一種低壓?jiǎn)?dòng)dc-dc轉(zhuǎn)換器芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成電路技術(shù)，尤其涉及到一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使得在低壓情況下能夠啟動(dòng)電路，設(shè)計(jì)了一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在提供一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片。
[0004]一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片，包括停機(jī)控制電路、帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩器電路、誤差放大器、PWM比較器、PWM產(chǎn)生電路、控制邏輯、斜率補(bǔ)償電路、電流采樣放大器電路、PWM啟動(dòng)門限電路和低壓?jiǎn)?dòng)電路:
[0005]所述停機(jī)控制電路的輸入端接關(guān)斷信號(hào)輸入端SHDN，輸出端控制所述控制邏輯；當(dāng)SHDN接高電平，電路正常工作；當(dāng)SHDN接地，電路處于關(guān)閉狀態(tài)，電路不工作；
[0006]所述帶隙基準(zhǔn)電路用來產(chǎn)生芯片內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)電壓；作為其他電路的參考電壓，這些電壓的精確度直接影響DC-DC輸出的電壓精度；
[0007]所述振蕩器電路提供內(nèi)部時(shí)鐘頻率1MHz，并作為內(nèi)部同步時(shí)鐘；同時(shí)產(chǎn)生出鋸齒波，提供給PWM比較器和為斜坡補(bǔ)償電路提供斜坡信號(hào)；
[0008]所述誤差放大器將輸出反饋電壓VFB與比較基準(zhǔn)電壓0.8V的差值進(jìn)行放大及反饋，保證穩(wěn)態(tài)時(shí)的穩(wěn)壓精度；
[0009]所述PWM比較器是把誤差放大器輸出的電壓誤差信號(hào)與電感電流采樣信號(hào)和斜坡補(bǔ)償信號(hào)相加得到的電壓進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，從而控制功率管的占空比，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的；
[0010]所述PWM產(chǎn)生電路根據(jù)振蕩信號(hào)與PWM比較器的輸出來產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號(hào)；
[0011]所述控制邏輯實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制功能，對(duì)控制功率管工作狀態(tài)的各模塊邏輯信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生功率管控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊；
[0012]所述斜率補(bǔ)償電路的功能是利用振蕩器模塊產(chǎn)生的斜坡信號(hào)對(duì)電流反饋回路的電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；斜率補(bǔ)償?shù)哪康氖窍娏髂C-DC轉(zhuǎn)換器中當(dāng)占空比大于50%時(shí)出現(xiàn)的開環(huán)不穩(wěn)定、亞諧波振蕩等缺點(diǎn)；
[0013]所述電流采樣放大器電路是通過采樣功率管電流并對(duì)功率管的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制;
[0014]所述PWM啟動(dòng)門限電路的功能是檢測(cè)輸出電壓，當(dāng)輸出電壓低于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為低電位，關(guān)斷大部分的電路，只開通啟動(dòng)電路；當(dāng)輸出電壓高于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為高電位，關(guān)斷啟動(dòng)電路，電路以正常的PWM模式工作；
[0015]所述低壓?jiǎn)?dòng)電路功能是在啟動(dòng)過程中產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)同步管，最終將輸出電壓提升到2.3V，然后PWM啟動(dòng)門限電路將會(huì)關(guān)斷低壓?jiǎn)?dòng)電路，實(shí)現(xiàn)正常的PWM工作模式。
[0016]系統(tǒng)的正常工作過程:首先由RFBl和RFB2串聯(lián)分壓，檢測(cè)輸出電壓V0UT，得到電壓VFB，將VFB和帶隙基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)，誤差信號(hào)輸出到PWM比較器的負(fù)端，同時(shí)將表示功率管電流信號(hào)與斜坡補(bǔ)償電流信號(hào)疊加以后輸出到PMW比較器的正端，PWM比較器的輸出信號(hào)控制同步管上開關(guān)信號(hào)的占空比，從而達(dá)到控制系統(tǒng)輸出電壓的目的。該芯片具有效率高，啟動(dòng)電壓低，輸出范圍大，靜態(tài)電流小等特點(diǎn)；最小啟動(dòng)電壓為0.85V；輸出電壓范圍為2.5V?5V ;開關(guān)頻率的典型值為IMHz ;峰值效率為92%。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的內(nèi)部電路圖。
