電壓轉(zhuǎn)換集成電路、自舉電路以及開關驅(qū)動方法
【專利摘要】公開了一種用于開關模式電壓調(diào)節(jié)器的電壓轉(zhuǎn)換集成電路、集成在電壓轉(zhuǎn)換集成電路里的自舉電路以及電壓轉(zhuǎn)換集成電路中相關高側(cè)開關驅(qū)動方法。該自舉電路用于提供一個自舉電壓信號用于驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換集成電路里的高側(cè)開關。該自舉電路包括一個預充電路和一個自舉電容。預充電路提供第一自舉信號用于預充高側(cè)開關的控制端；自舉電容提供第二自舉信號用于加強對高側(cè)開關的控制端的充電。該自舉電路可以通過使用一個較小值的自舉電容就可以實現(xiàn)高側(cè)開關的驅(qū)動，該較小值的自舉電容可以集成在電壓轉(zhuǎn)換集成電路的內(nèi)部，有利于減小整個開關模式電壓調(diào)節(jié)器的體積并提高其效率。
【專利說明】
電壓轉(zhuǎn)換集成電路、自舉電路以及開關驅(qū)動方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電子電路，具體涉及一種集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換集成電路、自舉電路以及電壓轉(zhuǎn)換集成電路中高側(cè)開關的驅(qū)動方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的發(fā)展，功率調(diào)節(jié)器(比如開關模式電壓調(diào)節(jié)器)廣泛運用在各種電子設備中。在現(xiàn)有的開關模式電壓調(diào)節(jié)器中，需要一個高電壓信號來驅(qū)動高側(cè)開關。因此，常需要一個包含自舉電容的自舉電路來提供該高電壓信號。通常，為了減小開關模式電壓調(diào)節(jié)器的體積和提高其效率，開關模式電壓調(diào)節(jié)器的大多數(shù)元器件都是集成在一個芯片上。但是，由于自舉電路中的自舉電容體積太大，因此不能被集成到芯片上。
[0003]例如，圖1示出了一個傳統(tǒng)的開關模式電壓調(diào)節(jié)器50。該開關模式電壓調(diào)節(jié)器50包含一個電壓轉(zhuǎn)換芯片60和一個位于電壓轉(zhuǎn)換芯片60外部的自舉電容Cbci。如圖1所不，該電壓轉(zhuǎn)換芯片60包含一個輸入引腳IN、接地引腳GND、自舉引腳BST、開關引腳SW和反饋引腳FB。自舉電容Cbq耦合在電壓轉(zhuǎn)換芯片60外部自舉引腳BST和開關引腳SW之間。這樣，整個開關模式電壓調(diào)節(jié)器50體積很大，效率不高。因此，需要考慮怎樣減小整個開關模式電壓調(diào)節(jié)器的體積并提高其效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中的一個或多個問題，提出了一種集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換集成電路、自舉電路以及電壓轉(zhuǎn)換集成電路中高側(cè)開關的驅(qū)動方法。
[0005]本發(fā)明一方面提供了一種用于驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換集成電路中高側(cè)開關的自舉電路，其中，該自舉電路集成在電壓轉(zhuǎn)換集成電路中。該自舉電路包括:預充電路，提供第一自舉信號用于對高側(cè)開關的控制端預充電；以及自舉電容，提供第二自舉信號用于加強高側(cè)開關的控制端的充電。
[0006]本發(fā)明又一方面提供了一種電壓轉(zhuǎn)換集成電路，其具有輸入引腳，開關引腳，反饋引腳和接地引腳。該電壓轉(zhuǎn)換集成電路包括:開關電路，包括一個高側(cè)開關和低側(cè)開關，其中高側(cè)開關和低側(cè)開關串聯(lián)連接在輸入引腳和接地引腳之間；高側(cè)開關和低側(cè)開關連接的公共端作為開關引腳;該開關電路通過控制高側(cè)開關和低側(cè)開關的導通和關斷，將輸入引腳的輸入電壓轉(zhuǎn)換為開關電壓，并在開關管腳輸出；控制電路，耦接至反饋引腳接收一個反饋信號，并基于該反饋信號產(chǎn)生一高側(cè)控制信號和低側(cè)控制信號；以及自舉電路，包括一個預充電路和自舉電容，預充電路接收高側(cè)控制信號和輸入電壓信號，并基于高側(cè)控制信號和輸入電壓信號產(chǎn)生第一自舉信號；自舉電容用于提供第二自舉信號;其中，第一自舉信號和第二自舉信號通過驅(qū)動電路對高側(cè)開關開關的控制端充電。