双重模式升压调节器制造技术

本发明专利技术涉及一种集成电路升压调节器设计，所述集成电路升压调节器设计使用同一集成电路装置提供低功率芯片上功率组件升压调节器电路或高功率芯片外功率组件升压调节器电路的选择。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双重模式升压调节器
本专利技术涉及具有升压调节器电路的集成电路装置，且更特定来说涉及一种具有芯片上低功率组件或芯片外高功率组件的选择的集成电路升压调节器。
技术介绍
依靠单个电池进行操作的电子装置将具有较小形状因子。然而，为了使电子装置依靠单个电池的原生电压(例如，大约0.9伏到1.8伏)操作，电子装置电路所使用的电压必须增加到大约3.3伏。升压调节器用于将电池电压提高到电子装置中的电路所需要的较高电压。包含功率切换晶体管的完整升压调节器可制作于集成电路(IC)芯片中但限于通常65毫瓦或65毫瓦以下的低功率应用。当需要较高功率时，使用在IC芯片外部的功率晶体管的混合型升压调节器可用于需要较大功率的应用。然而，具有外部功率晶体管的混合型升压调节器花费更大、更复杂且需要印刷电路板上的更多空间，包含散热。迄今为止，具有整体升压调节器控制电路的经不同设计的集成电路用于低功率应用或高功率应用而非低功率应用及高功率应用两者。这需要两种不同集成设计及至少两种极不相同且不可互换类型的集成电路部件。
技术实现思路
因此，需要一种使用同一集成电路设计及装置提供可用于低功率芯片上功率组件升压调节器电路或高功率芯片外功率组件升压调节器电路的电压调节器拓扑的选择且具有用于低功率应用或高功率应用的电路拓扑的选择的升压调节器集成电路设计。根据一实施例，一种在集成电路装置(102)中的双重模式升压调节器可包括：电源端子(134)；电源共用端子(142)；电感器端子(136)；外部晶体管栅极控制端子(138)；电压输出端子(140)；升压调节器模式选择端子(126)；电压感测端子(141)；晶体管切换控制电路(108)，其具有耦合到所述升压调节器模式选择端子(126)的模式选择输入；第一功率晶体管(124)，其耦合于所述电感器端子(136)与所述电压输出端子(140)之间，且由所述晶体管切换控制电路(108)控制；电压反馈电路(106)，其耦合于所述电压输出端子(140)与所述晶体管切换控制电路(108)之间，且具有耦合到至少一个电压参考的至少一个输入；启动电路(110)；振荡器(112)，其耦合到所述启动电路(110)及所述晶体管切换控制电路(108)；第二功率晶体管(116)，其耦合于所述电感器端子(136)与所述电源共用端子(142)之间，且由所述晶体管切换控制电路(108)控制；第一电压测量装置(114)，其具有耦合到所述晶体管切换控制电路(108)的输出；第二电压测量装置(115)，其具有耦合到所述电感器端子(136)的第一差分输入及耦合到所述电压感测端子(141)的第二差分输入；及模式选择开关(118)，其具有耦合到所述第一电压测量装置(114)的输入的共用点、耦合到所述电感器端子(136)的第一输入及耦合到所述第二电压测量装置(115)的输出的第二输入；其中当经由所述升压调节器模式选择端子(126)选择低功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管(124)及所述第二功率晶体管(116)为作用的且由所述晶体管切换控制电路(108)控制，且所述电压测量装置(114)的所述输入经由所述模式选择开关(118)耦合到所述电感器端子(136)；且当经由所述升压调节器模式选择端子(126)选择高功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管(124)及所述第二功率晶体管(116)为非作用的，且所述第一电压测量装置(114)的所述输入经由所述模式选择开关(118)耦合到所述第二电压测量装置(115)的所述输出。根据又一实施例，当在所述低功率升压调节器模式中时，电感器(120)耦合于所述电源端子(134)与所述电感器端子(136)之间；电源(122)耦合于所述电源端子(134)与所述电源共用端子(142)之间；且滤波电容器(104)耦合于所述电压输出端子(140)与所述电源共用端子(142)之间。