低功耗直流-直流轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，特別是涉及一種低功耗直流-直流轉(zhuǎn)換器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]DC/DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器是一種常見的、應(yīng)用廣泛的電源管理電路。目前的電子產(chǎn)品，比如筆記本、手機、MP3中都采用了這種DC-DC轉(zhuǎn)換器。DC/DC(直流-直流)轉(zhuǎn)換器通常是將一種輸入電壓轉(zhuǎn)換成另一種輸出電壓。然而，很多情況下，可以存在多輸入電壓，比如鋰電池電壓、充電適配器的電壓等，在現(xiàn)有技術(shù)中有時為每種輸入電壓都設(shè)計一款單獨的DC-DC轉(zhuǎn)換器，這樣的設(shè)計成本很高。
[0003]另外，在一些應(yīng)用中，比如筆記本中，如果有適配器插入，那么應(yīng)該優(yōu)先使用適配器的輸入電壓，如果未有適配器插入，才開始使用鋰電池提供的輸入電壓。然而，現(xiàn)有技術(shù)中為了實現(xiàn)此目的需要設(shè)計負(fù)責(zé)的控制電路來進行控制。
[0004]此外，現(xiàn)有技術(shù)中的DC-DC轉(zhuǎn)換器也存在隨著溫度變化，而導(dǎo)致輸出電壓變化的問題。同時，現(xiàn)有技術(shù)中的DC-DC轉(zhuǎn)換器功耗也較高，也需要進一步降低其靜態(tài)或動態(tài)功耗。
[0005]為此，有必要提供一種新的技術(shù)方案來解決上述問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，其可以按照順序在多個輸入電源之間進行切換供電，并且功耗很低。
[0007]為了達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種低功耗直流-直流轉(zhuǎn)換器，其包括輸出電路、分壓電路和反饋控制電路，所述分壓電路采樣所述輸出電路的輸出端上的電壓生成反饋電壓；所述反饋控制電路包括基準(zhǔn)電壓發(fā)生器、誤差放大器、低功耗振蕩器、PWM發(fā)生器和邏輯驅(qū)動電路，所述基準(zhǔn)電壓發(fā)生器生成基準(zhǔn)電壓，所述誤差放大器用于放大基準(zhǔn)電壓和所述反饋電壓的差形成誤差放大信號，低功耗振蕩器用于生成三角波振蕩信號，所述PWM發(fā)生器基于三角波振蕩信號和所述誤差放大信號生成PWM控制信號，所述邏輯驅(qū)動電路基于所述PWM控制信號控制第一功率開關(guān)和第二功率開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，所述低功耗振蕩器包括電容、第一場效應(yīng)晶體管、第二場效應(yīng)晶體管、第三場效應(yīng)晶體管、第四場效應(yīng)晶體管、反相器；所述電容的一端與第一電源端相連，另一端作為信號振蕩端與第二場效應(yīng)晶體管的襯體相連，第二場效應(yīng)晶體管的柵極、漏極和源極與第二電源端相連，第一場效應(yīng)晶體管的源極和襯體與第一電源端相連，漏極與信號振蕩端相連，第四場效應(yīng)晶體管的源極和襯體與第一電源端相連，柵極與信號振蕩端相連，漏極與反相器的輸入端和第三場效應(yīng)晶體管的襯體相連，第三場效應(yīng)晶體管的柵極、漏極和源極與第二電源端相連，反相器的輸出端與第一場效應(yīng)晶體管的柵極相連。
[0008]進一步的，所述輸出電路包括第一功率開關(guān)、第二功率開關(guān)、電感和電容，第一功率開關(guān)的一個連接端與所述電感的第一連接端相連，所述電感的第一連接端通過第二功率開關(guān)接地，所述電感的第二連接端通過所述電容接地，所述電感的第二連接端作為所述輸出電路的輸出端。
[0009]進一步的，低功耗直流-直流轉(zhuǎn)換器還包括有輸入電壓選擇電路，所述輸入電壓選擇電路包括第三功率開關(guān)、第四功率開關(guān)、電壓比較器、邏輯電路，第三功率開關(guān)的第一連接端連接第一電源，第二連接端連接第一功率開關(guān)的另一個連接端，第四功率開關(guān)的第一連接端連接第二電源，第二連接端連接第一功率開關(guān)的另一個連接端，所述電壓比較器用于比較第一電源的電壓與第二電源的電壓的大小，在第一電壓源的電壓高于第二電源的電壓時，輸出控制信號給所述邏輯電路，使得所述邏輯電路控制第三功率開關(guān)導(dǎo)通，第四功率開關(guān)截止，在第二電源的電壓高于第一電源的電壓時，輸出控制信號給所述邏輯電路，此時所述邏輯電路控制第四功率開關(guān)導(dǎo)通，第三功率開關(guān)截止。
[0010]進一步的，第一功率開關(guān)、第三功率開關(guān)和第四功率開關(guān)為PM0S晶體管，第二功率開關(guān)為NM0S晶體管，第三功率開關(guān)的源級與第一電源相連，第三功率開關(guān)的漏極與第一功率開關(guān)的源級相連，第三功率開關(guān)的柵極與邏輯電路的一個輸出端相連，第四功率開關(guān)的源級與第二電源相連，第四功率開關(guān)的漏極與第一功率開關(guān)的源級相連，第四功率開關(guān)的柵極與邏輯電路的另一個輸出端相連，所述電壓比較器的一個輸入端與第一電源相連，另一個輸入端與第二電源相連。
[0011]進一步的，所述分壓電路包括串聯(lián)于所述輸出電路的輸出端和地之間的電阻R11和電阻R12，兩個電阻之間的節(jié)點電壓為所述反饋電壓。
