功率转换电路和功率转换方法技术

本发明专利技术涉及功率转换电路和功率转换方法。第一软启动信号指示在升压整流器的加载阶段中的操作并且第二软启动信号指示在该加载阶段之后的脉冲驱动阶段中的操作。整流晶体管响应于第一软启动电路而在加载阶段的持续时间内被激励以生成上升的输出电压。整流晶体管进一步响应于第二软启动电路而在脉冲驱动阶段期间被反复激励以生成升压的输出电压。在加载阶段期间，耦合在整流晶体管的第一导通端子和本体端子之间的第一晶体管被激励，并且耦合在整流晶体管的本体端子和第二导通端子之间的第二晶体管被停用。在脉冲驱动阶段期间，第一晶体管被停用，而第二晶体管被激励。

Power Conversion Circuit and Power Conversion Method

【技术实现步骤摘要】
功率转换电路和功率转换方法本申请是申请日为2014年8月29日、申请号为201410448298.2、专利技术名称为“功率转换电路和功率转换方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本公开内容总体上涉及升压转换器电路，尤其涉及一种用于在升压转换器中使用以便控制关机电流的电路。
技术介绍
DC/DC转换器电路在电池供电的便携式设备中广泛使用。这样的设备的示例包括：智能电话、智能手表、相机、媒体播放器以及多种其它便携式数字设备。对于升压类型的转换器而言，电路进行操作以接收DC输入电压(从电池)并且生成DC输出电压，其中DC输出电压的量级超过DC输入电压的量级。为了延长电池寿命，本领域技术人员认识到，尤其是在关闭期间，需要对输入和输出之间的泄漏电流进行控制。
技术实现思路
在一个实施例中，一种电路包括升压转换器，其具有：输入节点；输出节点；整流晶体管，其耦合在该输入和输出节点之间并且具有本体端子；第一晶体管，其耦合在该输入节点和本体端子之间；和第二晶体管，其耦合在该本体端子和输出节点之间。该电路进一步包括：软启动电路，其被配置为接收软启动信号并且响应于此而生成应用于该整流晶体管的控制端子的第一控制信号；以及驱动电路，其被配置为生成应用于该第一晶体管的控制端子的第二控制信号，并且进一步被配置为接收该软启动信号并且响应于此而生成应用于该第二晶体管的控制端子的第三控制信号。在一个实施例中，一种电路包括：升压电路，其包括具有第一和第二导通端子以及本体端子的整流晶体管；第一晶体管，其耦合在该第一导通端子和本体端子之间；和第二晶体管，其耦合在该本体端子和第二导通端子之间；以及控制电路，其被配置为对所述升压电路的操作进行控制。该控制电路包括：软启动电路，其被配置为接收指示加载阶段的第一软启动信号以及指示所述加载阶段之后的脉冲驱动阶段的第二软启动信号，该软启动电路可操作以响应于第一软启动电路而在该加载阶段的持续时间内激励该整流晶体管，并且进一步可操作以在该脉冲驱动阶段期间输送脉冲信号以对该整流晶体管的激励进行控制；和本体控制电路，其被配置为响应于该第一和第二软启动信号对该第一和第二晶体管的激励进行控制，该本体控制电路可操作以在第一软启动信号活动且第二软启动信号无活动时激励第一晶体管并且停用第二晶体管，并且进一步可操作以在第二软启动信号活动时停用第一晶体管并且激励第二晶体管。在一个实施例中，一种方法包括：接收第一软启动信号，其指示升压整流器的加载阶段中的操作；响应于第一软启动电路而在该加载阶段的持续时间内激励该整流晶体管以生成朝向输入电压的水平上升的输出电压，所述整流晶体管具有第一和第二导通端子以及本体端子；接收第二软启动信号，其指示所述升压整流器的所述加载阶段之后的脉冲驱动阶段中的操作；在该脉冲驱动阶段期间输送脉冲信号以对该整流晶体管的反复激励进行控制而生成经升压的输出电压；在该加载阶段期间，激励耦合在第一导通端子和本体端子之间的第一晶体管并且停用耦合在本体端子和第二导通端子之间的第二晶体管以对所述输出电压进行升压而超过输入电压；并且在该脉冲驱动阶段期间，激励耦合在本体端子和第二导通端子之间的第二晶体管并且停用耦合在第一导通端子和本体端子之间的第一晶体管。附图说明为了更为完整地理解本公开内容及其优势，现在参考以下结合附图所进行的描述，其中：图1是升压转换器的实施例的电路图；图2是升压转换器的实施例的电路图；图3A和3B图示了图2的电路的操作；图3C是用于控制图2的操作的电路图；图4是用于随图2的电路使用的软启动电路的电路图；图5是电路操作的时序图；和图6是本体控制电路的电路图。