[0018]圖2為利用本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的輸入電壓1.3V時(shí)，輸出電壓為3.3V的應(yīng)用電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本【實(shí)用新型內(nèi)容】進(jìn)一步說明。
[0020]一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片，如圖1所示，包括停機(jī)控制電路、帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩器電路、誤差放大器、PWM比較器、PWM產(chǎn)生電路、控制邏輯、斜率補(bǔ)償電路、電流采樣放大器電路、PWM啟動(dòng)門限電路和低壓?jiǎn)?dòng)電路:
[0021]所述停機(jī)控制電路的輸入端接關(guān)斷信號(hào)輸入端SHDN，輸出端控制所述控制邏輯；當(dāng)SHDN接高電平，電路正常工作；當(dāng)SHDN接地，電路處于關(guān)閉狀態(tài)，電路不工作；
[0022]所述帶隙基準(zhǔn)電路用來產(chǎn)生芯片內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)電壓；作為其他電路的參考電壓，這些電壓的精確度直接影響DC-DC輸出的電壓精度；
[0023]所述振蕩器電路提供內(nèi)部時(shí)鐘頻率1MHz，并作為內(nèi)部同步時(shí)鐘；同時(shí)產(chǎn)生出鋸齒波，提供給PWM比較器和為斜坡補(bǔ)償電路提供斜坡信號(hào)；
[0024]所述誤差放大器將輸出反饋電壓VFB與比較基準(zhǔn)電壓0.8V的差值進(jìn)行放大及反饋，保證穩(wěn)態(tài)時(shí)的穩(wěn)壓精度；
[0025]所述PWM比較器是把誤差放大器輸出的電壓誤差信號(hào)與電感電流采樣信號(hào)和斜坡補(bǔ)償信號(hào)相加得到的電壓進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，從而控制功率管的占空比，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的；
[0026]所述PWM產(chǎn)生電路根據(jù)振蕩信號(hào)與PWM比較器的輸出來產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號(hào)；
[0027]所述控制邏輯實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制功能，對(duì)控制功率管工作狀態(tài)的各模塊邏輯信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生功率管控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊；
[0028]所述斜率補(bǔ)償電路的功能是利用振蕩器模塊產(chǎn)生的斜坡信號(hào)對(duì)電流反饋回路的電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；斜率補(bǔ)償?shù)哪康氖窍娏髂C-DC轉(zhuǎn)換器中當(dāng)占空比大于50%時(shí)出現(xiàn)的開環(huán)不穩(wěn)定、亞諧波振蕩等缺點(diǎn)；
[0029]所述電流采樣放大器電路是通過采樣功率管電流并對(duì)功率管的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制;
[0030]所述PWM啟動(dòng)門限電路的功能是檢測(cè)輸出電壓，當(dāng)輸出電壓低于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為低電位，關(guān)斷大部分的電路，只開通啟動(dòng)電路；當(dāng)輸出電壓高于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為高電位，關(guān)斷啟動(dòng)電路，電路以正常的PWM模式工作；
[0031]所述低壓?jiǎn)?dòng)電路功能是在啟動(dòng)過程中產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)同步管，最終將輸出電壓提升到2.3V，然后PWM啟動(dòng)門限電路將會(huì)關(guān)斷低壓?jiǎn)?dòng)電路，實(shí)現(xiàn)正常的PWM工作模式。
