在输入电压的宽范围内具有稳定的输出特性且具有应对输入电压变化的器件的DC-DC转换器制造技术

本发明专利技术公开一种DC‑DC升压变换器，其特征在于，包括升压变换器，上述升压变换器包括NMOS和PMOS，以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压始终具有栅极断开电压的方式进行控制。上述DC‑DC转换器包括：开关切换类型的直流电压变换部；脉宽调制波形信号控制部，作为生成为了包含于上述直流电压变换部的开关的动作而提供的脉宽调制波形信号的脉宽调制波形信号控制部，上述脉宽调制波形信号的占空比根据向脉宽调制波形信号控制部输入的反馈电压来确定；以及生成上述反馈电压的反馈电路部，上述反馈电压通过从与上述误差电压成正比的值减去与向上述直流电压变换部输入的直流输入电压成正比的值而生成，上述误差电压与和上述直流电压变换部输出的直流输出电压相关的值与预定的基准电压之间的差成正比。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在输入电压的宽范围内具有稳定的输出特性且具有应对输入电压变化的器件的DC-DC转换器
本专利技术涉及DC-DC变换器，尤其涉及对高输入电压也可提供所需的输出电压的DC-DC升压变换器的结构，涉及利用DC-DC转换器的输入电压的变化值校正输出电压的技术。
技术介绍
为了提供向有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)板输入的直流电压，需要通过改变由电池或预定的直流电源所提供的直流输入电压的等级来换成适合上述有源矩阵有机发光二极体板的直流输出电压，这种功能可由DC-DC转换器执行。或者，为了提供向进行无线充电时所充电的电池进行输入的直流输出电压，需要通过改变无线充电装置所提供的直流输入电压的等级来换成适合上述电池的直流输出电压，这种功能也可由DC-DC转换器执行。此外，有多种对DC-DC转换器进行应用的应用程序。DC-DC转换器主要使用于由电池提供电力的手机及笔记本电脑等的便携式电子装置。这种电子装置通常包括几个子电路，但各个子电路具有其自身的电压水平要求事项，且这种电压水平不同于电池所提供的电压水平。例如，手机显示装置以电池作为电源来使用。电池电压随着对装置进行使用而逐渐下降。这导致DC-DC转换器的输入电压的变化，即管线(Line)变化。例如，尤其在有源矩阵有机发光二极体用DC-DC转换器中，直流输出电压的细微的抖动将导致画面的闪烁现象(flicker)，因此，优选地，有源矩阵有机发光二极体板用的DC-DC转换器应具有优秀的线路调整率特性。DC-DC转换器可通过接收直流输入电压来提供直流输出电压。此时，在直流输入电压产生变化的情况下，直流输出电压的值并不准确固定在所设定的目标值，由此可产生表现出预定误差值的现象，这种直流输出电压的变化具有可能改变接收上述直流输出电压的装置的工作特性的问题。图1为用于说明普通升压变换器的工作原理的附图。图1的(a)部分所示的普通升压变换器可包括：电感器211，具有施加电池电压VBAT的一端子；共同节点LX，在上述电感器211的另一端部被定义；NMOS110，漏极与上述共同节点相连接；PMOS120，源极(或漏极)与上述共同节点相连接；输出电压VOUT，从上述PMOS120的漏极(或源极)输出；以及电容器12，一端子与上述PMOS120的漏极相连接。上述NMOS110的源极及上述电容器的另一端子可与基准电位(地面)相连接。而且，可向上述NMOS110的栅极施加开关切换信号SW_NG，可向上述PMOS120的栅极施加开关切换信号SW_PG。上述PMOS120的源极和漏极的位置可互换。以下，在本说明书中上述电池电压VBAT可被称为输入电压VIN。并且，上述输出电压VOUT可被称为输出电压ELVDD。上述开关切换信号SW_NG和上述开关切换信号SW_PG能够以分别周期性地轮流变换成低值和高值的方式产生改变。在一实施例中，可使上述开关切换信号SW_NG和上述开关切换信号SW_PG并不同时维持接通状态。或者，在一实施例中，上述开关切换信号SW_NG和上述开关切换信号SW_PG可具有互补的值。