本發(fā)明又一方面提供了一種用于集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換集成電路的驅(qū)動方法，其中，電壓轉(zhuǎn)換集成電路包括互補導通的高側(cè)開關和低側(cè)開關。該驅(qū)動方法包括:當控制低側(cè)開關的低側(cè)控制信號有效時，對自舉電容充電；當控制高側(cè)開關的高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，預充電路提供第一自舉信號對高側(cè)開關的控制端進行預充電；當高側(cè)控制信號有效時，自舉電容提供第二自舉信號加強對高側(cè)開關的控制端充電。
【附圖說明】
[0007]在下面所有附圖中，相同的標號表示具有相同、相似或相應的特征或功能。
[0008]圖1示出了一種現(xiàn)有的開關模式電壓調(diào)節(jié)器50的示意框圖；
[0009]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的開關模式電壓調(diào)節(jié)200示意框圖；
[0010]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的開關模式電壓調(diào)節(jié)300的示意框圖；
[0011]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的電壓轉(zhuǎn)換芯片100的原理示意圖；
[0012]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的預充電路11的原理圖；
[0013]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的線性電壓調(diào)節(jié)器12的原理圖。
[0014]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動方法700。
【具體實施方式】
[0015]下面將詳細描述本公開的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本公開。相反，本公開意在涵蓋由所附權(quán)利要求所界定的本公開精神和范圍內(nèi)所定義的各種備選方案、修改方案和等同方案。在以下描述中，為了提供對本公開的透徹理解，闡述了大量特定細節(jié)。然而，對于本領域普通技術人員應當理解，沒有這些具體細節(jié)，本公開同樣可以實施。在其他一些實施例中，為了便于凸顯本公開的主旨，對于眾所周知的方案、流程、元器件以及電路或方法未作詳細的描述。
[0016]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的開關模式電壓調(diào)節(jié)200示意框圖。開關模式電壓調(diào)節(jié)200包括電壓轉(zhuǎn)換芯片100。與現(xiàn)有的開關模式電壓調(diào)節(jié)50中的集成電路芯片60相比，電壓轉(zhuǎn)換芯片100集成了自舉電容，并省略了自舉引腳BST，僅包括輸入引腳IN、接地引腳GND、開關引腳SW和反饋弓I腳FB ο
[0017]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的開關模式電壓調(diào)節(jié)300的示意框圖。如圖3所示，開關模式電壓調(diào)節(jié)300包括一個電壓轉(zhuǎn)換芯片100。電壓轉(zhuǎn)換芯片100包括自舉電路10、開關電路20、控制電路30和驅(qū)動電路40。