具体实施方式现在参考图1，其示出了升压转换器100的实施例的电路图。电路100包括节点LX。电感器L耦合在节点LX与被配置为接收输入电压的供电输入节点VIN之间。分流晶体管MN耦合在节点LX和基准供应节点(例如，接地端)之间。晶体管MN例如可以包括n沟道MOSFET晶体管，其具有耦合在节点LX和基准供应节点之间的源极-漏极路径。晶体管MN的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S1。电路100进一步包括耦合在节点LX和输出节点VOUT之间一对串联连接的晶体管MP1和MP2。晶体管MP1和MP2例如可以包括p沟道MOSFET晶体管，其具有在节点LX和节点VOUT之间(在节点VMID)互相串联耦合的源极-漏极路径。晶体管MP1的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S2。晶体管MP2的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S3。电容器Cout耦合在输出节点VOUT和基准供应节点之间。晶体管MP1包括整流晶体管，而晶体管MP2包括负载晶体管。在一种示例实施方式中，节点LX可以包括集成电路设备的封装管脚，而电感器L被提供为外部电路组件。在另一种示例实施方式中，节点VOUT包括集成电路设备的封装管脚。电容器Cout可以被提供为内部电路组件(如所示出的)或外部电路组件。在又一种实施方式中，节点VOUT可以包括集成电路设备内部的节点，其被配置为向同样实施在该集成电路设备内的其它电路装置供应经升压的DC电压。开关信号S1、S2和S3由控制电路102生成。在设备进行操作的任何情况下，负载晶体管MP2由控制信号S3所激励。控制电路102随后通过控制信号S1激励分流晶体管MN以将电感器L耦合在供应节点VIN和基准供应节点之间。电流流过电感器L并且跨电感器的电压增大。控制电路随后停用晶体管MN并且通过控制信号S2激励整流晶体管MP1。电流因此流过晶体管MP1和MP2并且进入输出电容器Cout。控制电路随后停用晶体管MP1并且重复该过程。结果，存储在电容器Cout中并且被使得可在输入节点VOUT处获得的电压上升至超过输入节点VIN处的电压的水平。当电路100关闭时，晶体管MP1和MP2均关断。这些晶体管的本体二极管被反向偏置并且因此节点VIN和VOUT之间没有供电流泄漏的路径。节点VMID处的电压将移动至使得可在节点VIN和VOUT处获得的两个电压中较高的一个。注意到电路100的缺陷包括：a)需要两个pMOS器件(MP1和MP2)，这占据了集成电路上的大块面积，以及b)由于用作输出整流的开关晶体管的晶体管MP1需要两倍大小以便保持小的Rdson数值但是尽管如此仍然产生增加的开关损耗，所以其效率较低。现在参考图2，其示出了升压转换器110的实施例的电路图。关于图1的电路100的同样附图标记指代同样或类似的部分。电路110包括耦合在节点LX和输出节点VOUT之间的整流晶体管MP。晶体管MP例如可以包括p沟道MOSFET晶体管，其源极-漏极路径耦合在节点LX和节点VOUT之间。晶体管MP的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S4。电路110进一步包括耦合在节点LX和输出节点VOUT之间的一对串联连接的本体控制晶体管MPS1和MPS2。晶体管MPS1和MPS2例如可以包括p沟道MOSFET晶体管，它们的源极-漏极路径在节点LX和节点VOUT之间(在节点BG)互相串联耦合。节点BG耦合至晶体管MP的本体端子。晶体管MPS1的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S5。晶体管MPS2的控制端子(栅极)被配置为接收开关信号S6。串联连接的晶体管MPS1和MPS2因此与晶体管MP并联连接。