本实用新型专利技术针对现有Boost电路中启动时浪涌电流对主开关管Q2、同步功率管Q1以及对输出端设备的存在损坏的风险，提出一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路，包括电流与电压检测单元，限流单元和同步功率管Q1，电流与电压检测单元用于检测同步功率管Q1的输出电压VOUT与输入电压VIN之间的压差，并将检测结果欠压控制信号VUVLO输送至限流单元和逻辑控制电路里；该电路能够实现对同步功率管Q1电流的限制的功能，本实用新型专利技术的整个电路结构简洁、精度高、响应快速，能提高系统的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于电子电路
，设及模拟集成电路，特别是一种Boost型 DC-DC转换器同步功率管限流电路。
技术介绍
随着半导体技术的快速发展和应用领域的不断扩展，Boost电路将低直流电压转 换成高直流电压，实现直流电压的升压，因此Boost电路普遍应用到日常生活中。Boost电 路一般由控制电路、开关管、储能元件电感、电容组成。其升压过程是由一个电感的能量传 递过程。充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。[000引典型的同步型BoostDC-DC转换器的系统结构如图1所示。该电路采用一个电压 负反馈环路，通过脉冲宽度调制方法（PWM)实现控制。其中化为主开关管，Qi为同步功率 管。其工作原理为：输出电压V0UT经义样电阻RSWS1和RSWS2分压得到VPB后与参考电压VH相 比较，其差值经误差放大器EA放大后经过补偿网络后，作为脉冲宽度调制器PWM比较器的 同相输入端，通过与PWM比较器反相输入端的斜波信号进行比较，用比较后所得信号经过 逻辑控制电路来控制同步功率管Qi和主开关管Q2的开启与关断。当输出电压VauT下降时， 由采样电阻Rswsi和RsWS2分压所得反馈电压信号会下降，则通过误差放大器放大后的电压会 增加，使得主开关管Q2的导通时间增加，输出电压上升；反之亦然。电压控制模式通过该种 负反馈的方式来维持输出的恒定。但是，该Boost电路由于在启动阶段输入直接通过同步 功率管Qi给输出充电，同步功率管Q1要面临很大的浪涌电流，而且如果在同步功率管Q1电 流较大时开启主开关管化，则存在损坏功率管的风险。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述Boost电路中启动时浪涌电流对主开关管〇2、同 步功率管QiW及对输出端设备的存在损坏的风险，提出一种Boost型DC-DC转换器同步功 率管限流电路，该电路能够实现对同步功率管化电流的限制的功能，本技术的整个电 路结构简洁、精度高、响应快速，能提高系统的可靠性。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案予W解决： 一种Boost型DC-DC转换器同步功率管限流电路，包括如下单元： 电流与电压检测单元，用于检测同步功率管Qi的输出电压VWT与输入电压VM之间 的压差，并将检测结果欠压控制信号Vuvw输送至限流单元和逻辑控制电路里；并采用负反 馈稳住同步功率管Ql的输出电压VwT，将采样电阻采出的同步功率管Qi镜像管的电流IsfflSE 转换为电压值即电流采样信号Vis，并将电流采样信号Vis输送至限流单元；[000引限流单元，用于控制同步功率管Qi的电流值，并将接收到的电流采样信号Vis与外 部参考电压Vkep比较，最后将比较结果栅极控制信号VeATE直接连接同步功率管Q1的栅极， 将电流控制在合适范围。 同步功率管化;用于接收限流单元的栅极控制信号VCATC，并给电流与电压检测单 元提供输出电压VdUT、开关节点电压Vsw和衬底电压VBDDY; 输入的直流电源并联第一电容Cl后得到输入电压V"，第一电感Li串联在第一电 容Cl与同步功率管Q1之间，欠压控制信号Vuvw连接到限流单元和逻辑控制电路的欠压控制 端；限流单元的输出栅极控制信号连接到同步功率管Q1的栅极；同步功率管Q1源极与 地之间并联主开关管92,漏极并联第二电容C2,并连接到输出电压VaUT;输出电压V经采样 电阻Rswsi和RSWS2分压后连接误差放大器EA的反相端，误差放大器EA同相端连接基准信号 V其输出连接到补偿网络；脉冲宽度调制器PWM的同相端连接补偿网络，其反相端连接斜 坡信号，输出端连接到逻辑控制电路PWM控制端；逻辑控制电路时钟信号端输入时钟信号， 其驱动控制端连接死区控制的输入端，死区控制的驱动器输出端连接到同步功率管化的栅 极和主开关管化的栅极。 