同步驱动电路与应用于同步驱动电路中的集成电路制造技术

本发明专利技术提出一种同步驱动电路，包含：一电感，其一端与一输入电压耦接；上桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端提供输出电压；下桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端接地；一控制电路，控制上下桥晶体管开关的操作；一栅极驱动器，与该控制电路耦接，其输出控制上桥晶体管开关的栅极；以及一靴带电容，其一端与一电压节点耦接，另一端与该电感的另一端耦接，此靴带电容上的跨压提供作为该栅极驱动器的工作电压。本发明专利技术还提出一种应用于同步驱动电路中的集成电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同步驱动电路，特别是指一种具有靴带电容(bootstrap capacitor)的同步驱动电路，其例如可用于驱动发光二极管。本专利技术也有关于应用在该同 步驱动电路中的集成电路。
技术介绍
请参阅图1，电路中经常需要使用电源调节供应装置(powerregulator) 100来提 供电力给负载电路200。在某些产品应用中，电源调节供应装置100的输入电压Vin与输 出电压Vout，不一定具有固定的相对关系。举例而言，同一种电源调节供应装置100，可能 提供给不同的场合使用，而不同场合下因负载电路200不同，所需的输出电压Vout并不相 同。此情况下，输入电压可能大于或小于输出电压，而电源调节供应装置100在产品设计时 必须能够适应两种不同的状况。另一种情形是，以电池来提供输入电压时，原本输入电压大 于输出电压，但随着使用时间渐长，造成电池电压下降，输入电压将变成小于输出电压。适 应上述“输入电压与输出电压不具固定大小关系”的需求，美国专利US 6788033中揭露一 种同步升降压电源供应装置，如图2所示，该案使用两组同步开关(四个功率开关Qll与 Q12、Q21与Q22)的切换，可在输入电压大于输出电压时提供降压转换，在输出电压大于输 入电压时提供升压转换。针对驱动发光二极管的应用场合，如图3所示，美国专利US5739639中揭露一种异 步架构，其中电感L、晶体管Q、和二极管D构成异步升压电源调节供应装置，其特点在于将 发光二极管200连接在输出电压Vout与输入电压Vin之间，而非连接在输出电压Vout与 地之间。如此，发光二极管的工作电压(负载电压)为(Vout-Vin)，此电压可以高于或低 于输入电压Vin，但不论其较输入电压Vin高或低，只需要使用升压架构的电源调节供应装 置，即可适应。以上现有技术的缺点是，美国专利US 6788033需要四个功率开关以及较复杂的 反馈控制机制。美国专利US 5739639使用异步架构，而众所周知异步架构的电能转换效率较差。有鉴于此，本专利技术即针对上述现有技术的不足，提出一种同步驱动电路。同步驱动 电路的问题在于，在“输入电压与负载电压不具固定关系”的场合下，由于负载电路所需电 压可能较高，上桥功率开关的驱动能力可能不足。本专利技术对此问题提出解决之道。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种同步驱动电路，其例 如可用于驱动发光二极管。本专利技术的另一目的在于，提出一种应用于该同步驱动电路中的集成电路。为达上述目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种同步驱动电路，包含一电 感，其一端与一输入电压耦接；上桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端4提供输出电压；下桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端接地；一控制电 路，控制上下桥晶体管开关的操作；一栅极驱动器，与该控制电路耦接，其输出控制上桥晶 体管开关的栅极；以及一靴带电容，其一端与一电压节点耦接，另一端与该电感的另一端耦 接，此靴带电容上的跨压提供作为该栅极驱动器的工作电压。为达上述目的，就另一个观点言，本专利技术提供了一种应用于同步驱动电路中的集 成电路，该同步驱动电路将一输入电压转换为一输出电压供应给一负载电路，该集成电路 包含互相连接于一节点的上下桥晶体管开关；一控制电路，控制上下桥晶体管开关的操 作；一栅极驱动器，与该控制电路耦接，其输出控制上桥晶体管开关的栅极；以及一靴带电 容，其一端与一电压节点耦接，另一端与该上下桥晶体管开关的连接节点耦接，此靴带电容 上的跨压提供作为该栅极驱动器的工作电压。