[0018]在圖3所示實施例中，開關電路20包括一個高側(cè)開關21和一個低側(cè)開關22。高側(cè)開關21和低側(cè)開關22分別具有第一端、第二端和控制端。高側(cè)開關21和低側(cè)開關22包括一個功率開關器件，例如金屬氧化物半導體場效應管(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor，M0SFET)、結(jié)型場效應管(Junct1n Field Effect Transistor ,JFET)等等。高側(cè)開關21的第一端耦接至開關轉(zhuǎn)換芯片100的輸入引腳用于接收一個輸入電壓信號VIN;高側(cè)開關21的第二端耦接至低側(cè)開關22的第一端進而形成一個公共節(jié)點，該公共節(jié)點被引出作為開關轉(zhuǎn)換芯片100的開關引腳SW;低側(cè)開關的第二端電連接至開關轉(zhuǎn)換芯片100的接地引腳。開關電路20通過控制高側(cè)開關21和低側(cè)開關22的導通和關斷將輸入電壓信號Vin轉(zhuǎn)化為一個開關電壓信號Vsw。并在開關引腳SW處提供該開關電壓信號Vsw。通常，開關轉(zhuǎn)換芯片100的開關引腳SW將進一步耦接至一個電感L和一個電容C用于在開關模式調(diào)節(jié)器300的輸出端OUT提供一個輸出電壓Vout。
[0019]在圖3所示實施例中，控制電路30接收一個來自電壓轉(zhuǎn)換芯片100的反饋管腳FB的反饋信號，其中，該反饋信號可用于表征輸出電壓V.的變化?？刂齐娐?00根據(jù)反饋信號產(chǎn)生一個高側(cè)開關控制信號Sh和低側(cè)開關控制信號&分別用于控制高側(cè)開關21和低側(cè)開關22互補導通和關斷。在一個實施例中，控制電路30包括一個脈沖寬度調(diào)制(Pulse-WidthModulat1n，PffM)控制電路，該PffM控制電路通過提供不同占空比的方波信號來調(diào)節(jié)輸出電壓Vciut的大小。
[0020]在圖3所示實施例中，驅(qū)動電路40用于接收高側(cè)開關控制信號SH、低側(cè)開關控制信號Sl和自舉電壓信號Vbst，并提供高側(cè)開關驅(qū)動信號Dh和低側(cè)開關驅(qū)動信號Dl分別用于驅(qū)動高側(cè)開關21和低側(cè)開關22的導通和關斷。
[0021]為了使得高側(cè)開關21充分導通(S卩:使高側(cè)開關21工作在飽和區(qū)，此時高側(cè)開關21的導通電阻最小)，高側(cè)開關驅(qū)動信號Dh必須足夠大，至少要大于高側(cè)開關21的導通閾值Vth。但是一旦電壓信號加在高側(cè)開關21的控制端，在電壓轉(zhuǎn)換芯片100的開關引腳SW的電壓信號Vsw將快速接近輸入電壓VIN。為了完全導通高側(cè)開關，高側(cè)開關驅(qū)動信號Dh必須大于輸入電壓Vin。因此，在電壓轉(zhuǎn)換芯片100中，還需要一個自舉電路10。
[0022]自舉電路10包括第一端、第二端、第三端和第四端，其中，自舉電路10的第一端耦接在電壓轉(zhuǎn)換芯片100的輸入引腳IN接收輸入電壓信號Vin;自舉電路10的第二端耦接在電壓轉(zhuǎn)換芯片100的開關引腳SW;自舉電路10的第三端耦接至控制電路30用于接收高側(cè)開關控制信號Sh;自舉電路10用于在其第四端產(chǎn)生自舉電壓信號Vbst。
[0023]在圖3所示實施例中，自舉電路10被集成在電壓轉(zhuǎn)換芯片100中，其中，自舉電路10包括一個預充電路11和一個自舉電容14。預充電路11和自舉電容14共同作用在高側(cè)開關21的控制端。具體地，預充電路11用于對高側(cè)開關21的控制端進行預充電，自舉電容14用于加強對高側(cè)開關21控制端的充電。預充電路11耦接在自舉電路10的第三端接收高側(cè)開關控制信號Sh，并提供第一自舉信號BST1。自舉電容14用于提供第二自舉信號BST2。自舉電容14具有第一端和第二端，其中自舉電容14的第一端耦接自舉電路10的第四端提供提供第二自舉信號BST2，自舉電容14的第二端耦接自舉電路10的第二端進而耦接至電壓轉(zhuǎn)換芯片100的開關引腳SW。
