_)的功率开关，当用在输出电力驱动高负载的使用状态上，可带来较少的导通损耗。另一方面，例如具有较高的导通阻抗(Rdsw)的功率开关，当用在输出电力驱动高负载的使用状态上，将可能导致较高的导通损耗。 一般而言，升压转换器内置的功率开关的导通阻抗(Rdsw)值通常较大，且导通阻抗随着功率开关的栅/源极电压差(Vgs)而改变。一般而言，当栅/源极电压差Vgs低于4V时，功率开关的导通阻抗将快速且大幅升高。因此，若直接使用未经升压的输入电压驱动功率开关的栅极(例如当功率开关的栅/源极电压差Vgs低于4V时)，将使得功率开关具有相当高的导通阻抗，形成相当大的导通损耗，导致效率不高。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种升压转换电路及其驱动控制模块。驱动控制模块可监测升压转换电路操作时的负载状态，并选择性地依据负载状态不同而输出不同的栅极电位信号，以调整功率开关其栅极上的脉宽控制信号的电压幅度。 本专利技术提出一种升压转换电路，其耦接输入端的输入电压并用以提供转换输出电压至输出端，升压转换电路包含储能电感、功率开关、脉宽控制电路以及驱动控制模块。储能电感的第一端耦接至该输入端，储能电感的第二端耦接至该输出端。功率开关耦接在储能电感的第二端与接地端之间。脉宽控制电路用以提供脉宽控制信号至功率开关的栅极，从而控制功率开关的导通状态，进而在储能电感的第二端形成转换输出电压。根据该升压转换电路操作时的电流负载状态，驱动控制模块选择性地依据输入电压或转换输出电压输出栅极电位信号至脉宽控制电路，脉宽控制电路依此来调整脉宽控制信号的电压幅度。 本专利技术还提出一种驱动控制模块，其用以控制升压转换电路，升压转换电路根据输入电压提供转换输出电压至输出端，升压转换电路包含功率开关以及脉宽控制电路，脉宽控制电路用以提供脉宽控制信号至功率开关，从而控制功率开关的导通状态并形成转换输出电压，驱动控制模块包含电流监测单元、选择单元以及逻辑控制单元。电流监测单元用以监测该升压转换电路操作时的电流负载状态。选择单元接收输入电压以及转换输出电压并选择性输出其中之一作为栅极电位信号至脉宽控制电路，从而调整脉宽控制信号的电压幅度。逻辑控制单元与电流监测单元以及选择单元耦接，当电流负载状态为轻载时，逻辑控制单元控制选择单元输出输入电压作为栅极电位信号，当电流负载状态为重载时，逻辑控制单元控制选择单元输出转换输出电压作为栅极电位信号。 【专利附图】【附图说明】 图1为根据本专利技术一实施例中一种升压转换电路的示意图； 图2为根据本专利技术一实施例中升压转换电路及其驱动控制模块的电路示意图； 图3为图2中升压转换电路相关的信号示意图。 【具体实施方式】 请参阅图1，其为根据本专利技术一实施例中一种升压转换电路100的示意图。在此实施例中，升压转换电路100可用于电子装置(图中未示)上，用以提供电子装置中负载222所需要的电力。升压转换电路100耦接输入端200 (举例来说可为电子装置上的电池模块)的输入电压V1,并用以提供转换输出电压\至输出端220。 如图1所示，升压转换电路100包含储能电感L1、驱动控制模块120、脉宽控制电路140以及功率开关160。在此实施例中，升压转换电路100进一步还包含反馈电路180以及二极管Dl。 储能电感LI的第一端耦接至输入端200，储能电感LI的第二端经由二极管Dl耦接至输出端220。功率开关160耦接于储能电感LI的第二端与接地端之间。 脉宽控制电路140用以提供脉宽控制信号Vspwm至功率开关160的栅极，从而控制功率开关160的导通状态，通过储能电感LI的充/放电与功率开关160脉宽式切换对输入电压V1升压，进而在储能电感LI的第二端形成转换输出电压％。通过切换式的功率开关160基于脉宽控制信号\^?进行升压转换为升压转换电路(boost converter)的常见做法，为本领域技术人员所熟知，在此不另赘述其详细原理。 需特别说明的是，本实施例中升压转换电路100具有驱动控制模块120可根据升压转换电路100操作时的电流负载状态Ikjad控制脉宽控制电路140，以动态调整脉宽控制信号Vspwm的电压幅度，从而使功率开关160具有较高的操作效率。其做法将在下列段落中详述。 驱动控制模块120可监测操作时的电流负载状态Ikjad,在此实施例中，驱动控制模块120所监测的电流负载状态I^d可为通过储能电感LI的电感电流Iy通过功率开关160的导通电流Ids或输出至输出端220的负载电流‘以得知电流负载状态Ikjadt5 根据监测到的电流负载状态1-d，驱动控制模块120选择性地依据输入电压V1或转换输出电压I输出栅极电位信号Vg至脉宽控制电路140，脉宽控制电路140根据栅极电位信号Vg调整脉宽控制信号Vgpw的电压幅度。 请一并参阅图2以及图3，图2为根据本专利技术一实施例中升压转换电路100及其驱动控制模块120的电路示意图，图3为图2的实施例中升压转换电路100相关的信号示意图。 如图2所示，驱动控制模块120包含电流监测单元122、逻辑控制单元124以及选择单元126。 电流监测单元122用以监测电流负载状态，在图2所示的例子中，电流监测单元122与功率开关160串接，用以监测通过功率开关160的导通电流IDS(即代表电流负载状态)，但本专利技术并不以此为限。 在其他实施例中，电流监测单元122还可设置在其他位置以监测通过储能电感LI的电感电流U如电流监测单元122与储能电感LI串接)，或监测输出至输出端220的负载电流I。(如电流监测单元122设置在二极管Dl与输出端220之间)，以得知电流负载状态。 选择单元126接收输入电压V1以及转换输出电压Vcj并选择性输出其中之一作为栅极电位信号Vg至脉宽控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压转换电路，其耦接输入端的输入电压并用以提供转换输出电压至输出端，其特征在于，上述升压转换电路包含：储能电感，该储能电感的第一端耦接至上述输入端，该储能电感的第二端耦接至上述输出端；功率开关，其耦接于上述储能电感的上述第二端与接地端之间；脉宽控制电路，其耦接于上述功率开关，上述脉宽控制电路用以提供脉宽控制信号至上述功率开关的栅极，从而控制上述功率开关的导通状态，进而在上述第二端形成上述转换输出电压；以及驱动控制模块，其耦接于上述脉宽控制电路，根据上述升压转换电路操作时的电流负载状态，该驱动控制模块选择性地依据上述输入电压或上述转换输出电压输出栅极电位信号至上述脉宽控制电路，上述脉宽控制电路依此来调整上述脉宽控制信号的电压幅度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李青翰，许志琬，许溪河，蔡承祐，
申请(专利权)人：华硕电脑股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71