根据基于上述开关切换信号SW_NG和上述开关切换信号SW_PG维持接通状态及断开状态的时间长度的比例来定义的占空比，输出电压的值可变得不同。图1的(b)部分示出在上述NMOS110维持接通状态且上述PMOS120维持断开状态的情况下的电路的工作。此时，上述开关切换信号SW_NG可具有高值，上述开关切换信号SW_PG可具有高值。此时，电池所提供的电流可通过NMOS110来流动。在图1的(b)部分所示的状态稳定的情况下，上述电感器211两端的电位差为0，因此，上述共同节点的电压为输入电压VIN。图1的(c)部分示出上述NMOS110维持断开状态且上述PMOS120维持接通状态的情况下的电路的工作。此时，上述开关切换信号SW_NG可具有低值，上述开关切换信号SW_PG可具有低值。在这种情况下，电池所提供的电流可通过PMOS120来流动。在从图1的(b)部分所示的状态转换为图1的(c)部分所示的状态的转换区间时，在上述电感器211中流动的电流值的连续性得到保障，因此，最终使共同节点LX的电压将上升。此时，输出电压VOUT可具有从共同节点的电压减去PMOS120的源极与漏极之间的电压的值。若从图1的(c)部分所示的状态重新转换为图1的(b)部分所示的状态，则输出电压VOUT的值可基于电容器来维持。在图1所示的普通升压变换器中，输出电压VOUT和输入电压VIN具有如下公式1的关系。公式1VOUT＝{1/(1－D)}×VIN其中，D＜1，通常，D＜0.8即，图1所示电路以使得VOUT的值大于VIN的值的方式进行工作。即，升压变换器仅可生成大于输入电压的输出电压。通常，最低的VOUT＝VIN+0.2V。图1示出的升压变换器可用作生成向有源矩阵有机发光二极体(AMOLED)板供给的电压的DC-DC变换器。为了提供向有源矩阵有机发光二极体板输入的直流电压，需通过改变电池或预定直流电源所提供的直流输入电压的等级，从而换成适合于上述有源矩阵有机发光二极体板的直流输出电压来提供，这种功能可通过DC-DC变换器来执行。或者，为了提供向当无线充电时充电的电池单元输入的直流输出电压，需通过改变无线充电装置所提供的直流输入电压的等级，从而换成适合于上述电池的直流输出电压，这种功能也可通过DC-DC变换器来执行。通常，升压类型的有源矩阵有机发光二极体板用DC-DC变换器被设计成通过接收VBAT(2.9V～4.4V)来输出预先设定的优选目标值，例如4.6V。即，升压的差值可具有0.2V～1.7V的范围。但是，近来因不良有线充电器及快速充电而使得电池电压VBAT以4.5V以上的电压被充电。在这种情况下，升压变换器的输出电压可具有上述目标值以上的值。若向有源矩阵有机发光二极体板输入的电压大于预先设计的值，则导致画面不良。
技术实现思路
解决的技术问题本专利技术的目的在于提供如下的升压变换器，即，在电池电压VBAT大于4.4V的情况下，通过检测来使输出端的PMOS120处于断开状态，从而使输出电压VOUT达到4.6V。即，本专利技术的目的在于提供如下的升压变换器，即，当电池电压VBAT在2.9～(4.4+VTHP)的范围时，即当电池电压在2.9V～5.2V的范围时，保证输出电压达到4.6。在本专利技术中，为了解决上述问题，提供随着直流输入电压的变化可使DC-DC转换器的直流输出端子所提供的直流输出电压的变动最小化的技术。即，提供增强DC-DC转换器的线路调整率(lineregulation)特性的技术。技术方案根据本专利技术的一观点提供的DC-DC升压变换器包括：升压变换器，包括NMOS和PMOS；以及模式控制部，对向上述升压变换器输入的输入电压VBAT进行检测，从而根据所检测的上述输入电压来使上述升压变换器变换为第一模式或第二模式。此时，上述第一模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压始终具有栅极断开电压的方式进行控制的模式，上述第二模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压也转换接通断开状态的方式进行控制的模式。