【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源芯片领域，特别是涉及一种升压结构驱动芯片及电路。
技术介绍
1、开关电源芯片的转换效率是电源管理类芯片的一个重要指标，其中影响开关电源芯片转换效率的一个问题点是开关电源开关损耗。所谓开关损耗包括开关电源开关管的导通损耗和关断损耗，其中导通损耗是指由于现实中存在极间电容等原因开关管都为非理想的开关管，开关管各极电压变化也有一过程，开关管导通时开关管的电压不是立即下降到零，而是有一个下降时间，同时开关管的电流也不是立即上升到最大电流，也有一个上升时间。在这段时间内，开关管的电流和电压有一个交叠区，会产生损耗，这个损耗即为开通损耗；同样在开关管关断时，开关管的电压并不是立即由零升到最大，而是有一个上升时间，同时开关管的电流也不是立即下降到零，也有一个下降时间，电压电流交叠区就产生了关断损耗。开关损耗和芯片的开关频率相关，频率越高，开关损耗越大。现有技术中，针对高压、大电流、应用环境恶劣、需要高可靠性的场景，为了减小损耗通常无法提高芯片开关频率。
2、但另一方面，在开关电源芯片应用中，开关频率大小还直接影响电感的大小，通常情况下，开关频率越低所使用的电感尺寸越大，开关频率越高所使用的电感尺寸越小。由于尺寸大的电感需要更大的空间，在对集成密度需要苛刻的应用中，尺寸大的电感限制了开关电源芯片的应用范围。因此较高的开关频率意味着系统应用中需要使用尺寸较小的电感、电容、更高的系统稳定性和响应速度。
3、在开关电源芯片应用中为了减小系统中电感的尺寸、减少电磁干扰、提高系统的稳定性和响应速度以适应更宽范
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种升压结构驱动芯片及电路，特别是升压型开关电源芯片（boost ic）及电路，在提高开关频率的同时提高了系统转换效率，在应用中起到了减小电感的尺寸、减少电磁干扰、提高系统的稳定性和响应速度的作用，扩宽开关电源芯片应用范围。
2、为实现上述技术目的，本专利技术提供一种升压结构驱动芯片，其包括：供电电源端vin和信号输出端sw，其还包括：连接芯片内部电路产生的基准电压vref输入端，和连接高低交替的矩形波信号driver输入端；在所述信号输出端sw的前端具有开关管q14，所述开关管q14为功率三极管，所述开关管q14的集电极与所述信号输出端sw相连，所述开关管q14的基极经第一组三极管与所述矩形波信号driver输入端相驱动连接；在所述开关管q14的集电极与所述信号输出端sw的前端之间还连接有调节单元p1的输出端，所述调节单元p1的输入端经第二组三极管信号运算处理与所述矩形波信号driver输入端相连，所述调节单元p1中包括第十一三极管q11和第十三三极管q13，所述第十一三极管q11的基极和集电极与所述调节单元p1的输入端相连，所述第十一三极管q11的发射极与所述第十三三极管q13的发射极相连，所述第十三三极管q13的基极与所述调节单元p1的输出端相连；当所述矩形波信号driver输入端为高电平时所述开关管q14导通，所述调节单元p1使得所述开关管q14的基极电流自动适应所述开关管q14的集电极电流，起到了限制所述开关管q14基极电流防止所述开关管q14进入深度饱和的作用；当所述矩形波信号driver输入端为低电平时所述开关管q14关断，在所述开关管q14由导通变为关断过程中，所述调节单元p1具有复位和保护内部所述第十一三极管q11的作用。
3、本专利技术提供一种升压结构驱动芯片，调节单元p1的功能：功率管由关断变为导通时，实现功率管基极驱动电流自适应输出电流，避免开关管q14进入深度饱和从而减小了退出饱和的开关时间，减小了开关损耗。其使用双极结构，电路结构简单，在提高开关频率的同时减小开关损耗提高转换效率，且实现了对输出电流的自适应功能。
4、作为进一步的改进，所述调节单元p1还包括第十二三极管q12，所述第十二三极管q12的基极与所述调节单元p1的输入端相连，所述第十一三极管q11的发射极、所述第十二三极管q12的发射极、所述第十三三极管q13的发射极三者相连。