上述同步驱动电路或应用于同步驱动电路的集成电路中，该电压节点可固定耦接 于该输入电压或该输出电压之一，或可在两不同电压之间变换。后者情况下，该同步驱动电 路或集成电路宜更包含有一电位控制电路，以控制该电压节点的电位。在一种较佳实施型 态中，此电位控制电路包括一切换装置，根据一切换讯号而将该电压节点变换耦接于两不 同电压之一。在另一种较佳实施型态中，此电位控制电路包括一低压降稳压电路，其输出提 供给该电压节点，且该输出可在两不同电压之间切换。下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其 所达成的功效。附图说明图1说明电源调节供应电路将输入电压Vin转换为输出电压Vout提供给负载电 路；图2显示现有技术的升降压电源调节供应电路；图3显示另一种现有技术，其应用于驱动发光二极管；图4显示本专利技术的同步驱动电路的第一实施例；图5显示本专利技术的同步驱动电路的第二实施例；图6与图7显示电位控制电路30的两个具体实施例；图8与图9显示产生讯号SW的两个实施方式；图10显示电位控制电路30的另一个具体实施例；图11显示产生讯号SW的另一个实施方式；图12显示电位控制电路30的又另一个具体实施例；图13显示产生讯号SW的又另一个实施方式。图中符号说明10控制电路20栅极驱动器30电位控制电路31切换装置32切换装置50控制电路100电源调节供应装置110集成电路芯片200负载电路CB靴带电容Cout输出电容COMPl，C0MP2, C0MP3 比较器D 二极管EA误差放大器L 电感Q, Ql, Q2, Ql 1，Q12, Q21, Q22 功率晶体管Va电压节点具体实施例方式请参考图4，其中显示本专利技术的第一个实施例。电感L、晶体管Q1、晶体管Q2和相关 电路元件构成同步升压电源调节供应装置，以提供电能给负载电路200，负载电路200例如 为发光二极管。在一较佳实施例中，部份电路元件如晶体管Q1、晶体管Q2、控制电路10、栅 极驱动器20、靴带电容CB等，可制作成集成电路芯片110。负载电路(发光二极管)200的下 端与输入电压Vin连接，因此负载电路200的工作电压(以下称负载电压)为(Vout-Vin)。显然，在所例示的应用场合下，当负载电路200中串联较多数目的发光二极管时， 负载电压将会较高。如前所述，此时上桥功率开关Ql的驱动能力可能不足。本专利技术对此问 题提出解决之道，如图所示，本专利技术提供了一个靴带电容CB，连接在电压节点Va与电感L右 端之间。靴带电容CB的跨压提供作为栅极驱动器20的工作电压，使上桥功率开关Ql的栅 极电压能有足够的开幅(swing)。如此，即使负载电路200中串联较多发光二极管，整体电 路仍能产生足够的输出电压Vout和电流。在第一实施例中，电压节点Va可以经一二极管(Diode)或一与开关Q2同步同相 位的开关而固定连接于Vin、Vout、或其它任何够高的电压节点。以连接于Vin为例，当下 桥功率开关Q2导通时，靴带电容CB的上端为Vin，下端为地，于是其上产生Vin的跨压。当 下桥功率开关Q2关闭、桥功率开关Ql导通时，此电压足以提供上桥功率开关Ql完全导通 所需的栅极电压。图5显示本专利技术的第二实施例。本实施例与前一实施例的差别在于另设有一个电 位控制电路30，以提供电压Va，或说控制电压节点Va的电位。设置电位控制电路30的目 的在于使电压Va可以弹性地由ViruVout、或其它任何够高的电压节点来提供。如此，当由 其中一处提供电压Va的效能不佳时，可以自动切换成另一个电压节点。图6与图7显示电位控制电路30的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步驱动电路，其特征在于，包含：一电感，其一端与一输入电压耦接；上桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端提供输出电压；下桥晶体管开关，其一端与该电感的另一端耦接，其另一端接地；一控制电路，控制上下桥晶体管开关的操作；一栅极驱动器，与该控制电路耦接，其输出控制上桥晶体管开关的栅极；以及一靴带电容，其一端与一电压节点耦接，另一端与该电感的另一端耦接，此靴带电容上的跨压提供作为该栅极驱动器的工作电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景萌，廖家玮，云恒，
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]