BUCK电路下管驱动电路供电电源、开关电源芯片制造技术

本发明专利技术实施例提供了一种BUCK电路下管驱动电路供电电源、BUCK电路、开关电源芯片，所述电源包括误差电流生成模块、误差电流处理模块、电源输出模块，所述误差电流处理模块包括误差电压生成电路、瞬态负载响应电容、第一CASCODE电流镜电路，所述误差电压生成电路接收误差电流生成模块生成的误差电流输出误差电压，所述瞬态负载响应电容的一端与所述误差电流处理模块的输出端相连，另一端与所述第一CASCODE电流镜电路的共源端的栅极相连，所述误差电压生成电路的输出端作为所述误差电流处理模块的输出端。本发明专利技术瞬态负载响应良好，功率MOS管上升沿时间很短，从而实现快速的导通速度，降低交越损耗；另一方面，无需外置大容量电容器，节约PIN脚，降低物料成本。降低物料成本。降低物料成本。

【技术实现步骤摘要】
BUCK电路下管驱动电路供电电源、开关电源芯片


[0001]本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及一种BUCK电路下管驱动电路供电电源、BUCK电路、开关电源芯片。

技术介绍

[0002]对于BUCK同步整流电路，连接于输入端及开关端的功率MOS管一般称为上管；连接于开关端与地端的功率MOS管一般称为下管。
[0003]当开关电源工作时，功率MOS管有较大的C
GS
电容，当功率MOS管高速开关时，需要驱动电源提供良好的供电，这里的良好一般包括：1)当需要功率MOS管导通时，驱动电源可以迅速为功率MOS管的C
GS
电容充电，提高功率MOS管的栅极电压的上升速度，使功率MOS管可以高速导通，减小交越损耗，提高整体系统的效率；2)C
GS
电容充满后，功率MOS管可以迅速地降低或停止电源能量供应，减小功率MOS管的栅极上的过冲电压，防止其因高压而击穿损坏。
[0004]为了实现高性能的下管功率MOS管供电，通常的做法是在芯片的外面添加一个大容量电容器，该电容器与下管驱动供电电源的输出端并联，当下管功率MOS管需要瞬态的大电流时，该电容器可以提供强劲的电流输出能力；由于外接的大容量电容器相较于内部电路来说是极大的，故也可以非常好地稳定下管驱动供电电源的电压，从而以实现下管驱动供电电源一般要求。
[0005]虽然外置电容器可以有效的解决下管功率MOS管供电的问题，但是：一方面需要占用一个芯片PIN脚，在某些情况下会出现常用封装PIN脚不够用的尴尬情况，从而不得不舍掉一些非常有用的功能；另一方面，外置一个相对大容量的电容器，会增加物料成本，不利于在日益严峻的市场竞争中脱颖而出。