[0032]如圖2所示為利用本實(shí)用新型的DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片的輸入電壓1.3V時(shí)，輸出電壓為3.3V的應(yīng)用電路圖。系統(tǒng)的正常工作過程:首先由RFBl和RFB2串聯(lián)分壓，檢測(cè)輸出電壓VOUT，得到電壓VFB，將VFB和帶隙基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)，誤差信號(hào)輸出到PWM比較器的負(fù)端，同時(shí)將表示功率管電流信號(hào)與斜坡補(bǔ)償電流信號(hào)疊加以后輸出到PMW比較器的正端，PWM比較器的輸出信號(hào)控制同步管上開關(guān)信號(hào)的占空比，從而達(dá)到控制系統(tǒng)輸出電壓的目的。該芯片具有效率高，啟動(dòng)電壓低，輸出范圍大，靜態(tài)電流小等特點(diǎn)；最小啟動(dòng)電壓為0.85V ;輸出電壓范圍為2.5V?5V ;開關(guān)頻率的典型值為IMHz ;峰值效率為92%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片，其特征在于，包括停機(jī)控制電路、帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩器電路、誤差放大器、PWM比較器、PWM產(chǎn)生電路、控制邏輯、斜率補(bǔ)償電路、電流采樣放大器電路、PWM啟動(dòng)門限電路和低壓?jiǎn)?dòng)電路: 所述停機(jī)控制電路的輸入端接關(guān)斷信號(hào)輸入端SHDN，輸出端控制所述控制邏輯；當(dāng)SHDN接高電平，電路正常工作；當(dāng)SHDN接地，電路處于關(guān)閉狀態(tài)，電路不工作； 所述帶隙基準(zhǔn)電路用來產(chǎn)生芯片內(nèi)部的帶隙基準(zhǔn)電壓；作為其他電路的參考電壓，這些電壓的精確度直接影響DC-DC輸出的電壓精度； 所述振蕩器電路提供內(nèi)部時(shí)鐘頻率1MHz，并作為內(nèi)部同步時(shí)鐘；同時(shí)產(chǎn)生出鋸齒波，提供給PWM比較器和為斜坡補(bǔ)償電路提供斜坡信號(hào)； 所述誤差放大器將輸出反饋電壓VFB與比較基準(zhǔn)電壓0.8V的差值進(jìn)行放大及反饋，保證穩(wěn)態(tài)時(shí)的穩(wěn)壓精度； 所述PWM比較器是把誤差放大器輸出的電壓誤差信號(hào)與電感電流采樣信號(hào)和斜坡補(bǔ)償信號(hào)相加得到的電壓進(jìn)行比較，輸出相應(yīng)的脈寬調(diào)制信號(hào)，從而控制功率管的占空比，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的； 所述PWM產(chǎn)生電路根據(jù)振蕩信號(hào)與PWM比較器的輸出來產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號(hào)； 所述控制邏輯實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制功能，對(duì)控制功率管工作狀態(tài)的各模塊邏輯信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生功率管控制信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊； 所述斜率補(bǔ)償電路的功能是利用振蕩器模塊產(chǎn)生的斜坡信號(hào)對(duì)電流反饋回路的電流檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償；斜率補(bǔ)償?shù)哪康氖窍娏髂C-DC轉(zhuǎn)換器中當(dāng)占空比大于50%時(shí)出現(xiàn)的開環(huán)不穩(wěn)定、亞諧波振蕩等缺點(diǎn)； 所述電流采樣放大器電路是通過采樣功率管電流并對(duì)功率管的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)行控制；所述PWM啟動(dòng)門限電路的功能是檢測(cè)輸出電壓，當(dāng)輸出電壓低于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為低電位，關(guān)斷大部分的電路，只開通啟動(dòng)電路；當(dāng)輸出電壓高于2.3V時(shí)，輸出信號(hào)為高電位，關(guān)斷啟動(dòng)電路，電路以正常的PWM模式工作； 所述低壓?jiǎn)?dòng)電路功能是在啟動(dòng)過程中產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)同步管，最終將輸出電壓提升到2.3V，然后PWM啟動(dòng)門限電路將會(huì)關(guān)斷低壓?jiǎn)?dòng)電路，實(shí)現(xiàn)正常的PWM工作模式。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片。一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片包括停機(jī)控制電路、帶隙基準(zhǔn)電路、振蕩器電路、誤差放大器、PWM比較器、PWM產(chǎn)生電路、控制邏輯、斜率補(bǔ)償電路、電流采樣放大器電路、PWM啟動(dòng)門限電路和低壓?jiǎn)?dòng)電路：利用本實(shí)用新型提供的一種低壓?jiǎn)?dòng)DC-DC轉(zhuǎn)換器芯片能夠在輸入電壓為0.85V時(shí)啟動(dòng)。
【IPC分類】H02M1/36, H02M3/156
【公開號(hào)】CN204721220
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520211374
【發(fā)明人】沈?qū)O園
【申請(qǐng)人】杭州寬福科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日