[0012]進一步的，所述誤差放大器的一個輸入端接收所述基準(zhǔn)電壓，另一個輸入端接收所述反饋電壓，所述PWM發(fā)生器的一個輸入端接收誤差放大信號，另一個輸入端接收三角波振蕩信號，邏輯驅(qū)動電路接收PWM控制信號，其一個輸出端與第一功率開關(guān)的控制端相連，另一個輸出端與第二功率開關(guān)的控制端相連。
[0013]進一步的，第一、第二、第三和第四場效應(yīng)晶體管均為PM0S場效應(yīng)晶體管，所述第一電源端為輸入電壓端，所述第二電源為接地端，第二和第三PM0S場效應(yīng)晶體管的基底連接第二電源端，第二場效應(yīng)晶體管的襯體與其源極之間的寄生二極管、襯體與其漏極之間的寄生二極管、襯體與其基底之間的寄生二極管的PN結(jié)面積大于第一場效應(yīng)晶體管的漏極和襯體之間的二極管的PN結(jié)面積，第三場效應(yīng)晶體管的襯體與其源極之間的寄生二極管、襯體與其漏極之間的寄生二極管、襯體與其基底之間的寄生二極管的PN結(jié)面積大于第四場效應(yīng)晶體管的漏極和襯體之間的二極管的PN結(jié)面積。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的DC/DC轉(zhuǎn)換器可以自動選擇多個輸入電源中電壓較高的進行供電，從而滿足系統(tǒng)供電需要。此外，由于采用了極低功功耗的振蕩器，可以降低DC/DC轉(zhuǎn)換器的整體功耗。
【【附圖說明】】
[0015]結(jié)合參考附圖及接下來的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
[0016]圖1為本發(fā)明中的DC/DC轉(zhuǎn)換器的電路示意圖；
[0017]圖2為基準(zhǔn)電壓發(fā)生單元的電路示意圖；
[0018]圖3是圖2中的基準(zhǔn)電壓發(fā)生單元的可編程電阻的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明中的低功耗振蕩器在第一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5為圖4中的低功耗振蕩器的第—場效應(yīng)晶體管MP2的等效電路圖；
[0021]圖6為圖4中的低功耗振蕩器的第一場效應(yīng)晶體管MP1的等效電路圖；
[0022]圖7為圖4中的低功耗振蕩器的振蕩信號RAMP的信號7K意圖。
【【具體實施方式】】
[0023]此處所稱的“一個實施例”或“實施例”是指可包含于本發(fā)明至少一個實現(xiàn)方式中的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個實施例中”并非均指同一個實施例，也不是單獨的或選擇性的與其他實施例互相排斥的實施例。此外，表示一個或多個實施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
[0024]本發(fā)明提供一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，其可以在兩個輸入電源之間進行切換，并且切換控制電路實現(xiàn)簡單。
[0025]如圖1所示，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器100包括輸出電路110、分壓電路120、反饋控制電路130和輸入電壓選擇電路140。
[0026]所述輸出電路110包括第一功率開關(guān)MP11、第二功率開關(guān)麗12、電感L11和電容C11，第一功率開關(guān)MP11的一個連接端與所述電感L11的第一連接端相連，所述電感L11的第一連接端通過第二功率開關(guān)MN12接地，所述電感L11的第二連接端通過所述電容C11接地，所述電感的第二連接端作為所述輸出電路的輸出端V0。所述分壓電路120采樣所述輸出電路的輸出端上的電壓生成反饋電壓VFB。所述反饋控制電路130基于所述反饋電壓VFB生成第一控制信號和第二控制信號，并利用第一控制信號控制第一功率開關(guān)MP11的導(dǎo)通或關(guān)斷，利用第二控制信號控制第二功率開關(guān)MN12的導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0027]所述輸入電壓選擇電路140包括第三功率開關(guān)MP13、第四功率開關(guān)MP14、電壓比較器142、邏輯電路141。第三功率開關(guān)MP13的第一連接端連接第一電源Vinl，第二連接端連接第一功率開關(guān)MP11的另一個連接端，第四功率開關(guān)MP14的第一連接端連接第二電源Vin2，第二連接端連接第一功率開關(guān)MP11的另一個連接端。所述電壓比較器142用于比較第一電源Vinl的電壓與第二電源Vin2的電壓的大小，在第一電壓源的電壓高于第二電源的電壓時，輸出控制信號給所述邏輯電路141，使得所述邏輯電路141控制第三功率開關(guān)MP13導(dǎo)通，第四功率開關(guān)截止MP14,在第二電源的電壓高于第一電源的電壓時,輸出控制信號給所述邏輯電路141，此時所述邏輯電路141控制第四功率開關(guān)MP14導(dǎo)通，第三功率開關(guān)MP13截止。
[0028]在圖1所示的實施例中，第一功率開關(guān)MP11、第三功率開關(guān)MP13和第四功率開關(guān)MP14 為 PMOS (P-Channel metal Oxide)晶體管，第二功率開關(guān)為 NMOS (N-Channel metalOxide)晶體管。第三功率開關(guān)MP13的源級與第一電源相連，第三功率開關(guān)MP13