进一步的，所述电流与电压检测单元，包括第一反相器、第二反相器、功率镜像 PMOS管Mini、PMOS管Mi〇2、PMOS管Mim、PMOS管Miw、PMOS管Miw、PMOS管M…、PMOS管心2、 PMOS管心3、NMOS管Miw、NMOS管Mw5、NMOS管Mwe、NMOS管Miw、NMOS管Mil。、第一电阻Ri、 第二电阻R2、第一二极管〇1、第二二极管〇2、第一电容Cl和电流源IS1;其中： 所述电流源Isi的输入端接入内部电源VDD，其输出端连接NMOS管Miw的漏极和栅 极，NMOS管Mwe的源极与地相连；NMOS管Miw、NMOS管Mw5、NMOS管Mw8、NM0S管M。。构成一 排电流镜，它们的栅极与NMOS管Miw的栅极相连，它们的源极与地相连； 所述功率镜像PMOS管Mwi，其与同步功率管Qi构成比例镜像，其源极与开关节点 电压Vsw相连，其栅极与栅极控制信号V<;aTE相连，其衬底与衬底电压VBCW相连，其漏极分别 与PMOS管Mw2和PMOS管M的源极相连，并且功率镜像PMOS管M1。1的源极连接第一二极 管Di正极，第一二极管D1负极连接其衬底，功率镜像PMOS管M1。1的漏极连接第二二极管D2 的正极，第二二极管的负极连接其衬底； 所述PMOS管与PMOS管M1。4构成反相器，其中PMOS管M1。2的栅、漏极均与PMOS 管Mim栅极、NMOS管M1。3漏极相连；PMOS管M1。4的源极与输出电压VWT相连并与PMOS管M1。7 的源极相连，其漏极与PMOS管Mill的栅极和NMOS管M的漏极相连；PMOS管M1。的漏极与 第二电阻R2和电流采样信号VIS相连，第二电阻R2与地相连；[001引所述PMOS管Miw与PMOS管M1。9构成反相器，其中PMOS管M1。9的栅、漏极均与PMOS管Miw的栅极、NMOS管MU。漏极相连，PMOS管M1。9的源极与第一电阻R姻连，第一电阻R1 的另一端与输入电压Vim相连；PMOS管M1。7的漏极分别与NMOS管M1。8的漏极和第一反相器 的输入端相连； 所述第一反相器的输出端分别与第二反相器的输入端、PMOS管Mii2栅极和欠压控 审IJ信号Vm湘连；第二反相器的输出端与PMOS管M的栅极相连；PMOS管M。2為。的漏极 分别与输出电压VdUT和输入电压VH相连，PMOS管MU2、的源极和衬底均与第一电容C1 和内部电源Vdd相连，第一电容C1接地。 进一步的，所述限流单元，包括第S反相器、电流源Is2、PMOS管Mwi、PMOS管Mw3、 PMOS管M205、PM0S管M207、PM0S管M209、NM0S管M202、NM0S管M2m、NM〇S管M2〇e、NM〇S管M208和 NMOS管Mai。;其中：[001引所述电流源Is2,其输入端接内部电源Vdd，其输出端接在PMOS管和M2W的源极 上； 所述PMOS管Mwi、M209的源极接内部电源Vdd，PMOS管Msoi的栅、漏极均与PMOS管 MsJf极和NM0S管M2。2的漏极相连；PM0S管M2。9的漏极分别与醒0S管M21。的漏极、栅极控 审IJ信号Vcate相连；所述PM0S管M2W的栅极与外部参考电压VEEF相连，其漏极分别与NM0S管M204的 漏、栅极和NM0S管M2e2的栅极相连；所述PM0S管M2W的栅极与电流采样信号V本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Boost型DC‑DC转换器同步功率管限流电路，其特征在于：除了电压负反馈环路外还包括如下单元：电流与电压检测单元(1)，用于检测同步功率管Q1的输出电压VOUT与输入电压VIN之间的压差，并将检测结果欠压控制信号VUVLO输送至限流单元(2)和逻辑控制电路里；并采用负反馈稳住同步功率管Q1的输出电压VOUT，将采样电阻采出的同步功率管Q1镜像管的电流ISENSE转换为电压值即电流采样信号VIS，并将电流采样信号VIS输送至限流单元(2)；限流单元(2)，用于控制同步功率管Q1的电流值，并将接收到的电流采样信号VIS与外部参考电压VREF比较，最后将比较结果栅极控制信号VGATE直接连接同步功率管Q1的栅极，将电流控制在合适范围；同步功率管Q1：用于接收限流单元(2)的栅极控制信号VGATE，并给电流与电压检测单元(1)提供输出电压VOUT、开关节点电压VSW和衬底电压VBODY。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李演明，张豪，杨晓冰，吴凯凯，邱彦章，文常保，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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