用以降低电感电流的升压转换器及其驱动方法技术

本发明专利技术公开一种用以降低电感电流的升压转换器及其驱动方法，所述升压转换器包含一电感、一P型功率晶体管、一N型功率晶体管、二个二极管、二电容及一控制单元，且所述控制单元包含一控制电路、一软启动电路及一侦测电路。透過所述软启动电路的设计，可降低所述升压转换器的电感电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种升压转换器及其驱动方法，特别是有关于一种用以降低电感电流的升压转换器及其驱动方法。
技术介绍
在目前的技术中，许多电池供电系统、不断电系统(UPS)或是太阳能发电系统皆需使用升压式的转换器，其中不断电系统及太阳能发电系统更是需要较高的电压转换比的转换器。目前已有关于较高电压转换比的多种提高电压转换比的升压转换装置，其中升压转换器(boostconverter)的应用非常广泛，许多应用中的正/负高电位电压，都是通过所述升压转换器去进行取得。请参照图1所示，为一升压转换器，包含一电源VDD、一控制电路11、一侦测电路12、一P型功率晶体管13、一N型功率晶体管14及一电感15，其中所述控制电路11系分别输出一驱动信号VGDRP、VGDRN至所述P型功率晶体管13的闸极及所述N型功率晶体管14的闸极，并利用所述电感14的充放电特性，而将一低电位的电压VP转换成正高电位电压。然而，当所述升压转换器刚启动时，所述电源VDD会被抽取一股较大的电感电流IL，此时，当所述电压VP小于VDD-VD2时，所述电感电流IL的电流峰值会逐渐往上增加(见图2)，在特定应用中，所述电源VDD即为一电池，当所述电感电流IL的电流峰值过大时，所述电池于长期使用下，所述电感电流IL较容易对所述电池产生损害，并造成所述电池的使用寿命减低。因此，有必要对现有技术的升压转换器进行改良，以解决现有技术的升压转换器较容易对所述电池产生损害，并且造成所述电池的使用寿命减低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用以降低电感电流的升压转换器，利用软启动电路的设计，而产生更小的电感电流。本专利技术的另一目的在于提供一种用以降低电感电流的升压转换器的驱动方法，利用P型功率晶体管及N型功率晶体管的闸极在第一软启动模式中接收工作周期较小的方波，在第二软启动模式中接收工作周期较大的方波，用以避免电源受到损害并延长使用寿命。为达到上述的目的，本专利技术提供一种用以降低电感电流的升压转换器，包括一P型功率晶体管、一电感、一N型功率晶体管、两个二极管、二电容及一控制单元；所述P型功率晶体管包含一闸极、一漏极及一源极，所述源极电性连接一电源；所述电感的其一端电性连接所述P型功率晶体管的漏极；所述N型功率晶体管包含一闸极、一漏极及一源极，所述漏极电性连接所述电感的另一端；所述二极管的一端分别电性连接所述P型功率晶体管的漏极及所述N型功率晶体管的漏极；所述电容分别电性连接所述二极管的另一端，且所述两电容分别用以产生一第一负载电压及一第二负载电压；所述控制单元包含一控制电路、一软启动电路及一侦测电路，所述控制电路分别电性连接所述P型功率晶体管的闸极及所述N型功率晶体管的闸极，用以分别输出：一第一驱动信号，以驱动所述P型功率晶体管；及一第二驱动信号，以驱动所述N型功率晶体管，所述软启动电路电性连接所述控制电路；所述侦测电路分别电性连接所述控制电路及所述二极管的另一端，其中所述软启动电路用以使所述控制电路在一第一软启动模式及一第二软启动模式之间切换，其中在所述第一软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期小于在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期。在本专利技术的一实施例中，所述侦测电路具有：一第一比较器，用以比较所述第一负载电压，并产生一第一侦测电压；及一第二比较器，用以比较所述第二负载负载电压，并产生一第二侦测电压。在本专利技术的一实施例中，所述控制电路具有一波形产生组件，所述波形产生组件用以接收所述第一侦测电压及第二侦测电压，并分别输出在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号。在本专利技术的一实施例中，所述波形产生组件具有：一锯齿波产生器；一锯齿波比较器，电性连接所述锯齿波产生器；及一交换控制逻辑，用以接收所述锯齿波比较器的信号及所述第一侦测电压及第二侦测电压，并分别输出在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号。在本专利技术的一实施例中，所述软启动电路具有一第一选择器、一第二选择器、一频率产生器及一计数组件；所述第一选择器电性连接所述P型功率晶体管的闸极，并用以接收在所述第二软启动模式时的第一驱动信号；所述第二选择器电性连接所述N型功率晶体管的闸极，并用以接收在所述第二软启动模式时的第二驱动信号；所述频率产生器用以产生在所述第一软启动模式时的第一及第二驱动信号，并分别传送至所述第一选择器及第二选择器；所述计数组件用以计数时间而产生的一软启动信号并分别传送至所述第一选择器及第二选择器。在本专利技术的一实施例中，所述所述计数组件具有一计数器及一正反器；所述计数器电性连接所述频率产生器，用以计算所述频率产生器产生的频率次数并进行判断，所述正反器电性连接所述计数器，用以产生所述软启动信号。