一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，包括一buck‑boost电路和并联在所述buck‑boost电路的BST1端和BST2之间的自举电容互相充电电路，所述自举电容互相充电电路包括第一自举电容充电电路和第二自举电容充电电路，所述buck‑boost电路中的第一自举电容C1可通过所述第一自举电容充电电路为第二自举电容C2充电，所述buck‑boost电路中的第二自举电容C2可通过所述第二自举电容充电电路为第一自举电容C1充电，本发明专利技术实现了两个自举电容的互相充电，减小了传统的四开关buck‑boost电路充电所需的开关动作，间接减小了电感电流纹波。

A bootstrap drive circuit for four switch buck converter

【技术实现步骤摘要】
一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路
本专利技术涉及一种自举驱动电路，具体涉及一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路。
技术介绍
开关的电源的拓扑结构中，有buck、boost、buck-boost三种典型的拓扑结构。这三种传统的拓扑结构最多都是只需要两个开关管。Buck电路只能降压，boost电路只能升压，buck-boost电路结构既能升压又能降压，但是输入和输出是反向的。于是如图2所示又进一步衍生出了四开关的buck-boost结构。为了提高效率，四个开关管都是NMOS管，高边的NMOS开关管需要使用自举驱动技术，自举驱动需要自举电容，自举电容需要充电，否则自举电容上的电压会因为电荷泄放而慢慢变小。如图2所示，传统的四开关buck-boost电路结构中，以输入电压VIN大于输出电压VOUT为例，靠近输出侧的开关管Q4需要维持常开状态，要维持常开状态则需要保证自举电容C2的电压足够高。自举电容C2如果不充电会因为电荷泄放电压慢慢变小导致开关管Q4关断无法输出电压。目前，对自举电容进行充电的方案主要有以下两种：第一种方案是，通过计时器计时，每隔一段时间打开充电通路为自举电容充电。但该种充电方案不可避免的会增加充电所需的开关动作，而且会导致电感电流抖动，增加电流纹波。另一种方案是利用chargepump技术，比如用电荷泵(chargepump)为自举电容补充电荷。但在芯片内集成电荷泵，需要消耗较大的芯片体积，不利于提高芯片的集成度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，以解决上述技术问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，包括一buck-boost电路和并联在所述buck-boost电路的BST1端和BST2之间的自举电容互相充电电路，所述自举电容互相充电电路包括第一自举电容充电电路和第二自举电容充电电路，所述第一自举电容充电电路包括依次串联连接电阻R8、二极管D1和开关管Q7，所述电阻R8的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST1端，所述电阻R8的另一端依次串联一正接的所述二极管D1和所述开关管Q7，所述开关管Q7的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST2端；所述第二自举电容充电电路包括依次串联连接的电阻R7、二极管D2和开关管Q8，所述电阻R7的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST2端，所述电阻R7的另一端依次串联一正接的所述二极管D2和所述开关管Q8，所述开关管Q8的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST1端。作为本专利技术的一种优选方案，所述buck-boost电路包括第一自举驱动电路和第二自举驱动电路，所述第一自举驱动电路包括开关管Q1、开关管Q2、第一自举电容C1和第一充电通路，所述开关管Q1的一端外接输入电压VIN，所述开关管Q1的另一端串接所述开关管Q2，所述开关管Q2的另一端接地，所述第一自举电容C1的一端连接在所述开关管Q1和所述开关管Q2的相交点SW1上，所述第一自举电容C1的另一端连接所述第一充电通路的输出端，所述第一充电通路的输入端外接电压VDRV；所述第二自举驱动电路包括开关管Q4、开关管Q3、第二自举电容C2和第二充电通路，所述开关管Q4的一端作为所述buck-boost电路的电压输出端，所述开关管Q4的另一端串接所述开关管Q3，所述开关管Q3的另一端接地；所述第二自举电容C2的一端连接在所述开关管Q4和所述开关管Q3的相交点SW2上，所述第一自举电容C2的另一端连接所述第二充电通路的输出端，所述第二充电通路的输入端外接电压VDRV；所述第一自举驱动电路和所述第二自举驱动电路通过一电感L1连接在所述相交点SW1和所述相交点SW2之间实现两个自举驱动电路的相互连接。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一充电通路包括二极管D5和并接在所述二极管D5两端的开关管Q5，所述二极管D5的正极外接所述电压VDRV，所述二极管D5的负极作为所述buck-boost电路的所述BST1端。作为本专利技术的一种优选方案，所述第二充电通路包括二极管D6和并接在所述二极管D6两端的开关管Q6，所述二极管D6的正极外接所述电压VDRV，所述二极管D6的负极作为所述buck-boost电路的所述BST2端。作为本专利技术的一种优选方案，所述第一自举电容充电电路中的所述开关管Q7与所述buck-boost电路的所述开关管Q1同步导通或关断。作为本专利技术的一种优选方案，所述第二自举电容充电电路中的所述开关管Q8与所述buck-boost电路的所述开关管Q4同步导通或关断。本专利技术提供的适于四开关升降压变换器的自举驱动电路实现了两个自举电容的互相充电，减小了传统的四开关buck-boost电路充电所需的开关动作，间接减小了电感电流纹波。而且不需要通过集成chargepump为自举电容补充电荷，减小了芯片体积，提高了芯片集成度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是传统的buck自举驱动电路的电路结构示意图；图2是传统的四开关buck-boost自举驱动电路的电路结构示意图；图3是本专利技术一实施例提供的适于四开关升降压变换器的自举驱动电路的电路结构示意图；图4为纯buck模式下，本专利技术一实施例提供的buck-boost电路中的部分节点的波形图；图5为纯boost模式下，本专利技术一实施例提供的buck-boost电路中的部分节点的波形图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，其特征在于，包括一buck-boost电路和并联在所述buck-boost电路的BST1端和BST2之间的自举电容互相充电电路，所述自举电容互相充电电路包括第一自举电容充电电路和第二自举电容充电电路，/n所述第一自举电容充电电路包括依次串联连接电阻R8、二极管D1和开关管Q7，所述电阻R8的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST1端，所述电阻R8的另一端依次串联一正接的所述二极管D1和所述开关管Q7，所述开关管Q7的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST2端；/n所述第二自举电容充电电路包括依次串联连接的电阻R7、二极管D2和开关管Q8，所述电阻R7的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST2端，所述电阻R7的另一端依次串联一正接的所述二极管D2和所述开关管Q8，所述开关管Q8的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST1端。/n