根据又一实施例，当在所述高功率升压调节器模式中时，电感器(120)耦合于所述电源端子(134)与所述电感器端子(136)之间；电源(122)耦合于所述电源端子(134)与所述电源共用端子(142)之间；滤波电容器(104)耦合于所述电压输出端子(140)与所述电源共用端子(142)之间；肖特基功率二极管耦合于所述电感器端子(136)与所述电压输出端子(140)之间；第三功率晶体管(230)具有耦合到所述电源共用端子(142)的源极、耦合到所述外部晶体管栅极控制端子(138)的栅极及耦合到所述电压感测端子(141)的漏极；且电流感测电阻器(228)耦合于所述电压感测端子(141)与所述电感器端子(136)之间。根据又一实施例，所述晶体管切换控制电路(108)产生脉冲宽度调制或频率调制控制信号。根据又一实施例，所述振荡器(112)使用电阻-电容电路来确定其振荡器频率。根据又一实施例，所述第一功率晶体管(124)为P通道金属氧化物半导体场效应晶体管。根据又一实施例，所述第二功率晶体管(116)为N通道金属氧化物半导体场效应晶体管。根据又一实施例，所述第三功率晶体管(230)为N通道金属氧化物半导体场效应晶体管。根据又一实施例，所述电源(122)为电池。根据又一实施例，所述电池具有从大约0.9伏到大约1.8伏的电压。根据又一实施例，所述第一电压测量装置(114)为差分输入运算放大器。根据又一实施例，所述第二电压测量装置(115)为差分输入运算放大器。根据又一实施例，其中所述集成电路装置(102)为包括模拟与数字电路及数字存储器的微控制器。根据又一实施例，所述升压调节器模式的选择存储于非易失性存储器中。根据又一实施例，所述非易失性存储器选自由熔丝位及电可编程非易失性存储器位组成的群组。根据另一实施例，一种在集成电路装置(102)中提供双重模式升压调节器的方法，所述方法包括以下步骤：提供电源端子(134)；提供电源共用端子(142)；提供电感器端子(136)；提供电压输出端子(140)；提供升压调节器模式选择端子(126)；提供电压感测端子(141)；提供具有耦合到所述升压调节器模式选择端子(126)的模式选择输入的晶体管切换控制电路(108)；提供耦合到所述晶体管切换控制电路(108)的外部晶体管栅极控制端子(138)；提供耦合于所述电感器端子(136)与所述电压输出端子(140)之间且由所述晶体管切换控制电路(108)控制的第一功率晶体管(124)；提供耦合于所述电压输出端子(140)与所述晶体管切换控制电路(108)之间且具有耦合到至少一个电压参考的至少一个输入的电压反馈电路(106)；提供启动电路(110)；提供耦合到所述启动电路(110)及所述晶体管切换控制电路(108)的振荡器(112)；提供耦合于所述电感器端子(136)与所述电源共用端子(142)之间且由所述晶体管切换控制电路(108)控制的第二功率晶体管(116)；提供具有耦合到所述晶体管切换控制电路(108)的输出的第一电压测量装置(114)；提供具有耦合到所述电感器端子(136)的第一差分输入及耦合到所述电压感测端子(141)的第二差分输入的第二电压测量装置(115)；及提供具有耦合到所述第一电压测量装置(114)的输入的共用点、耦合到所述电感器端子(136)的第一输入及耦合到所述第二电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在集成电路装置(102)中的双重模式升压调节器，其包括：电源端子(134)；电源共用端子(142)；电感器端子(136)；外部晶体管栅极控制端子(138)；电压输出端子(140)；升压调节器模式选择端子(126)；电压感测端子(141)；晶体管切换控制电路(108)，其具有耦合到所述升压调节器模式选择端子(126)的模式选择输入；第一功率晶体管(124)，其耦合于所述电感器端子(136)与所述电压输出端子(140)之间，且由所述晶体管切换控制电路(108)控制；电压反馈电路(106)，其耦合于所述电压输出端子(140)与所述晶体管切换控制电路(108)之间，且具有耦合到至少一个电压参考的至少一个输入；启动电路(110)；振荡器(112)，其耦合到所述启动电路(110)及所述晶体管切换控制电路(108)；第二功率晶体管(116)，其耦合于所述电感器端子(136)与所述电源共用端子(142)之间，且由所述晶体管切换控制电路(108)控制；第一电压测量装置(114)，其具有耦合到所述晶体管切换控制电路(108)的输出；第二电压测量装置(115)，其具有耦合到所述电感器端子(136)的第一差分输入及耦合到所述电压感测端子(141)的第二差分输入；及模式选择开关(118)，其具有耦合到所述第一电压测量装置(114)的输入的共用点、耦合到所述电感器端