此时，当上述输入电压大于预先确定的值时，上述升压变换器以上述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC‑DC升压变换器，其中，包括：升压变换器(boost converter)，包括NMOS和PMOS；以及模式控制部，对向上述升压变换器输入的输入电压(VBAT)进行检测，从而根据所检测的上述输入电压来使上述升压变换器变换为第一模式或第二模式，上述第一模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压始终具有栅极断开电压的方式进行控制的模式，上述第二模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压也转换接通断开状态的方式进行控制的模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.25 KR 10-2016-0158626;2016.11.25 KR 10-2011.一种DC-DC升压变换器，其中，包括：升压变换器(boostconverter)，包括NMOS和PMOS；以及模式控制部，对向上述升压变换器输入的输入电压(VBAT)进行检测，从而根据所检测的上述输入电压来使上述升压变换器变换为第一模式或第二模式，上述第一模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压始终具有栅极断开电压的方式进行控制的模式，上述第二模式为以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压也转换接通断开状态的方式进行控制的模式。2.根据权利要求1所述的DC-DC升压变换器，其中，当上述输入电压大于预先确定的值时，上述升压变换器以上述第一模式进行工作，当上述输入电压与上述预先确定的值相同或小于上述预先确定的值时，上述升压变换器以上述第二模式进行工作。3.根据权利要求1所述的DC-DC升压变换器，其中，上述第一模式与上述第二模式之间的转换具有上述输入转换的迟滞现象特征。4.根据权利要求1所述的DC-DC升压变换器，其中，在上述输入电压大于预先确定的第一值的瞬间，上述升压变换器从上述第二模式转换为上述第一模式，之后，在上述输入电压小于比上述预先确定的第一值小的预先确定的第二值的瞬间，上述升压变换器从上述第一模式转换为上述第二模式。5.根据权利要求1所述的DC-DC升压变换器，其中，上述升压变换器与效率增强电路相连接，上述效率增强电路包括：第一二极管；以及第二二极管，向上述第一二极管的阳极端子施加上述升压变换器的输出电压，向上述第二二极管的阳极端子施加上述输入电压，上述第一二极管的阴极端子与上述第二二极管的阴极端子相连接，上述第一二极管及上述第二二极管的阴极端子与上述PMOS的第一隔离环端子、上述PMOS的后栅极端子及上述PMOS的第二隔离环端子相连接。6.一种DC-DC升压变换器，其中，包括升压变换器，上述升压变换器包括NMOS和PMOS，以在上述NMOS周期性地转换接通断开状态的期间使得上述PMOS的栅极电压始终具有栅极断开电压的方式进行控制。7.根据权利要求6所述的DC-DC升压变换器，其中，还包括电感器(211)，向上述电感器的一端子施加向上述升压变换器输入的输入电压，上述电感器的另一端子与上述NMOS的漏极相连接，上述NMOS的源极与基准电位相连接，上述NMOS的漏极与上述PMOS的第一端子相连接，上述PMOS的第二端子为上述升压变换器的输出端子。8.根据权利要求6述的DC-DC升压变换器，其中，还包括电感器(211)，向上述电感器的一端子施加向上述升压变换器输入的输入电压，还包括电感器(211)，向上述电感器的一端子施加向上述升压变换器输入的输入电压，上述升压变换器(210)与效率增强电路(220)相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金学润，金柱权，
申请(专利权)人：瑞尼斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR