DC-DC功率管的控制电路制造技术

本公开的实施例提供一种DC

【技术实现步骤摘要】
DC
‑
DC功率管的控制电路


[0001]本公开的实施例涉及集成电路
，具体地涉及一种DC
‑
DC功率管的控制电路。

技术介绍

[0002]在模拟电路设计过程中，经常会有应用于预充电的恒流应用，如Boost DC
‑
DC应用中，有时需要通过恒流预充电从输入端电压给输出端电压充电，当输出端电压达到一定要求后，DC
‑
DC电路才开始正常工作。
[0003]现有的实现方式是通过电流镜电路将DC
‑
DC上功率管的栅源电压钳位来实现恒流充电。但是该实现方式存在以下缺点：一方面电流镜电路不准确，且在恒流过程中由于热功率的影响，上功率管与电流镜电路中的晶体管的阈值电压随温度的变化不一致，使得电流随时间发生较大偏移。另一方面，上功率管在DC
‑
DC正常工作状态时，处于周期性的开关状态，但是电流镜电路中的晶体管只在预充电阶段工作，这就导致了上功率管和电流镜电路中的晶体管在长时间使用后，阈值电压的差异越来越大，使得恒定的电流发生非常大的变化，导致预充电过程中的恒流并不准确。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例的目的是提供一种DC
‑
DC功率管的控制电路，参与执行恒流预充电的电流镜像电路中的晶体管，在DC
‑
DC正常工作时，与所述DC
‑
DC中的一个功率管共同作为DC
‑
DC的开关管进行周期性开关动作，从而在长时间的使用之后，或者进行寿命老化实验之后，该晶体管与功率管特性的变化相一致，也使得恒流充电的电流变化更小。
[0005]为了实现上述目的，本公开实施例提供一种DC
‑
DC功率管的控制电路，包括：切换电路、功率管电路以及输出电路。其中，所述切换电路被配置为在第一工作状态时，产生第一电流信号并经由第一节点向所述功率管电路提供所述第一电流信号，以及在第二工作状态时，产生第一开关信号并经由第二节点向所述输出电路提供所述第一开关信号；所述功率管电路被配置为在所述第一工作状态时，产生所述第一电流信号的第一镜像信号并经由所述第二节点向所述输出电路提供所述第一镜像信号，以及在所述第二工作状态时，产生第二开关信号并经由所述第二节点向所述输出电路提供所述第二开关信号；所述输出电路被配置为在所述第一工作状态时，利用所述第一镜像信号执行预充电操作，以及在所述第二工作状态时，经信号输出端输出所述第一开关信号与所述第二开关信号，其中，所述第一开关信号与所述第二开关信号同步。
[0006]在本公开的一些实施例中，所述功率管电路包括：DC
‑
DC控制模块、第一功率管、第二功率管以及第一电感器。其中，所述DC
‑
DC控制模块的输入端耦接脉冲宽度调制PWM信号端，所述DC
‑
DC控制模块的第一输出端耦接所述第一功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块的第二输出端耦接所述第二功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块被配置为根据PWM信号驱动所述第一功率管以及所述第二功率管；所述第一功率管的第一极耦接所述第二节点，所
述第一功率管的第二极耦接所述第一节点；所述第二功率管的第一极耦接所述第一节点，所述第二功率管的第二极耦接第二电压端；所述第一电感器的第一端耦接所述第一节点，所述第一电感器的第二端耦接第一电压端。
[0007]在本公开的一些实施例中，所述切换电路包括：第一晶体管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关以及第一电流源。所述第一晶体管的控制极耦接所述第一功率管的控制极，所述第一晶体管的第一极耦接所述第二开关的第二端与所述第三开关的第二端，所述第一晶体管的第二极耦接所述第一开关的第一端、所述第四开关的第二端与第五开关的第一端；所述第一开关的第二端耦接所述第一晶体管的控制极；所述第二开关的第一端耦接所述第二节点；所述第三开关的第一端耦接所述第一节点；所述第四开关的第一端耦接所述第一节点；所述第五开关的第二端耦接所述第一电流源的第一端；所述第一电流源的第二端耦接所述第二电压端。
[0008]在本公开的一些实施例中，当处于所述第一工作状态时，所述第一开关、第三开关与第五开关同时闭合，所述第二开关和第四开关同时断开；当处于所述第二工作状态时，所述第一开关、第三开关与第五开关同时断开，所述第二开关和第四开关同时闭合。
[0009]在本公开的一些实施例中，所述输出电路包括：第一电容器。其中，所述第一电容器的第一端耦接所述第二节点与所述信号输出端，所述第一电容器的第二端耦接第二电压端。
[0010]在本公开的一些实施例中，所述第一晶体管与所述第一功率管均为PMOS晶体管，所述第二功率管为NMOS晶体管。
[0011]在本公开的一些实施例中，所述功率管电路包括：DC
‑
DC控制模块、第一功率管以及第二功率管。其中，所述DC
‑
DC控制模块的输入端耦接脉冲宽度调制PWM信号端，所述DC
‑
DC控制模块的第一输出端耦接所述第一功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块的第二输出端耦接所述第二功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块被配置为根据PWM信号驱动所述第一功率管以及所述第二功率管；所述第一功率管的第一极耦接所述第一节点，所述第一功率管的第二极耦接所述第二节点；所述第二功率管的第一极耦接所述第二节点，所述第二功率管的第二极耦接第二电压端。