5、作为进一步的改进，所述第一组三极管包括：第六三极管q6和第十三极管q10，所述第二组三极管包括：第四三极管q4和第八三极管q8，所述矩形波信号driver输入端连接基极呈并联的所述第四三极管q4和所述第六三极管q6，所述第六三极管q6的集电极与所述第十三极管q10的基极相连，所述第十三极管q10的集电极与所述开关管q14的基极相连，所述第四三极管q4的集电极与所述第八三极管q8的基极相连，所述第八三极管q8的集电极与所述调节单元p1的输入端相连。
6、作为进一步的改进，所述第八三极管q8的集电极还与第九三极管q9的基极相连，所述第九三极管q9的发射极与所述第十三极管q10的集电极、所述开关管q14的基极相连，所述第九三极管q9的集电极与所述供电电源端vin相连。
7、作为进一步的改进，所述基准电压vref输入端连接第二三极管q2的基极，所述第二三极管q2的发射极连接第十一电阻r11形成偏置电流i1，所述供电电源端vin连接发射极呈并联的第一三极管q1、第三三极管q3、第五三极管q5和第七三极管q7，所述第一三极管q1的基极、集电极与所述第二三极管q2的集电极相连，所述第七三极管q7的集电极电流icq7按照所述第七三极管q7和所述第一三极管q1之间的大小比例复制所述偏置电流i1。
8、作为进一步的改进，所述第一三极管q1、所述第三三极管q3、所述第五三极管q5和所述第七三极管q7各自的基极相连，所述第三三极管q3的集电极与所述第四三极管q4的集电极相连，所述第五三极管q5的集电极与所述第六三极管q6的集电极相连，所述第七三极管q7的集电极与所述第八三极管q8的集电极相连。
9、作为进一步的改进，所述第十一电阻r11具有接地一端，所述第四三极管q4、所述第六三极管q6、所述第八三极管q8、所述第十三极管q10和所述开关管q14各自的发射极接地，所述第十二三极管q12和所述第十三三极管q13各自的集电极接地。
10、作为进一步的改进，通过脉宽调制pwm的驱动信号控制所述开关管q14的开关状态。
11、相应的本专利技术还提供一种升压结构驱动电路，所述电路中包括本专利技术所提供的一种升压结构驱动芯片，所述供电电源端vin连接供电电源，同时还包括：经所述供电电源顺序串联接的电感l1、续流二极管d、输出电压vout和第二电容c2；所述电感l1的两端还分别连接所述供电电源端vin与所述信号输出端sw，所述续流二极管d的阳极与所述信号输出端sw连接，所述芯片还包括反馈电压端fb，所述反馈电压端fb对所述输出电压vout进行采样；当所述开关管q14导通，所述续流二极管d截止状态，当所述开关管q14关断，所述续流二极管d导通，所述电感l1通过所述续流二极管d对所述第二电容c2充电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种升压结构驱动芯片，其包括：供电电源端（VIN）和信号输出端（SW），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述调节单元（P1）还包括第十二三极管（Q12），所述第十二三极管（Q12）的基极与所述调节单元（P1）的输入端相连，所述第十一三极管（Q11）的发射极、所述第十二三极管（Q12）的发射极、所述第十三三极管（Q13）的发射极三者相连。
3.根据权利要求2所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述第一组三极管包括：第六三极管（Q6）和第十三极管（Q10），所述第二组三极管包括：第四三极管（Q4）和第八三极管（Q8），所述矩形波信号（DRIVER）输入端连接基极呈并联的所述第四三极管（Q4）和所述第六三极管（Q6），所述第六三极管（Q6）的集电极与所述第十三极管（Q10）的基极相连，所述第十三极管（Q10）的集电极与所述开关管（Q14）的基极相连，所述第四三极管（Q4）的集电极与所述第八三极管（Q8）的基极相连，所述第八三极管（Q8）的集电极与所述调节单元（P1）的输入端相连。
4.根据权利要求3所述
5.根据权利要求4所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述基准电压（VREF）输入端连接第二三极管（Q2）的基极，所述第二三极管（Q2）的发射极连接第十一电阻（R11）形成偏置电流I1，所述供电电源端（VIN）连接发射极呈并联的第一三极管（Q1）、第三三极管（Q3）、第五三极管（Q5）和第七三极管（Q7），所述第一三极管（Q1）的基极、集电极与所述第二三极管（Q2）的集电极相连，所述第七三极管（Q7）的集电极电流IcQ7按照所述第七三极管（Q7）和所述第一三极管（Q1）之间的大小比例复制所述偏置电流I1。