技术实现思路

[0006]本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种BUCK电路下管驱动电路供电电源、BUCK电路、开关电源芯片，该电源瞬态负载响应良好，功率MOS管上升沿时间很短，从而实现快速的导通速度，降低交越损耗；另一方面，无需外置大容量电容器，节约PIN脚，降低物料成本，使电源成品拥有更高的竞争力。
[0007]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种BUCK电路下管驱动电路供电电源，包括误差电流生成模块、误差电流处理模块、电源输出模块，
[0008]所述误差电流生成模块利用电源输出模块反馈的输出电压和参考电压的误差生成误差电流；
[0009]所述误差电流处理模块包括误差电压生成电路、瞬态负载响应电容、第一CASCODE电流镜电路，所述误差电压生成电路接收误差电流生成模块生成的误差电流输出误差电压，所述瞬态负载响应电容的一端与所述误差电流处理模块的输出端相连，另一端与所述第一CASCODE电流镜电路的共源端的栅极相连，所述误差电压生成电路的输出端作为所述误差电流处理模块的输出端；
[0010]所述电源输出模块与误差电流处理模块的输出端相连，利用误差电压生成输出电压，并将所述输出电压反馈给所述误差电流生成模块。
[0011]可选的，所述误差电流处理模块包括PMOS管PM7、PMOS管PM8、NMOS管NM9、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12、瞬态负载响应电容C1，所述PMOS管PM7、PMOS管PM8构成误差电压生成电路，所述PMOS管PM7的源极与所述误差电流处理模块的第一输入端相连，用于输入第六电流I6，所述PMOS管PM8与所述误差电流处理模块的第二输入端相连，用于输入第七电流I7，所述第六电流I6和第七电流I7为误差电流生成模块生成的误差电流，所述PMOS管PM7的栅极和PMOS管PM8的栅极相连且与PMOS管PM8的漏极、NMOS管NM10的漏极、瞬态负载响应电容C1的一端相连，所述PMOS管PM8的漏极作为所述误差电流生成电路的输出端，也作为所述误差电流处理模块的输出端；所述NMOS管NM9、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12构成第一CASCODE电流镜电路，所述NMOS管NM9的漏极与PMOS管PM7的漏极相连且与NMOS管NM9的栅极、NMOS管NM10的栅极相连，所述NMOS管NM9的源极与NMOS管NM11的漏极、栅极相连且与NMOS管NM12的栅极、瞬态负载响应电容C1的另一端相连，所述NMOS管NM11的源极、NMOS管NM12的源极接地，所述NMOS管NM12的漏极与NMOS管NM10的源极相连。
[0012]可选的，所述瞬态负载响应电容C1的电容值范围为0.5pF～10pF。
[0013]可选的，还包括偏置电流生成模块，所述偏置电流生成模块为误差电流生成模块和电源输出模块提供偏置电流。
[0014]可选的，所述偏置电流生成模块包括基准电流源IREF、PMOS管PM1、PMOS管PM2、NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4，所述NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4与误差电流生成模块的NMOS管NM5、NMOS管NM6构成第二CASCODE电流镜电路，利用所述第二CASCODE电流镜电路为电源输出模块和误差电流生成模块提供偏置电流，所述PMOS管PM1、PMOS管PM2与误差电流生成模块的PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6构成第三CASCODE电流镜电路，利用所述第三CASCODE电流镜电路为所述误差电流生成模块提供偏置电流。
[0015]可选的，所述基准电流源IREF的一端与工作电压VDD相连，另一端与NMOS管NM3的栅极、NMOS管NM4的栅极、NMOS管NM5的栅极和NMOS管NM3的漏极相连，所述NMOS管NM3的源极与NMOS管NM1的栅极、NMOS管NM2的栅极、NMOS管NM6的栅极、NMOS管NM1的漏极和电源输出模块相连，所述NMOS管NM1的源极、NMOS管NM2的源极接地，所述NMOS管NM2的漏极、NMOS管NM4的源极相连，所述PMOS管PM1的源极与供电电压VCC相连，所述PMOS管PM1的栅极、漏极与PMOS管PM2源极相连且与误差电流生成模块的PMOS管PM3的栅极、PMOS管PM5的栅极相连；所述PMOS管PM2的栅极、漏极与NMOS管NM4的漏极相连且与误差电流生成模块的PMOS管PM4的栅极、PMOS管PM6的栅极相连。
[0016]可选的，所述误差电流生成模块包括PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6、NMOS管NM5、NMOS管NM6、NMOS管NM7、NMOS管NM8，所述PMOS管PM3的源极、PMOS管PM5的源极与供电电压VCC相连，所述PMOS管PM3的栅极、PMOS管PM5的栅极相连，所述PMOS管PM3的漏极与所述PMOS管PM4的源极相连，所述PMOS管PM5的漏极与所述PMOS管PM6的源极相连，所述PMOS管PM4的栅极、PMOS管PM6的栅极相连，所述PMOS管PM4的漏极与所述NMOS管NM7的漏极相连，所述NMOS管NM7的栅极与外接的参考电压相连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，包括误差电流生成模块、误差电流处理模块、电源输出模块，所述误差电流生成模块利用电源输出模块反馈的输出电压和参考电压的误差生成误差电流；所述误差电流处理模块包括误差电压生成电路、瞬态负载响应电容、第一CASCODE电流镜电路，所述误差电压生成电路接收误差电流生成模块生成的误差电流输出误差电压，所述瞬态负载响应电容的一端与所述误差电流处理模块的输出端相连，另一端与所述第一CASCODE电流镜电路的共源端的栅极相连，所述误差电压生成电路的输出端作为所述误差电流处理模块的输出端；所述电源输出模块与误差电流处理模块的输出端相连，利用误差电压生成输出电压，并将所述输出电压反馈给所述误差电流生成模块。2.如权利要求1所述的BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，所述误差电流处理模块包括PMOS管PM7、PMOS管PM8、NMOS管NM9、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12、瞬态负载响应电容C1，所述PMOS管PM7、PMOS管PM8构成误差电压生成电路，所述PMOS管PM7的源极与所述误差电流处理模块的第一输入端相连，用于输入第六电流I6，所述PMOS管PM8与所述误差电流处理模块的第二输入端相连，用于输入第七电流I7，所述第六电流I6和第七电流I7为误差电流生成模块生成的误差电流，所述PMOS管PM7的栅极和PMOS管PM8的栅极相连且与PMOS管PM8的漏极、NMOS管NM10的漏极、瞬态负载响应电容C1的一端相连，所述PMOS管PM8的漏极作为所述误差电流生成电路的输出端，也作为所述误差电流处理模块的输出端；所述NMOS管NM9、NMOS管NM10、NMOS管NM11、NMOS管NM12构成第一CASCODE电流镜电路，所述NMOS管NM9的漏极与PMOS管PM7的漏极相连且与NMOS管NM9的栅极、NMOS管NM10的栅极相连，所述NMOS管NM9的源极与NMOS管NM11的漏极、栅极相连且与NMOS管NM12的栅极、瞬态负载响应电容C1的另一端相连，所述NMOS管NM11的源极、NMOS管NM12的源极接地，所述NMOS管NM12的漏极与NMOS管NM10的源极相连。3.如权利要求2所述的BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，所述瞬态负载响应电容C1的电容值范围为0.5pF～10pF。4.如权利要求1所述的BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，还包括偏置电流生成模块，所述偏置电流生成模块为误差电流生成模块和电源输出模块提供偏置电流。5.如权利要求4所述的BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，所述偏置电流生成模块包括基准电流源IREF、PMOS管PM1、PMOS管PM2、NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4，所述NMOS管NM1、NMOS管NM2、NMOS管NM3、NMOS管NM4与误差电流生成模块的NMOS管NM5、NMOS管NM6构成第二CASCODE电流镜电路，利用所述第二CASCODE电流镜电路为电源输出模块和误差电流生成模块提供偏置电流，所述PMOS管PM1、PMOS管PM2与误差电流生成模块的PMOS管PM3、PMOS管PM4、PMOS管PM5、PMOS管PM6构成第三CASCODE电流镜电路，利用所述第三CASCODE电流镜电路为所述误差电流生成模块提供偏置电流。6.如权利要求5所述的BUCK电路下管驱动电路供电电源，其特征在于，所述基准电流源...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞平，许锦龙，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：