[0024]當高側(cè)開關控制信號Sh為邏輯高，低側(cè)開關控制信號義為邏輯低時，高側(cè)開關驅(qū)動信號Dh關斷高側(cè)開關21，低側(cè)開關驅(qū)動信號Dl導通低側(cè)開關22。此時，開關引腳SW的電壓等于邏輯地電平，供電電壓信號Vb對自舉電容14充電至VCB。當高側(cè)開關控制信號Sh為邏輯低，低側(cè)開關控制信號義為邏輯高時，低側(cè)開關驅(qū)動信號IX關斷低側(cè)開關22。與此同時，預充電路11開始工作，提供第一自舉信號BSTl對高側(cè)開關21的控制端進行預充電；自舉電容14提供第二自舉信號BST2也對高側(cè)開關21的控制端加強充電，其中第二自舉信號BST2的值為自舉電容電壓Vcb加上開關電壓信號Vsw。當高側(cè)開關21的控制端與第二端之間的壓差大于高側(cè)開關21的導通閾值Vth時，高側(cè)開關21導通。因為高側(cè)開關21的控制端同時被第一自舉信號和第二自舉信號充電，因此自舉電容14可以選取一個較小的值，使之可集成在芯片中(例如:電壓轉(zhuǎn)換芯片100)。例如，在現(xiàn)有技術中，在一個導通閾值電壓為3.3V的高側(cè)開關應用中，常選取一個0.1uF的自舉電容連接在芯片外部。但是，在本專利申請中，可選取一個很小的電容集成在芯片內(nèi)部就可實現(xiàn)自舉功能，例如，同樣在一個導通閾值電壓為3.3V的高側(cè)開關應用中，只需選取一個500pF的自舉電容就可實現(xiàn)自舉電路的功能。
[0025]在圖4所示實施例中，高側(cè)開關21和低側(cè)開關22被分別示意為M0SFET201和MOSFET202。但本領域的一般技術人員可以理解，在其他實施例中，高側(cè)開關21和低側(cè)開關22可以包括其他適合的半導體二極管，例如JFET、絕緣柵型雙極性晶體管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT)以及雙擴散金屬氧化物半導體(Double Diffus1n MetalOxide Semiconductor，DM0S)等等。為了更好的描述高側(cè)開關21的驅(qū)動原理，在圖4中，還將示出MOSFET 201的寄生柵漏電容Cgd和寄生柵源電容Cgs。
[0026]在圖4所示實施例中，預充電路11包括一個開關301。開關301具有第一端，第二端和控制端。其中，開關301的第一端用于接收輸入電壓Vin，第二端耦接二極管13的陽極提供第一自舉信號BST1，控制端耦接至自舉電路10的第三端接收高側(cè)控制信號SH。在圖4所示實施例中，第一自舉信號BSTl為一個電壓信號。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh有效時(即低側(cè)開關22關斷，高側(cè)開關21需要被導通)，開關301導通。因此，此時，第一自舉信號BSTl的值約等于輸入電壓信號Vin的值。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh為邏輯高電平時有效。在另一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh為邏輯低電平時有效。在一個實施例中，開關301包括一個P型MOSFET。
[0027]在圖4所示實施例中，預充電路11進一步包括脈沖發(fā)生器302。脈沖發(fā)生器302具有第一端和第二端，其第一端耦接至自舉電路10的第三輸入端接收高側(cè)控制信號SH，其第二端耦接至開關301的控制端。脈沖發(fā)生器302用于當高側(cè)控制信號Sh的有效沿來臨時產(chǎn)生一個脈沖信號，并通過其第二端輸出至開關301的控制端。例如，如果邏輯高代表高側(cè)控制信號Sh的有效狀態(tài)，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為一個上升沿。又如，如果邏輯低代表高側(cè)控制信號Sh的有效狀態(tài)，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為一個下降沿。
[0028]在圖4所示實施例中，驅(qū)動電路40包括一個高側(cè)驅(qū)動器41和低側(cè)驅(qū)動器42分別用于驅(qū)動高側(cè)開關21和低側(cè)開關22。高側(cè)驅(qū)動器41包括輸入端、第一供電端、第二供電端以及輸出端，其輸入端耦接控制電路30接收高側(cè)控制信號Sh;其第一供電端耦接自舉電路10接收自舉電壓信號Vbst(在圖4所不實施例中，自舉電壓信號Vbst等于第一自舉信號BST和第二自舉信號BST2的和)；其第二供電端耦接至開關引腳SW。高側(cè)驅(qū)動器41基于高側(cè)控制信號Dh和自舉電壓信號Vbst，在輸出端提供一個高側(cè)驅(qū)動信號Dh，其中，該高側(cè)驅(qū)動信號Dh用于驅(qū)動高側(cè)開關21充分導通和關斷，S卩:使高側(cè)開關21工作在飽和區(qū)，此時高側(cè)開關具有一個較小的導通電阻值。低側(cè)驅(qū)動器42用于接收低側(cè)控制信號Sl并提供一個低側(cè)驅(qū)動信號Dl。