为达上述的目的，本专利技术提供一种用以降低电感电流的升压转换器的驱动方法，包括一启动步骤、一第一软启动步骤、一第二软启动步骤及一切换步骤；所述启动步骤用以开启一电源，使一P型功率晶体管及一N型功率晶体管导通；所述第一软启动步骤，用以在一第一软启动模式中，利用一频率产生器产生所述第一软启动模式的一第一驱动信号及一第二驱动信号，并分别由一第一选择器及一第二选择器传送至所述P型功率晶体管的一闸极及一N型功率晶体管的一闸极；所述第二软启动步骤用以在一第二软启动模式中，利用一计数组件将一软启动信号分别传送至所述第一选择器及第二选择器；所述切换步骤经由所述第一选择器及第二选择器选择将一波形产生组件产生的在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号，分别传送至所述P型功率晶体管的闸极及所述N型功率晶体管的闸极，其中在所述第一软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期小于在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期。在本专利技术的一实施例中，所述切换步骤之后，还包含一侦测步骤，其利用一侦测电路接收一第一负载电压及一第二负载电压，并使所述第一负载电压及第二负载电压与一参考电压比较，因而判断是否关闭所述P型功率晶体管及N型功率晶体管。如上所述，通过所述软启动电路的设计，使所述P型功率晶体管及N型功率晶体管的闸极在所述第一软启动模式中接收工作周期较小的方波，在所述第二软启动模式中接收工作周期较大的方波，进而使所述P型功率晶体管及N型功率晶体管导通及关闭的时间相匹配，其中使所述电感电流在所述第一软启动模式中的电流峰值被压低，而能够产生更小的注入电流，用以避免所述电源受到损害并延长使用寿命。附图说明图1是根据现有技术的升压转换器的一电路示意图。图2是根据现有技术的升压转换器的各组件电压及电流的一比较图。图3至5是根据本专利技术用以降低电感电流的升压转换器的一优选实施例的一电路示意图。图6是根据本专利技术用以降低电感电流的升压转换器的一优选实施例的各组件电压及电流的比较图。图7是根据本专利技术用以降低电感电流的升压转换器的驱动方法的一优选实施例的流程图。具体实施方式以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。再者，本专利技术所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以降低电感电流的升压转换器，其特征在于：所述升压转换器包含：一P型功率晶体管，包含一闸极、一漏极及一源极，所述源极电性连接一电源；一电感，其一端电性连接所述P型功率晶体管的漏极；一N型功率晶体管，包含一闸极、一漏极及一源极，所述漏极电性连接所述电感的另一端；二个二极管，所述二极管的一端分别电性连接所述P型功率晶体管的漏极及所述N型功率晶体管的漏极；二电容，分别电性连接所述二极管的另一端，且所述两电容分别用以产生一第一负载电压及一第二负载电压；一控制单元，包含：一控制电路，分别电性连接所述P型功率晶体管的闸极及所述N型功率晶体管的闸极，用以分别输出：一第一驱动信号，以驱动所述P型功率晶体管；及一第二驱动信号，以驱动所述N型功率晶体管；一软启动电路，电性连接所述控制电路；及一侦测电路，分别电性连接所述控制电路及所述二极管的另一端；其中所述软启动电路用以使所述控制电路在一第一软启动模式及一第二软启动模式之间切换，其中在所述第一软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期小于在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期。

【技术特征摘要】
2015.07.06 TW 1041218581.一种用以降低电感电流的升压转换器，其特征在于：所述升压转换器包含：一P型功率晶体管，包含一闸极、一漏极及一源极，所述源极电性连接一电源；一电感，其一端电性连接所述P型功率晶体管的漏极；一N型功率晶体管，包含一闸极、一漏极及一源极，所述漏极电性连接所述电感的另一端；二个二极管，所述二极管的一端分别电性连接所述P型功率晶体管的漏极及所述N型功率晶体管的漏极；二电容，分别电性连接所述二极管的另一端，且所述两电容分别用以产生一第一负载电压及一第二负载电压；一控制单元，包含：一控制电路，分别电性连接所述P型功率晶体管的闸极及所述N型功率晶体管的闸极，用以分别输出：一第一驱动信号，以驱动所述P型功率晶体管；及一第二驱动信号，以驱动所述N型功率晶体管；一软启动电路，电性连接所述控制电路；及一侦测电路，分别电性连接所述控制电路及所述二极管的另一端；其中所述软启动电路用以使所述控制电路在一第一软启动模式及一第二软启动模式之间切换，其中在所述第一软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期小于在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号的工作周期。2.如权利要求1所述的用以降低电感电流的升压转换器，其特征在于：所述侦测电路具有：一第一比较器，用以比较所述第一负载电压，并产生一第一侦测电压；及一第二比较器，用以比较所述第二负载负载电压，并产生一第二侦测电压。3.如权利要求2所述的用以降低电感电流的升压转换器，其特征在于：所述控制电路具有一波形产生组件，所述波形产生组件用以接收所述第一侦测电压及第二侦测电压，并分别输出在所述第二软启动模式时的第一及第二驱动信号。4.如权利要求3所述的用以降低电感电流的升压转换器，其特征在于：所述波形产生组件具有：一锯齿波产生器；一锯齿波比较器，电性连接所述锯齿波产生器；及一交换控制逻辑，用以接收所述锯齿波比较器的信号及所述第一侦测电压及第二侦测电压，并分别输出在所述第二软启动模式时的第一及第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：张正欣，陈建廷，邱联鼎，洪扬程，
申请(专利权)人：晶宏半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71