6.根据权利要求5所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述第一三极管（Q1）、所述第三三极管（Q3）、所述第五三极管（Q5）和所述第七三极管（Q7）各自的基极相连，所述第三三极管（Q3）的集电极与所述第四三极管（Q4）的集电极相连，所述第五三极管（Q5）的集电极与所述第六三极管（Q6）的集电极相连，所述第七三极管（Q7）的集电极与所述第八三极管（Q8）的集电极相连。
7.根据权利要求6所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述第十一电阻（R11）具有接地一端，所述第四三极管（Q4）、所述第六三极管（Q6）、所述第八三极管（Q8）、所述第十三极管（Q10）和所述开关管（Q14）各自的发射极接地，所述第十二三极管（Q12）和所述第十三三极管（Q13）各自的集电极接地。
8.根据权利要求7所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：通过脉宽调制PWM的驱动信号控制所述开关管（Q14）的开关状态。
9.一种升压结构驱动电路，其特征在于：
10.根据权利要求9所述的一种升压结构驱动电路，其特征在于：呈串联的第一电阻（R1）和第二电阻（R2）分别连接所述输出电压（VOUT）的高压端和所述第二电容（C2）的负极，所述第二电容（C2）的负极接地，所述反馈电压端（FB）位于所述第一电阻（R1）和所述第二电阻（R2）之间并通过所述第一电阻（R1）和所述第二电阻（R2）对所述输出电压（VOUT）分压，所述供电电源的两端还连接第一电容（C1）的两端，所述芯片还包括接地端，所述第一电容（C1）的负极和所述第二电容（C2）的负极与所述接地端相连并接地。
...【技术特征摘要】
1.一种升压结构驱动芯片，其包括：供电电源端（vin）和信号输出端（sw），其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述调节单元（p1）还包括第十二三极管（q12），所述第十二三极管（q12）的基极与所述调节单元（p1）的输入端相连，所述第十一三极管（q11）的发射极、所述第十二三极管（q12）的发射极、所述第十三三极管（q13）的发射极三者相连。
3.根据权利要求2所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述第一组三极管包括：第六三极管（q6）和第十三极管（q10），所述第二组三极管包括：第四三极管（q4）和第八三极管（q8），所述矩形波信号（driver）输入端连接基极呈并联的所述第四三极管（q4）和所述第六三极管（q6），所述第六三极管（q6）的集电极与所述第十三极管（q10）的基极相连，所述第十三极管（q10）的集电极与所述开关管（q14）的基极相连，所述第四三极管（q4）的集电极与所述第八三极管（q8）的基极相连，所述第八三极管（q8）的集电极与所述调节单元（p1）的输入端相连。
4.根据权利要求3所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述第八三极管（q8）的集电极还与第九三极管（q9）的基极相连，所述第九三极管（q9）的发射极与所述第十三极管（q10）的集电极、所述开关管（q14）的基极相连，所述第九三极管（q9）的集电极与所述供电电源端（vin）相连。
5.根据权利要求4所述的一种升压结构驱动芯片，其特征在于：所述基准电压（vref）输入端连接第二三极管（q2）的基极，所述第二三极管（q2）的发射极连接第十一电阻（r11）形成偏置电流i1，所述供电电源端（vin）连接发射极呈并联的第一三极管（q1）、第三三极管（q3）、第五三极管（q5）和第七三极管（q7），所述第一三极管（...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞平，贾生龙，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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