[0029]當高側(cè)控制信號Sh為邏輯低，低側(cè)控制信號Sl為邏輯高時，高側(cè)驅(qū)動信號Dh關斷MOSFET 201，低側(cè)驅(qū)動信號Dl導通MOSFET 202。此時，引腳SW處的開關電壓Vsw等于邏輯地電位，自舉電壓Vb將通過二極管13對自舉電容14充電。當高側(cè)控制信號Sh為邏輯高，低側(cè)控制信號Sl為邏輯低時，此時低側(cè)驅(qū)動信號Dl關斷MOSFET 202。此時，自舉電容14的第二端的電壓被拉升至開關電壓Vsw，因此自舉電容14第一端的電壓(即第二自舉信號BST2)等于開關電壓Vsw加上自舉電容14的電壓Vcb(即第二自舉信號BST2等于VSW+VCB)。該第二自舉信號BST2提供至高側(cè)驅(qū)動器41的第一供電端，并對MOSFET 201的寄生柵源電容Cgs充電。與此同時，開關301導通，第一自舉信號BSTl(在圖4實施例中，該第一自舉信號BSTl約等于輸入電壓信號Vin)也通過二極管13送至高側(cè)驅(qū)動器41的第一供電端，用于對MOSFET 201的寄生柵源電容Ccs充電。自舉電容14，寄生柵漏電容Ccd以及寄生柵源電容Ccs將進行充放電平衡，一旦寄生柵源電容Cgs的電壓值大于MOSFET 201的導通閾值，MOSFET 201導通。[°03°]圖5所不為根據(jù)本發(fā)明一實施例的一預充電路11的電路原理圖。
[0031]在圖5所示實施例中，預充電路11包括一個電流源401具有控制端和輸出端。電流源401為一個快速導通電流源，其控制端耦接至自舉電路10的第三端接收高側(cè)控制信號Sh，其輸出端用于提供第一自舉信號BSTl。
[0032]當高側(cè)控制信號Sh有效時(S卩:低側(cè)開關22被關斷，高側(cè)開關21需要被導通)，電流源401用于提供第一自舉信號BSTl。在一個圖5所示實施例中，第一自舉信號BSTl為一個電流信號。在一個實施例中，高側(cè)控制信號Sh有效時其為一邏輯高信號，在又一個實施例中，高側(cè)控制信號Sh有效時其為一邏輯低信號。
[0033]在圖5所示實施例中，預充電路11進一步包括一個脈沖發(fā)生器402。脈沖發(fā)生器402具有第一端和第二端，其第一端耦接至自舉電路10的第三輸入端接收高側(cè)控制信號SH，其第二端耦接至電流源401的控制端。脈沖發(fā)生器402用于當高側(cè)控制信號Sh的有效沿來臨時產(chǎn)生一個脈沖信號，并通過其第二端輸出至電流源401的控制端。例如，如果邏輯高代表高側(cè)控制信號Sh的有效狀態(tài)，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為一個上升沿。又如，如果邏輯低代表高側(cè)控制信號Sh的有效狀態(tài)，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為一個下降沿。
[0034]當高側(cè)控制信號Sh為邏輯低，低側(cè)控制信號Sl為邏輯高時，高側(cè)驅(qū)動信號Dh關斷MOSFET 201，低側(cè)驅(qū)動信號Dl導通MOSFET 202。此時，引腳SW處的開關電壓Vsw等于邏輯地電位，自舉電壓Vb將通過二極管13對自舉電容14充電。當高側(cè)控制信號Sh為邏輯高，低側(cè)控制信號Sl為邏輯低時，此時低側(cè)驅(qū)動信號Dl關斷MOSFET 202。此時，自舉電容14的第二端的電壓被拉升至開關電壓Vsw，因此自舉電容14第一端的電壓等于開關電壓Vsw加上自舉電容14的電壓Vcb(即第二自舉信號BST2等于VSW+VCB)。該第二自舉信號BST2提供至高側(cè)驅(qū)動器41的第一供電端，并對MOSFET 201的寄生柵源電容Cgs充電。與此同時，電流源401導通并提供第一自舉信號BST1。第一自舉信號BSTl也通過二極管13送至高側(cè)驅(qū)動器41的第一供電端，用于對MOSFET 201的寄生柵源電容Cgs充電。自舉電容14，寄生柵漏電容Cgd以及寄生柵源電容Cgs將進行充放電平衡，一旦寄生柵源電容Cgs的電壓值大于MOSFET 201的導通閾值，MOSFET201導通。
