一种输入耐高压的升降压电路制造技术

一种输入耐高压的升降压电路，包括升降压控制芯片、储能电感、可充电电池及负载；升降压控制芯片包括输入高压隔离模块、升降压控制模块、电源端口VIN、电感端口LX、充电端口BAT、输出端口VOUT及接地端GND；其中，端口VIN接收电源的电压；储能电感连接在端口LX和端口BAT之间，可充电电池的正极接在端口BAT，可充电电池的负极连接地端GND，负载连接在VOUT端口和接地端GND之间；当端口VIN接收电源的电压高于升降压控制模块和负载的工作电压范围，或者当端口VIN接收电源的电压低于升降压控制模块和负载的工作电压范围，输入高压隔离模块把端口VIN与升降压控制模块及输出端口VOUT隔离开，即确保了升降压控制模块及负载不被损坏，且有效防止可充电电池给充电器倒充。效防止可充电电池给充电器倒充。效防止可充电电池给充电器倒充。

【技术实现步骤摘要】
一种输入耐高压的升降压电路


[0001]本专利技术属于照明电路
，涉及一种输入耐高压的升降压电路。

技术介绍

[0002]随着集成电路技术的不断发展，升降压的直流转换电源管理类产品得到广泛的发展和应用，实现了高效率的直流到直流电源转换，可以应用于各种电子类产品的使用环境及场合。
[0003]请参阅图1，图1所示为现有技术中升降压直流转换电路的连接示意图。如图1所示，控制芯片212共有5个端口VIN、端口LX、端口BAT、端口VOUT1及接地端GND。其中，输入电容102的正极及USB电源端口USB port与端口VIN连接，输入电容102的负极接地；储能电感104连接在端口LX和端口BAT之间，电池旁路电容105连接在端口BAT和接地端GND之间；可充电电池106的正极连接在端口BAT和接地端GND之间；端口输出电容107和电池负载108并接在端口VOUT1和接地端GND之间。
[0004]本领域技术人员清楚，在上述电路中，可以通过对端口VIN的电压值来判断直流转换模式，例如，降压或升压的直流转换模式。具体地，通过端口MODE模块401对端口VIN进行电压值判断选择电源转换模式时，可以分为如下几种情况：
①
. 当VIN≥4.7V时，USB port、端口VIN、开关PMOS晶体管404、续流NMOS晶体管405、电感104形成了同步降压的架构，对电池106进行开关型充电，同时也对端口VOUT1的电池负载提供电源能量；
②
. 当4.5≤VIN＜4.7V时同步降压不工作，端口VIN仅给电池负载提供电源能量；
③
. 当VIN＜4.5V时，开关NMOS晶体管405、续流PMOS晶体管404、储能电感104形成了同步升压的架构，对电池进行放电，给电池负载108提供电源能量。
[0005]然而，由于端口VIN与端口VOUT1及PMOS晶体管404均为直接连接，故无法实现路径管理，即当端口VIN＜4.5V时，端口VIN也为负载消耗升压输出的功率，且PMOS晶体管404通常为低压5V管子，当端口VIN≥6.5V时，该芯片的端口VIN无法承受这样的高压。

