【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路(ic)，涉及一种dcdc升压装置的轻负载节能控制电路。
技术介绍
1、目前，dcdc升压装置常用于需要将仅有1～2节干电池或者锂电池储能装置供电的低压输入电源转换成高电压电源输出的应用场景，广泛用于数码相机、led照明、无线耳机和无线鼠标等低功耗手持电子设备。
2、请参阅图1，图1所示为现有技术中dcdc升压装置系统结构示意图。如图1所示，系统主要包含参考判断模块、升压系统开关驱动控制模块、电感l1、反馈电阻rfb1、反馈电阻rfb2、电容cin、电容cout、p型晶体管q1和n型晶体管q2等元件。
3、所述参考判断模块包括比较器单元pfmcmp、带隙基准单元bandgap、电感电流过零比较器单元zcdcmp、电感电流过流比较器单元oclcmp和偏置电流单元bias；所述升压系统开关驱动控制模块包括振荡器单元osc、逻辑控制单元pfm ctrl logic和驱动模块gatedriver。
4、启动时，外部输入vin电源上电，来自vin的电流经过电感l1、p型晶体管q1给电容cout充电，输出端电压vout上升至跟vin接近的电压值。内部模块的电源均由外部输入vin提供，当外部输入vin满足系统可工作的电压时，首先偏置电流单元bias启动，为比较器单元pfmcmp、电感电流过零比较器单元zcdcmp、电感电流过流比较器单元oclcmp提供偏置电流ib，同时带隙基准单元bandgap启动，输出vref给比较器单元pfmcmp提供参考电压，输出电压输出端电压vout通过电阻r
5、当p型晶体管q1关断n型晶体管q2开启，外部输入vin与电感l1、晶体管n型晶体管q2形成充电环路，电感l1开始储能；当p型晶体管q1开启n型晶体管q2关断，l1两端电流不会立即突变，在vin与输出端电压vout之间形成放电环路，电感l1能量缓慢释放，经过p型晶体管q1将电感能量传输到输出端电压vout端，从而使输出端电压vout电压升高。
6、当fb＞vref时，表示输出端电压vout大于目标电压，此时比较器单元pfmcmp输出逻辑低电平信号控制振荡器单元osc使其停止工作，此时时钟信号clk始终为低电平，经过驱动模块driver，vng信号持续输出为低电平，n型晶体管q2无法开启。在电感l1释放能量过程中，电感电流过零比较器单元zcdcmp比较lx与输出端电压vout电压大小，当输出端电压vout＞lx时，表示电感l1电流释放到接近0，输出zcd为逻辑低电平信号，zcd信号经过逻辑控制单元pfm ctrl logic输出pfmctrl信号并传输到栅极驱动单元gate driver，输出vpg信号关断p型晶体管q1，防止电感l1电流反流到输入端。
7、当fb＜vref时，表示输出端电压vout小于目标电压，此时pfmcmp模块输出逻辑高电平信号控制振荡器单元osc工作并持续输出固定周期的时钟信号clk，逻辑控制单元pfmctrl logic接收clk信号输出pfm ctrl信号到栅极驱动单元gate driver，输出相应的vpg和vng信号控制p型晶体管q1和n型晶体管q2开启或关断，在电感l1电流持续上升的过程中，电感电流过流比较器单元oclcmp比较lx与gnd的大小，当lx＞gnd时，表示电感l1电流超过设定的限流值，输出ocl信号到逻辑控制单元pfm ctrl logic，逻辑控制单元pfm ctrllogic输出相应的pfm ctrl信号到栅极驱动单元gate driver控制vng信号成为低电平，进而将q2关断，直到下一个clk周期开始，q2才会重新开启，从而对电感电流的峰值进行了限制。
8、在现有技术中，当负载很小或者没有负载的应用时，p型晶体管q1和n型晶体管q2会同时关闭不再进行开关切换动作，此时的系统无需工作，然而此时参考判断模块中的偏置电流模块bias依旧会持续给电感电流过流比较器单元oclcmp、比较器单元pfmcmp模块、电感电流过零比较器单元zcdcmp等提供偏置电流ib，由于内部模块的电源均是由输出端电压vout提供的，这部分的消耗在轻负载下有很大的占比，这会降低轻载下的转换效率，无疑会缩短众多移动储能供电装置的待机时间，与当下电子设备低功耗、高转换效率的设计理念是相悖的。
技术实现思路
1、为解决的上述技术问题，本专利技术提出一种dcdc升压装置的轻负载节能控制电路，通过增加轻负载节能延时控制电路模块，可在升压装置处于待机状态或者轻负载工作阶段时降低系统自身功耗，节约对储能供电装置的消耗，提高转换效率，延长电子设备的待机使用时间。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种dcdc升压装置的轻负载节能控制电路装置，其包括输出端vout、输入端vin、参考判断模块、升压系统开关驱动控制模块、节能延时控制模块、p型晶体管q1、反馈电阻rfb1、反馈电阻rfb2、电感l1和n型晶体管q2；所述参考判断模块包括比较器单元pfmcmp、带隙基准单元bandgap、电感电流过零比较器单元zcdcmp、电感电流过流比较器单元oclcmp和偏置电流单元bias；所述升压系统开关驱动控制模块包括振荡器单元osc、逻辑控制单元pfm ctrl logic和栅极驱动单元gate