[0035]圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的線性調(diào)節(jié)器(LD0)12的電路原理圖。在圖6所示實施例中，線性調(diào)節(jié)器12包括晶體管101和誤差放大器102。晶體管101具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至自舉電路10的第一端接收輸入電壓信號VIN，其第二端耦接至二極管13的陽極提供一供電電壓信號VB。誤差放大器102具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收參考電壓信號VREF，其第二輸入端耦接至晶體管101的第二端接收供電電壓信號Vb，輸出端耦接至晶體管101的控制端。誤差放大器102用于放大參考電壓信號Vref和供電電壓信號Vb的差值，并在輸出端提供一個誤差信號EO用于控制晶體管101工作在一個線性調(diào)節(jié)的區(qū)域。
[0036]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一實施例的用于集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動方法700。在圖7所示實施例中，電壓轉(zhuǎn)換芯片包括一個高側(cè)開關(例如圖3所示實施例中的高側(cè)開關21或圖4所示實施例中的高側(cè)開關201)和一個低側(cè)開關(例如圖3所示實施例中的低側(cè)開關22或圖4所示實施例中的低側(cè)開關202)。該電壓轉(zhuǎn)換芯片接收輸入電壓信號VIN，并通過互補導通和關斷高側(cè)開關和低側(cè)開關將輸入電壓信號Vin轉(zhuǎn)化為一開關電壓信號Vsw。驅(qū)動方法700包括步驟701-703。
[0037]步驟701:當控制低側(cè)開關22的低側(cè)控制信號Sl有效時，對自舉電容14充電。在一個實施例中，低側(cè)控制信號Sl有效時，低側(cè)開關22導通。在一個實施例中，當?shù)蛡?cè)控制信號Sl為邏輯高時有效;在又一實施例中，當?shù)蛡?cè)控制信號義為邏輯低時有效。
[0038]步驟702:當控制高側(cè)開關21的高側(cè)控制信號Sh的有效沿來臨時，提供第一自舉信號BSTl對高側(cè)開關21的控制端進行預充電。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh邏輯高時代表有效，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為上升沿。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh邏輯低時代表有效，則高側(cè)控制信號Sh的有效沿為下降沿。
[0039]步驟703:當高側(cè)控制信號Sh有效時，自舉電容提供第二自舉信號加強對高側(cè)開關21的控制端充電。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh有效，則高側(cè)開關21導通。在一個實施例中，當高側(cè)控制信號Sh為邏輯高時有效;在又一實施例中，當高側(cè)控制信號Sh為邏輯低時有效。
[0040]以上對根據(jù)本發(fā)明實施例的控制方法及步驟的描述僅為示例性的，并不用于對本發(fā)明進行限定。另外，一些公知的控制步驟及所用控制參數(shù)等并未給出或者并未詳細描述，以使本發(fā)明清楚、簡明且便于理解。發(fā)明所屬技術領域的技術人員應該理解，以上對根據(jù)本發(fā)明各實施例的控制方法及步驟的描述中所述使用的步驟編號并不用于表示各步驟的絕對先后順序，這些步驟并不按照步驟編號順序?qū)崿F(xiàn)，而可能采用不同的順序?qū)崿F(xiàn)，也可能同時并列地實現(xiàn)，并不僅僅局限于所描述的實施例。
