异步升压式转换器制造技术

一种异步升压式转换器，包括一低压组件连接在所述转换器的输入端和输出端之间，当转换器关闭时，所述低压组件切断所述转换器的输入端和输出端之间的连结以达成负载切断，由于所述转换器是使用低压组件来达成负载切换，因而可以提高效率并降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种异步升压式转换器，具体地说，是一种使用低压组件 达成负载切断的异歩升压式转换器。
技术介绍
图1是传统的异步升压式转换器10，它通过切换芯片12中的功率开 关(图中未示出)得到一电流通过电感Ll及萧特基(Schottky)二极管Dl对电 容C2充电产生输出电压VOUT,由于萧特基二极管Dl具有较小的顺向偏 压VF，因此可以得到较好的效能。然而，当升压式转换器IO被信号Enable 关闭时，假设由电池提供的输入电压VIN仍有3.7V时，二极管Dl将被导 通，进而在输出端产生约3.3V的输出电压，因而产生漏电流经电阻Rl及 R2流向接地端GND。为了避免漏电流的产生，McGinty等人在芙国专利 第7，126,314号提出利用LDMOS或JFET使萧特基二极管可以在转换器关 闭(shutdown)时达成负载切断(load disconnection),此外，还有一种已知的 方法是在萧特期二极管Dl及输出端VOUT之间连接一开关以达成负载切 断，然而，升压式转换器IO的输出电压VOUT为10 40V的髙压，故必 需使用高压组件当作开关，高压组件不仅比较昂贵，而且导通阻值也较大， 故效率较差。因此已知的异步升压式转换器存在着上述种种不便和问题。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提出一种使用低压组件达成负载切断的异步升压 式转换器。本专利技术的又一目的，在于提出一种具有短路保护及负载切断功能的异 步升压式转换器。本专利技术的再一目的，在于提出一种能提供稳定预充电电流及短路保护电流的异步升压式转换器。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是一种异步升压式转换器，包括一电容， 一电感，一二极管， 一开关， 一负载切断晶体管和一限压电路，其特征在于 所述电容连接所述转换器的输出端；所述电感连接在所述转换器的输入端和一节点之间； 所述二极管连接在所述节点和所述输出端之间；所述开关连接所述节点，通过切换所述开关产生一电感电流经所述 电感和二极管对所述电容充电以产生一输出电压；所述负载切断晶体管与所述电感和二极管串联在所述输入端和输 出端之间，在所述转换器关闭时，切断所述输入端和输出端之间的连 结，所述负载切断晶体管为低压组件；所述限压电路限制所述负载切断晶体管闸极和源极之间的电压。 本专利技术的改善1.5位S-A调变D类放大器的反馈线性度的装置还可以 釆用以下的技术措施来进一步实现。前述的转换器，其中更包括一阻抗组件连接在所述负载切断晶体管的闸 极和源极之间，用以在所述转换器关闭时关闭所述负载切断晶体管。前述的转换器，其中还包括一短路保护电路检测所述输出电压，在所述 输出端短路时送出一短路保护信号以关闭所述开关。5前述的转换器，其中所述短路保护电路包括一比较器在所述输出电压低 于一临界值时，产生所述短路保护信号。前述的转换器，其中还包括一电流供应电路在所述输出端短路时提供--短路保护电流至所述电容。前述的转换器，其中所述电流供应电路包括一电流镜镜射一参考电流产 生所述短路保护电流。前述的转换器，其中所述电流镜包括一参考分支连接所述参考电流以及 一镜射分支镜射所述参考电流产生所述短路保护电流。前述的转换器，其中所述镜射分支包括所述负载切断晶体管。前述的转换器，其中进一步包括一电流供应电路在所述转换器启动时提 供预充电电流对所述电容充电。前述的转换器，其中所述电流供应电路包括一电流镜镜射一参考电流产 生所述预充电电流。前述的转换器，其中所述电流镜包括一参考分支连接所述参考电流以及 一镜射分支镜射所述参考电流产生所述预充电电流。前述的转换器，其中所述镜射分支包括所述负载切断晶体管。釆用上述技术方案后，本专利技术的异步升压式转换器使用低压组件来达成负 载切换，从而取得提髙效率和降低成本的优点。