技术实现思路

[0006]为解决的上述技术问题，本专利技术提出一种输入耐高压的升降压电路，其利用源漏极耐高压的NMOS晶体管把输入端与升降压部分隔离开，实现输入端耐高压及电源转换的路径管理。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种输入耐高压的升降压电路，包括升降压控制芯片、储能电感、可充电电池及负载；其特征在于，所述的升降压控制芯片包括输入高压隔离模块、升降压控制模块、电源端口VIN、电感端口LX、充电端口BAT、输出端口VOUT及接地端GND；其中，所述端口VIN接收电源的电压；所述储能电感连接在所述端口LX和所述端口BAT之间，所述可充电电池的正极接在所述端口BAT，所述可充电电池的负极连接地端GND，所述负载连接在所述VOUT端口和接地
端GND之间；所述升降压控制模块包括模式选择器，所述模式选择器用于根据所述电源端口VIN的输入电压进行电源路径的管理选择；当VIN≥V2时，在含有所述储能电感的回路中形成同步降压回路，对可充电电池进行开关型充电，同时也对所述负载提供电源能量；当V1≤VIN＜V2时，所述同步降压回路不工作，所述电源端口VIN仅给所述负载提供电源能量；当VIN＜V1时，在含有所述储能电感的回路中形成同步升压回路，对所述可充电电池进行放电，给所述负载提供电源能量；其中，V1小于V2，所述升降压控制模块及负载的工作电压为V3，V3大于V2；当VIN≥V4或VIN＜V1时，所述输入高压隔离模块，用于将所述电源端口VIN与所述升降压控制模块及所述输出端口VOUT隔离开；其中，V3＜V4。
[0008]进一步地，所述的高压隔离模块包括NMOS隔离管、电源调整器及电荷泵；其中，所述NMOS隔离管的漏极连接到所述端口VIN，其源极连接到所述端口VOUT，其栅极连接到所述电荷泵的输出；所述电源调整器的输入连接到端口VIN，其输出作为电源供给所述电荷泵；所述电荷泵的输入连接到所述电源调整器的输出，其输出连接到NMOS隔离管的栅极。
[0009]进一步地，所述高压隔离模块包括电源调整器、栅极钳位齐纳二极管、PMOS隔离管、第一衬底切换二极管和第二衬底切换二极管；其中，所述PMOS隔离管的源极连接到端口VIN，其漏极连接到端口VOUT，其栅极连接到所述电源调整器的输出节点ENB；所述电源调整器的输入连接到端口VIN，其输出连接到输出节点ENB；所述栅极钳位齐纳二极管的阳极连接到输出节点ENB，其阴极连接到PMOS隔离管的源极；所述第一衬底切换二极管的阳极连接到端口VIN，其阴极连接到所述PMOS隔离管的衬底；所述第二衬底切换二极管的阳极连接到VOUT，其阴极连接到所述PMOS隔离管的衬底。
[0010]进一步地，所述的所述升降压控制模块包括PMOS管、NMOS管、模式选择器、衬底选择器、升降压控制器；其中，PMOS管的源极连接到VOUT，其漏极连接到LX，其栅极连接到升降压控制器的VPG输出端；NMOS管的源极连接到地，其漏极连接到LX，其栅极连接到升降压控制器的VNG输出端；模式选择器的输入连端连接到VIN，其输出端连接到升降压控制器的输入端VMOD；衬底选择器的两个输入端分别为VOUT及BAT，输出端为VSUB连接到升降压控制器的输入端；升降压控制器的4个输入分别为VOUT、VMOD、VSUB及BAT，两个输出分别为VPG及VNG。
[0011]进一步地，所述的V1为4.5伏，V2为4.7伏，V3为5伏和V4为6.5伏。
[0012]进一步地，所述的输入耐高压的升降压电路，其还包括输入电容，所述的第一电容连接在所述端口VIN和接地端GND之间。
[0013]进一步地，所述的输入耐高压的升降压电路，其还包括电池旁路电容，所述的电池旁路连接在所述可充电电池和接地端GND之间。
[0014]进一步地，所述的输入耐高压的升降压电路，其还包括输出电容，所述的输出电容连接在所述负载的两端。
[0015]从上述技术方案可以看出，本专利技术的基于上述电路的一种输入耐高压的升降压电路，具有如下有益效果：
①
. 该升降压电路可以实现输入端耐高压；
②
. 该升降压电路通过精确的电源路径管理，提高该升降压电路的输出转换效果。
附图说明
[0016]图1所示为现有技术中升降压直流转换电路的连接示意图；图2所示为本专利技术实施例中输入耐高压的升降压电路示意图；图3所示为本专利技术实施例中输入高压隔离模块的示意图；图4所示为本专利技术实施例中电源路径管理的示意图。
[0017]元件标号说明101
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控制芯片102
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输入电容104
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储能电感105
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电池旁路电容106
ꢀ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输入耐高压的升降压电路，包括升降压控制芯片、储能电感、可充电电池及负载；其特征在于，所述的升降压控制芯片包括输入高压隔离模块、升降压控制模块、电源端口VIN、电感端口LX、充电端口BAT、输出端口VOUT及接地端GND；其中，所述端口VIN接收电源的电压；所述储能电感连接在所述端口LX和所述端口BAT之间，所述可充电电池的正极接在所述端口BAT，所述可充电电池的负极连接地端GND，所述负载连接在所述VOUT端口和接地端GND之间；所述升降压控制模块包括模式选择器，所述模式选择器用于根据所述电源端口VIN的输入电压进行电源路径的管理选择；当VIN≥V2时，在含有所述储能电感的回路中形成同步降压回路，对可充电电池进行开关型充电，同时也对所述负载提供电源能量；当V1≤VIN＜V2时，所述同步降压回路不工作，所述电源端口VIN仅给所述负载提供电源能量；当VIN＜V1时，在含有所述储能电感的回路中形成同步升压回路，对所述可充电电池进行放电，给所述负载提供电源能量；其中，V1小于V2，所述升降压控制模块及负载的工作电压为V3，V3大于V2；当VIN≥V4或VIN＜V1时，所述输入高压隔离模块，用于将所述电源端口VIN与所述升降压控制模块及所述输出端口VOUT隔离开；其中，V3＜V4。2.根据权利要求1所述的输入耐高压的升降压电路，其特征在于，所述的高压隔离模块包括NMOS隔离管、电源调整器及电荷泵；其中，所述NMOS隔离管的漏极连接到所述端口VIN，其源极连接到所述端口VOUT，其栅极连接到所述电荷泵的输出；所述电源调整器的输入连接到端口VIN，其输出作为电源供给所述电荷泵；所述电荷泵的输入连接到所述电源调整器的输出，其输出连接到NMOS隔离管的栅极。3.根据权利要求1所述的输入耐高压的升降压电路，其特征在于，所述高压隔离模块包括电源调整器、栅极钳位齐纳二极管、PMOS隔离管...

【专利技术属性】
技术研发人员：班福奎，
申请(专利权)人：上海裕芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：