[0041]上述本發(fā)明的說明書和實施方式僅以示例性的方式對本發(fā)明實施例的隔離式電壓變換電路、控制電路以及控制方法的描述僅為示例性的，并不用于限定本發(fā)明的范圍。對于公開的實施例進行變化和修改都是可能的，其他可行的選擇性實施例和對實施例中元件的等同變化可以被本技術領域的普通技術人員所了解。本發(fā)明所公開的實施例的其他變化和修改并不超出本發(fā)明的精神和保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換集成電路中高側(cè)開關的自舉電路，其中，該自舉電路集成在電壓轉(zhuǎn)換集成電路中，該自舉電路包括: 預充電路，提供第一自舉信號用于對高側(cè)開關的控制端預充電；以及 自舉電容，提供第二自舉信號用于加強高側(cè)開關的控制端的充電。2.如權(quán)利要求1所述的自舉電路，其中，所述預充電路包括一個充電開關，充電開關具有第一端、第二端和控制端，充電開關的第一端耦接至電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端用于接收電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入電壓信號，充電開關的控制端用于接收一個高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，充電開關在其第二端提供第一自舉信號。3.如權(quán)利要求2所述的自舉電路，其中，所述預充電路進一步包括一個脈沖發(fā)生器，該脈沖發(fā)生器具有第一端和第二端，該脈沖發(fā)生器的第一端接收高側(cè)控制信號，該脈沖發(fā)生器的第二端耦接充電開關的控制端，該脈沖發(fā)生器用于當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時在其第二端輸出一個脈沖信號。4.如權(quán)利要求2所述的自舉電路，其中，所述充電開關包括一個P型MOSFET。5.如權(quán)利要求1所述的自舉電路，其中，所述預充電路包括一個具有控制端和輸出端的電流源，其中，電流源的控制端用于接收高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，電流源輸出端提供第一自舉信號。6.如權(quán)利要求5所述的自舉電路，其中，所述預充電路進一步包括一個脈沖發(fā)生器，該脈沖發(fā)生器具有第一端和第二端，該脈沖發(fā)生器的第一端用于接收高側(cè)控制信號，該脈沖發(fā)生器的第二端耦接開關的控制端，該脈沖發(fā)生器用于當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時在第二端輸出一個脈沖信號。7.如權(quán)利要求1所述的自舉電路，其中，所述電壓轉(zhuǎn)換集成電路進一步包括一個低側(cè)開關，該低側(cè)開關與高側(cè)開關串聯(lián)連接在輸入電壓和邏輯地之間；其中，自舉電容具有第一端和第二端，自舉電容的第一端上的電壓作為第二自舉信號，自舉電容的第二端耦接至低側(cè)開關和尚側(cè)開關的公共端。8.如權(quán)利要求1所述的自舉電路，其中，所述自舉電路進一步包括: 線性調(diào)節(jié)器，耦接在電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端接收輸入電壓信號，并將該輸入電壓信號轉(zhuǎn)換為一個供電電壓信號；以及 二極管，二極管的陽極耦接至線性調(diào)節(jié)器和預充電路分別接收供電電壓信號和第一自舉信號，二極管的陰極耦接至高側(cè)開關的控制端，第一自舉信號通過二極管傳送至高側(cè)開關的控制端。9.如權(quán)利要求8所述的自舉電路，其中，線性調(diào)節(jié)器包括: 晶體管，具有第一端、第二端和控制端，晶體管的第一端耦接至電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端接收輸入電壓信號，晶體管的第二端耦接至二極管的陽極提供一供電電壓信號；以及 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，誤差放大器的第一輸入端接收參考電壓信號，誤差放大器的第二輸入端耦接至晶體管的第二端接收供電電壓信號，輸出端耦接至晶體管的控制端，其中，誤差放大器用于放大參考電壓信號和供電電壓信號的差值，并在輸出端提供一個誤差信號用于控制晶體管。10.