晶体管M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率转换的电路，包括：升压转换器，具有：输入节点；输出节点；整流晶体管，耦合在所述输入节点和所述输出节点之间并且具有本体端子；第一晶体管，耦合在所述输入节点和所述本体端子之间；和第二晶体管，耦合在所述本体端子和所述输出节点之间；软启动电路，被配置为接收软启动信号并且响应于所述软启动信号而生成应用于所述整流晶体管的控制端子的第一控制信号；以及驱动电路，被配置为生成应用于所述第一晶体管的控制端子的第二控制信号，并且进一步被配置为接收所述软启动信号并且响应于所述软启动信号而生成应用于所述第二晶体管的控制端子的第三控制信号，其中所述驱动电路包括：逻辑反相器，被配置为生成所述第三控制信号，所述逻辑反相器具有第一供电输入和第二供电输入，所述第一供电输入响应于所述第三控制信号而被选择性地耦合以从所述输入节点和所述输出节点之一接收第一电源电压，所述第二供电输入被耦合以接收从所述本体端子处的电压导出的第二电源电压。

【技术特征摘要】
1.一种用于功率转换的电路，包括：升压转换器，具有：输入节点；输出节点；整流晶体管，耦合在所述输入节点和所述输出节点之间并且具有本体端子；第一晶体管，耦合在所述输入节点和所述本体端子之间；和第二晶体管，耦合在所述本体端子和所述输出节点之间；软启动电路，被配置为接收软启动信号并且响应于所述软启动信号而生成应用于所述整流晶体管的控制端子的第一控制信号；以及驱动电路，被配置为生成应用于所述第一晶体管的控制端子的第二控制信号，并且进一步被配置为接收所述软启动信号并且响应于所述软启动信号而生成应用于所述第二晶体管的控制端子的第三控制信号，其中所述驱动电路包括：逻辑反相器，被配置为生成所述第三控制信号，所述逻辑反相器具有第一供电输入和第二供电输入，所述第一供电输入响应于所述第三控制信号而被选择性地耦合以从所述输入节点和所述输出节点之一接收第一电源电压，所述第二供电输入被耦合以接收从所述本体端子处的电压导出的第二电源电压。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述输入节点被配置用于连接至电感器并且所述输出节点被配置用于连接至电容器。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述软启动信号包括：第一启动信号，所述软启动电路响应于所述第一启动信号而通过所述第一控制信号激励所述整流晶体管以对所述输出节点充电；以及第二启动信号，所述软启动电路响应于所述第二启动信号而允许通过所述第一控制信号反复激励所述整流晶体管以对所述输出节点处的电压进行升压。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述驱动电路被配置为在所述第一启动信号和所述第二启动信号都有效时通过所述第三控制信号激励所述第二晶体管。5.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一晶体管的控制端子由所述输出节点处的电压通过所述第二控制信号进行控制。6.根据权利要求1所述的电路，进一步包括：第一反相器电路，所述第一反相器电路具有作为第三控制信号而耦合至所述第二晶体管的所述控制端子的输出并且具有第一供电端子和第二供电端子；电压控制电路，被配置为响应于所述第一反相器电路的输出而将所述输入节点处的电压或所述输出节点处的电压之一应用于所述第一供电端子；以及钳位电路，被配置为将从所述本体端子处的电压得出的电压应用于所述第二供电端子。7.根据权利要求6所述的电路，其中所述软启动信号包括第一软启动信号和第二软启动信号，其中所述钳位电路响应于所述第一软启动信号而被控制并且其中所述第一反相器电路响应于所述第二软启动信号而被控制。8.根据权利要求7所述的电路，进一步包括第二反相器电路，所述第二反相器电路具有耦合至所述第一反相器电路的输入的输出，其中所述电压控制电路进一步对所述第二反相器电路的输出进行响应并且其中所述第二反相器电路响应于所述第二软启动信号而被控制。9.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海波，李盛峰，
申请(专利权)人：意法半导体研发深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44