driver；所述反馈电阻rfb1和反馈电阻rfb2串接在输出端电压vout和接地端gnd之间，用于产生所述分压fb；所述l1的一端与p型晶体管q1和n型晶体管q2的漏极相连接，所述l1的另一端接收输入电压vin；所述p型晶体管q1的源极接输出端vout；所述n型晶体管q2的源极接接地端gnd；其中，上述所有单元的电源均由输出端电压vout的电压提供，当输出端电压vout满足系统工作的电压时，所述偏置电流单元bias为所述比较器单元pfmcmp、电感电流过零比较器单元zcdcmp和电感电流过流比较器单元oclcmp提供偏置电流ib；所述带隙基准单元bandgap为比较器单元pfmcmp提供参考电压；所述比较器单元pfmcmp比较参考电压vref与输出端vout电压的分压fb，输出使能控制信号pfm；所述电感电流过流比较器单元oclcmp用以比较lx信号和接地端gnd的电压大小来判断所述电感l1上电流是否处于过流状态，输出ocl信号；所述电感电流过零比较器单元zcdcmp用以比较vout信号和lx信号的电压大小来判断所述电感l1上电流是否为反流，输出zcd信号；所述振荡器单元osc接收所述使能控制信号p本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种DCDC升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，包括输出端VOUT、输入端VIN、参考判断模块、升压系统开关驱动控制模块、节能延时控制模块、P型晶体管Q1、反馈电阻RFB1、反馈电阻RFB2、电感L1和N型晶体管Q2；所述参考判断模块包括比较器单元PFMCMP、带隙基准单元BANDGAP、电感电流过零比较器单元ZCDCMP、电感电流过流比较器单元OCLCMP和偏置电流单元BIAS；所述升压系统开关驱动控制模块包括振荡器单元OSC、逻辑控制单元PFM CTRL LOGIC和栅极驱动单元GATE DRIVER；所述反馈电阻RFB1和反馈电阻RFB2串接在输出端电压VOUT和接地端GND之间，用于产生所述分压FB；所述L1的一端与P型晶体管Q1和N型晶体管Q2的漏极相连接，所述L1的另一端接收输入电压VIN；所述P型晶体管Q1的源极接输出端VOUT；所述N型晶体管Q2的源极接接地端GND；
2.根据权利要求1所述的DCDC升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，所述节能延时控制模块还包括节能控制单元ECO CTRL和开关SW0，所述开关SW0连接在所述反
3.根据权利要求1或2所述的DCDC升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，所述节能控制单元ECO CTRL包括开关SW1、开关SW2、开关SW3、第一N型晶体管Q1、第二N型晶体管Q2、电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、运算放大器OP和逻辑与非门X1；所述电阻R1、电阻R2和电容C1的一端连接输出端VOUT，所述电阻R1的另一端接所述第一N型晶体管Q1的漏极、所述第一N型晶体管Q1的栅极、所述运算放大器OP的偏置电压端VB、所述第二N型晶体管Q2的栅极以及所述第二N型晶体管Q2的漏极；所述电容C2的一端、所述第一N型晶体管Q1和所述第二N型晶体管Q2的源极接接地端GND；所述电容C1的另一端、开关SW2的一端和运算放大器OP的正输入端连接在一起；所述电阻R2的另一端、开关SW2的另一端和开关SW3的一端连接在节点VR1；所述开关SW3的另一端与所述第二N型晶体管Q2的漏极相连；所述电容C2的另一端与所述运算放大器OP的负输入端和开关SW1的一端连接在节点VN处；所述逻辑与非门X1的一个输入端接所述开关SW1的另一端和所述运算放大器OP的输出端，所述逻辑与非门X1的另一个输入端接VNGD信号，输出ECO信号；所述方波信号CLK控制所述开关SW1、开关SW2和开关SW3的启闭。
4.根据权利要求1所述的DCDC升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，还包括电容COUT和电容CIN，所述电容CIN的一端与所述输入电压VIN和所述电感L1的一端相连，所述电容CIN的另一端接所述接地端GND，所述电感L1的另一端连接在所述LX信号端、所述P型晶体管Q1和N型晶体管Q2漏极的连接点；所述电容COUT的一端与输出端电压VOUT和所述P型晶体管Q1的源极相连，另一端接所述接地端GND。
...【技术特征摘要】
1.一种dcdc升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，包括输出端vout、输入端vin、参考判断模块、升压系统开关驱动控制模块、节能延时控制模块、p型晶体管q1、反馈电阻rfb1、反馈电阻rfb2、电感l1和n型晶体管q2；所述参考判断模块包括比较器单元pfmcmp、带隙基准单元bandgap、电感电流过零比较器单元zcdcmp、电感电流过流比较器单元oclcmp和偏置电流单元bias；所述升压系统开关驱动控制模块包括振荡器单元osc、逻辑控制单元pfm ctrl logic和栅极驱动单元gate driver；所述反馈电阻rfb1和反馈电阻rfb2串接在输出端电压vout和接地端gnd之间，用于产生所述分压fb；所述l1的一端与p型晶体管q1和n型晶体管q2的漏极相连接，所述l1的另一端接收输入电压vin；所述p型晶体管q1的源极接输出端vout；所述n型晶体管q2的源极接接地端gnd；
2.根据权利要求1所述的dcdc升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特征在于，所述节能延时控制模块还包括节能控制单元eco ctrl和开关sw0，所述开关sw0连接在所述反馈电阻rfb2的另一端和接地端gnd之间；所述节能控制单元eco ctrl的一个输入端接收所述信号延时检测单元vng delay发送的vngd信号，另一个输入端接收所述振荡器单元osc产生周期性的方波信号clk，其输出端输出eco信号给所述偏置电流单元bias和所述带隙基准单元bandgap的输入端，以及控制所述开关sw0的启闭，输出eco节能信号关闭所述偏置电流ib。
3.根据权利要求1或2所述的dcdc升压装置的轻负载节能控制电路装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李博，邵超，赵天临，
申请(专利权)人：宁波裕芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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