—個電壓轉(zhuǎn)換集成電路具有輸入引腳，開關引腳，反饋引腳和接地引腳，包括: 開關電路，包括一個高側(cè)開關和低側(cè)開關，其中高側(cè)開關和低側(cè)開關串聯(lián)連接在輸入引腳和接地引腳之間；高側(cè)開關和低側(cè)開關連接的公共端作為開關引腳;該開關電路通過控制高側(cè)開關和低側(cè)開關的導通和關斷，將輸入引腳的輸入電壓轉(zhuǎn)換為開關電壓，并在開關管腳輸出； 控制電路，耦接至反饋引腳接收一個反饋信號，并基于該反饋信號產(chǎn)生一高側(cè)控制信號和低側(cè)控制信號；以及 自舉電路，包括一個預充電路和自舉電容，預充電路接收高側(cè)控制信號和輸入電壓信號，并基于高側(cè)控制信號和輸入電壓信號產(chǎn)生第一自舉信號；自舉電容用于提供第二自舉信號;其中，第一自舉信號和第二自舉信號通過驅(qū)動電路對高側(cè)開關開關的控制端充電。11.如權(quán)利要求10所述的電壓轉(zhuǎn)換集成電路，其中，驅(qū)動電路包括: 高側(cè)驅(qū)動器，具有輸入端、第一供電端、第二供電端以及輸出端，其中高側(cè)驅(qū)動器的輸入端耦接至控制電路接收高側(cè)控制信號;高側(cè)驅(qū)動器的第一供電端耦接自舉電路接收自舉電壓信號；其第二供電端耦接至開關引腳;高側(cè)驅(qū)動器基于高側(cè)控制信號和自舉電壓信號在輸出端提供一個高側(cè)驅(qū)動信號，其中所述高側(cè)驅(qū)動信號用于控制高側(cè)開關的導通和關斷；以及 低側(cè)驅(qū)動器，耦接至控制電路接收低側(cè)控制信號；低側(cè)驅(qū)動器基于低側(cè)控制信號在輸出端提供一個低側(cè)驅(qū)動信號，其中所述低側(cè)驅(qū)動信號用于控制低側(cè)開關的導通和關斷。12.如權(quán)利要求10所述的電壓轉(zhuǎn)換集成電路，其中，所述預充電路包括一個充電開關，該充電開關具有第一端、第二端和控制端，充電開關的第一端耦接至電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入端用于接收輸入電壓信號，充電開關的控制端用于接收高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，充電開關在其第二端提供第一自舉信號。13.如權(quán)利要求10所述的電壓轉(zhuǎn)換集成電路，其中，所述預充電路包括一個具有控制端和輸出端的電流源，其中，電流源的控制端用于接收高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，電流源輸出端提供第一自舉信號。14.如權(quán)利要求11所述的電壓轉(zhuǎn)換集成電路，其中，自舉電容具有第一端和第二端，自舉電容的第一端耦接高側(cè)驅(qū)動器的第一供電端以提供第二自舉信號；自舉電容的第二端耦接開關引腳。15.一種用于集成自舉電容的電壓轉(zhuǎn)換集成電路的驅(qū)動方法，其中，電壓轉(zhuǎn)換集成電路包括互補導通的高側(cè)開關和低側(cè)開關，該驅(qū)動方法包括: 當控制低側(cè)開關的低側(cè)控制信號有效時，對自舉電容充電； 當控制高側(cè)開關的高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，預充電路提供第一自舉信號對高側(cè)開關的控制端進行預充電； 當高側(cè)控制信號有效時，自舉電容提供第二自舉信號加強對高側(cè)開關的控制端充電。16.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動方法，其中，預充電路包括一個充電開關，該充電開關具有第一端、第二端和控制端，充電開關的第一端接收電壓轉(zhuǎn)換集成電路的輸入電壓信號，充電開關的控制端接收高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，充電開關在其第二端提供第一自舉信號。17.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動方法，其中，預充電路包括一個具有控制端和輸出端的電流源，其中，電流源的控制端耦接自舉電路的第三端用于接收高側(cè)控制信號，當高側(cè)控制信號的有效沿來臨時，電流源輸出端提供第一自舉信號。
【文檔編號】H02M1/088GK105827101SQ201610298239
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】龔軍勇, 姜劍, 李伊珂, 陳長江
【申請人】成都芯源系統(tǒng)有限公司