[0012]在本公开的一些实施例中，所述切换电路包括：第一晶体管、第一开关、第二开关、第三开关以及第一电流源。所述第一晶体管的控制极耦接所述第一功率管的控制极和所述第二开关的第二端，所述第一晶体管的第一极耦接所述第一开关的第一端、所述第二开关的第一端和所述第三开关的第二端，所述第一晶体管的第二极耦接所述第二节点；所述第一开关的第二端耦接所述第一电流源的第一端；所述第三开关的第一端耦接所述第一节点；所述第一电流源的第二端耦接所述第一节点。
[0013]在本公开的一些实施例中，当处于所述第一工作状态时，所述第一开关和第二开关同时闭合，所述第三开关断开；当处于所述第二工作状态时，所述第三开关闭合，所述第一开关和第二开关同时断开。
[0014]在本公开的一些实施例中，所述输出电路包括：第一电感器和第一电容器。其中，所述第一电感器的第一端耦接所述第二节点，所述第一电感器的第二端耦接所述信号输出端；所述第一电容器的第一端耦接所述信号输出端，所述第一电容器的第二端耦接第二电压端。
[0015]在本公开的一些实施例中，所述第一晶体管、所述第一功率管和所述第二功率管均为NMOS晶体管。
[0016]在本公开的一些实施例中，所述第一晶体管内嵌于所述第一功率管的中间位置。
[0017]在本公开的一些实施例中，所述第一工作状态为恒流预充电状态，所述第二工作状态为DC
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DC
‑
DC功率管的控制电路，其特征在于，包括：切换电路、功率管电路以及输出电路，其中，所述切换电路被配置为在第一工作状态时，产生第一电流信号并经由第一节点向所述功率管电路提供所述第一电流信号，以及在第二工作状态时，产生第一开关信号并经由第二节点向所述输出电路提供所述第一开关信号；所述功率管电路被配置为在所述第一工作状态时，产生所述第一电流信号的第一镜像信号并经由所述第二节点向所述输出电路提供所述第一镜像信号，以及在所述第二工作状态时，产生第二开关信号并经由所述第二节点向所述输出电路提供所述第二开关信号；所述输出电路被配置为在所述第一工作状态时，利用所述第一镜像信号执行预充电操作，以及在所述第二工作状态时，经信号输出端输出所述第一开关信号与所述第二开关信号，其中，所述第一开关信号与所述第二开关信号同步。2.根据权利要求1所述的DC
‑
DC功率管的控制电路，其特征在于，所述功率管电路包括：DC
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DC控制模块、第一功率管、第二功率管以及第一电感器，其中，所述DC
‑
DC控制模块的输入端耦接脉冲宽度调制PWM信号端，所述DC
‑
DC控制模块的第一输出端耦接所述第一功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块的第二输出端耦接所述第二功率管的控制极，所述DC
‑
DC控制模块被配置为根据PWM信号驱动所述第一功率管以及所述第二功率管；所述第一功率管的第一极耦接所述第二节点，所述第一功率管的第二极耦接所述第一节点；所述第二功率管的第一极耦接所述第一节点，所述第二功率管的第二极耦接第二电压端；所述第一电感器的第一端耦接所述第一节点，所述第一电感器的第二端耦接第一电压端。3.根据权利要求2所述的DC
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DC功率管的控制电路，其特征在于，所述切换电路包括：第一晶体管、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关以及第一电流源，其中，所述第一晶体管的控制极耦接所述第一功率管的控制极，所述第一晶体管的第一极耦接所述第二开关的第二端与所述第三开关的第二端，所述第一晶体管的第二极耦接所述第一开关的第一端、所述第四开关的第二端与第五开关的第一端；所述第一开关的第二端耦接所述第一晶体管的控制极；所述第二开关的第一端耦接所述第二节点；所述第三开关的第一端耦接所述第一节点；所述第四开关的第一端耦接所述第一节点；所述第五开关的第二端耦接所述第一电流源的第一端；所述第一电流源的第二端耦接所述第二电压端。4.根据权利要求3所述的DC
‑
DC功率管的控制电路，其特征在于，当处于所述第一工作状态时，所述第一开关、第三开关与第五开关同时闭合，所述第二开关和第四开关同时断开；当处于所述第二工作状态时，所述第一开关、第三开关与第五开关同时断开，所述第二开关和第四开关同时闭合。5.根据权利要求2所述的DC
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DC功率管的控制电路，其特征在于，所述输出电路包括：第
一电容器，其中，所述第一电容器的第一端耦接所述第二节点与所述信号输出端，所述第一电容器的第二端耦接第二电压端。6.根据权利要求3所述的DC
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DC功率管的控制电路，其特征在于，所述第一晶体管与所述第一功率管均为PMOS晶体管，所述第二功率管为NMOS晶体管。7.根据权利要求1所述的DC
‑
DC功率管的控制电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭廷，谢云宁，张杰，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：