附图说明图1是传统的异步升压式转换器； 图2是本专利技术的实施例；图3说明图2转换器中电压VGS的限制； 图4说明图2转换器的短路保护；图5显示图2转换器的预充电电流；图6说明本专利技术的实施例中转换器20的负载切断。 具体实施例方式请参阅图2，图2是本专利技术的实施例，在异步升压式转换器20中，电 感L连接在输入电压VIN及节点V24LX之间，开关Nl连接在节点V24LX 及接地端GND之间，开关Nl应来自PWM逻辑电路24的控制信号PWM 而切换，进而产生电感电流lout经电感L、嵌入(embedded)二极管Dl及 晶体管Pl对电容Co充电产生输出电压V240UT给负载RL，反相器22 反相致能信号EN产生信号ENB，晶体管Pl是负载切断组件，由于晶体 管P1为低压组件，因此为了防止晶体管Pl因高压而损毁，使用限压电路 26限制晶体管Pl闸极和源极之间的电压VGS，使其不大于一临界值，例 如不大于5V,电流供应电路28用以提供稳定的预充电电流和短路电流对 电容Co充电，短路保护电路30检测输出电压V240UT以在转换器20的 输出短路至接地端GND时产生短路保护信号Sc至PWM逻辑电路24,使 其关闭开关Nl。图3说明转换器20中电压VGS的限制，其中波形40为提供至转换器 20外部接脚的致能信号，波形42为转换器20内部经延迟后的致能信号 EN，波形44为晶体管Pl汲极和源极之间的电压VDS1，波形46是晶体 管P0汲极和源极之间的电压VDS2，波形48是晶体管Pl闸极和源极之间 的电压VGS。图4说明转换器20的短路保护，其中波形50是节点V24LX 上的电压，波形52是输出电压V240UT,波形54是电流Iout。图5显示 转换器20的预充电电流，其中波形56是电流Iout，波形58是输出电压 V240UT，波形60是节点V24LX上的电压，波形62为信号EN。图6说明本专利技术的实施例中转换器20的负载切断，其中，波形64是电流Iout， 波形66是输出电压V240UT，波形68是节点V24LX上的电压，波形70 是信号EN。请参阅图2、图3和图5，当信号EN转为高准位时，如时间t0所示， 转换器20启动，假设输入电压VIN为3.7V,由于PWM逻辑电路24还没 有提供控制信号PWM以切换开关Nl,故节点V24DD上的电压约等于输 入电压VIN,假设限压电路26包括五个由低压的晶体管接成的二极管， 而每个二极管的顺向偏压为IV，故晶体管Pl闸极和源极之间的电压VGS 的最大值将被限制在5V左右，又此时节点V24DD上的电压大约只有3.7V, 故节点A上的电压将等于0，因此电流供应电路28中的晶体管P0和Pl 以及晶体管N2、 N3和N4都打开(turn on)，晶体管P0和Pl形成电流镜， 其中晶体管PO作为参考分支连接电流13,晶体管Pl作为镜射分支镜射电 流I3产生稳定的预充电电流lout对电容Co充电，使输出电压V240UT上 升至3.7V，如图5的波形56所示，又电流13=11+12，故可得预充电电流Iout=(Il+I2)xK 公式1其中，K为晶体管P0和平P1电流镜射比。当输出电压V240UT被预充电 电流充至3.7V时，晶体管N2、 N3和N4都关闭，晶体管Pl的汲极和源 极之间的电压VDS1将下降至0,如图3的波形44所示，另外晶体管P0 汲极和源极之间的电压VDS2约为1.2V,故晶体管Pl闸极和源极之间的 电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异步升压式转换器，包括一电容，一电感，一二极管，一开关，一负载切断晶体管和一限压电路，其特征在于：　所述电容连接所述转换器的输出端；　所述电感连接在所述转换器的输入端和一节点之间；　所述二极管连接在所述节点和所述输出端 之间；　所述开关连接所述节点，通过切换所述开关产生一电感电流经所述电感和二极管对所述电容充电以产生一输出电压；　所述负载切断晶体管与所述电感和二极管串联在所述输入端和输出端之间，在所述转换器关闭时，切断所述输入端和输出端之间的连 结，所述负载切断晶体管为低压组件；　所述限压电路限制所述负载切断晶体管闸极和源极之间的电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宗伟，林水木，陈健生，朱冠任，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]