【技术特征摘要】
1.一种适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，其特征在于，包括一buck-boost电路和并联在所述buck-boost电路的BST1端和BST2之间的自举电容互相充电电路，所述自举电容互相充电电路包括第一自举电容充电电路和第二自举电容充电电路，
所述第一自举电容充电电路包括依次串联连接电阻R8、二极管D1和开关管Q7，所述电阻R8的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST1端，所述电阻R8的另一端依次串联一正接的所述二极管D1和所述开关管Q7，所述开关管Q7的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST2端；
所述第二自举电容充电电路包括依次串联连接的电阻R7、二极管D2和开关管Q8，所述电阻R7的一端连接在所述buck-boost电路的所述BST2端，所述电阻R7的另一端依次串联一正接的所述二极管D2和所述开关管Q8，所述开关管Q8的电压输出端连接所述buck-boost电路的所述BST1端。


2.如权利要求1所述的适于四开关升降压变换器的自举驱动电路，其特征在于，所述buck-boost电路包括第一自举驱动电路和第二自举驱动电路，
所述第一自举驱动电路包括开关管Q1、开关管Q2、第一自举电容C1和第一充电通路，所述开关管Q1的一端外接输入电压VIN，所述开关管Q1的另一端串接所述开关管Q2，所述开关管Q2的另一端接地，
所述第一自举电容C1的一端连接在所述开关管Q1和所述开关管Q2的相交点SW1上，所述第一自举电容C1的另一端连接所述第一充电通路的输出端，所述第一充电通路的输入端外接电压VDRV；
所述第二自举驱动电路包括开关管Q4、开关管Q3、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：付烟林，郭帅，朱治鼎，王蒙，
申请(专利权)人：深圳芯智汇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44