子(136)的第一输入及耦合到所述第二电压测量装置(115)的输出的第二输入；其中当经由所述升压调节器模式选择端子(126)选择低功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管(124)及所述第二功率晶体管(116)为作用的且由所述晶体管切换控制电路(108)控制，且所述电压测量装置(114)的所述输入经由所述模式选择开关(118)耦合到所述电感器端子(136)；且当经由所述升压调节器模式选择端子(126)选择高功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管(124)及所述第二功率晶体管(116)为非作用的，且所述第一电压测量装置(114)的所述输入经由所述模式选择开关(118)耦合到所述第二电压测量装置(115)的所述输出。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.13 US 13/371,8191.一种具有双重模式升压调节器的集成电路装置，其包括：电源端子；电源共用端子；电感器端子；外部晶体管栅极控制端子；电压输出端子；升压调节器模式选择端子；电压感测端子；晶体管切换控制电路，其具有耦合到所述升压调节器模式选择端子的模式选择输入；第一功率晶体管，其耦合于所述电感器端子与所述电压输出端子之间，且由所述晶体管切换控制电路控制；电压反馈电路，其耦合于所述电压输出端子与所述晶体管切换控制电路之间，且具有耦合到至少一个电压参考的至少一个输入；启动电路；振荡器，其耦合到所述启动电路及所述晶体管切换控制电路；第二功率晶体管，其耦合于所述电感器端子与所述电源共用端子之间，且由所述晶体管切换控制电路控制；第一电压测量装置，其具有耦合到所述晶体管切换控制电路的输出；第二电压测量装置，其具有耦合到所述电感器端子的第一差分输入及耦合到所述电压感测端子的第二差分输入；及模式选择开关，其具有耦合到所述第一电压测量装置的输入的共用点、耦合到所述电感器端子的第一输入及耦合到所述第二电压测量装置的输出的第二输入；其中当经由所述升压调节器模式选择端子选择低功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管及所述第二功率晶体管为作用的且由所述晶体管切换控制电路控制，且所述第一电压测量装置的所述输入经由所述模式选择开关耦合到所述电感器端子；且当经由所述升压调节器模式选择端子选择高功率升压调节器模式时，所述第一功率晶体管及所述第二功率晶体管为非作用的，所述外部晶体管栅极控制端子被控制以驱动外部晶体管，且所述第一电压测量装置的所述输入经由所述模式选择开关耦合到所述第二电压测量装置的所述输出。2.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述晶体管切换控制电路产生脉冲宽度调制或频率调制控制信号。3.根据权利要求1或2所述的集成电路装置，其中所述振荡器使用电阻-电容电路来确定其振荡器频率。4.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述第一功率晶体管为P通道金属氧化物半导体场效应晶体管。5.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述第二功率晶体管为N通道金属氧化物半导体场效应晶体管。6.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述第一电压测量装置为差分输入运算放大器。7.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述第二电压测量装置为差分输入运算放大器。8.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述集成电路装置为包括模拟与数字电路及数字存储器的微控制器。9.根据权利要求1所述的集成电路装置，其中所述升压调节器模式的选择存储于非易失性存储器中。10.根据权利要求9所述的集成电路装置，其中所述非易失性存储器选自由熔丝位及电可编程非易失性存储器位组成的群组。11.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔·多伊彻，陈金辉，詹姆斯·巴特林，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US