[发明专利]DC/DC升压转换器和LED驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及电气领域，具体而言，涉及一种DC/DC升压转换器和LED驱动器。

背景技术

DC/DC升压转换器或LED驱动器在便携式电子设备中有着广泛的应用，如手机、MP3/MP4、GPS等。便携式电子设备通常采用电池供电，在实际应用中，电池供电系统由于其种类和组合较多，可以产生不同的输出电压，如单节AA干电池可提供0.9V电压、两节AA干电池串联可提供1.8V、锂电池可提供4.2V电压等，因此集成电路芯片需要尽可能宽的工作电压范围以满足不同的电池种类和组合的应用；另一方面，当电池使用一段时间以后其供电电压会有所下降，如锂电池电压可从4.2V降至3.6V，单节AA干电池电压可从0.9V降至0.8V等，这也要求集成电路芯片有尽可能低的最低工作电压，在电池供电系统电压低于额定输出电压时仍能正常工作。

现有的DC/DC升压转换器或LED驱动器电路如图1所示，其中主要部分是DC/DC升压转换单元或LED驱动单元、输出功率晶体管及其驱动单元组成，其中，DC/DC升压转换单元或LED驱动单元包含主要的功能电路，如：使能电路、基准电压和基准电流生成电路、反馈电路、误差放大器、脉宽调控电路、限流电路、热关断保护电路以及其他电路等。

DC/DC升压转换器或LED驱动器的外围元器件主要包括输入电源电压Vin、输入去藕电容Cin、电感L、肖特基二极管D、分压电阻R1，R2、输出电容Cout等。

如图1所示，输出电压Vout通过分压电阻R1，R2反馈到DC/DC升压转换器或LED驱动器内，输出电压反馈信号经过DC/DC升压转换器电路单元或LED驱动器电路单元的比较和放大，并与其它时序信号等共同产生一个输出功率晶体管驱动控制信号，通过输出功率晶体管驱动单元来控制输出功率管的导通与否，进而实现输出电压稳定在设定值上。

上述DC/DC升压转换器或LED驱动器基于制造工艺和电路结构的原因通常有一个最低工作电压值，当输入电源电压过低时，电路由于低电源电压导致输出功率管导通电阻过大而使其工作效率降低，甚至不能正常工作。在工艺和电路结构确定的情况下，该最低工作电压将很难再降低。以NMOS晶体管为例，NMOS晶体管的导通电阻Ron=1/((μnCoxW/L)*(Vgs-V))，其中Vgs通常等于或小于电源电压Vcc，从公式中可知电源电压越低则导通电阻越高，输出功率晶体管的导通电阻大时相对消耗在该晶体管（电流不变的情况下）的功耗也高，其工作效率也随之降低，这是我们所不希望见到的。当电源电压继续降到某一最低电压时，导通电阻将增大至使晶体管无法正常工作，此最低电压值也成为整个集成电路芯片的最低输入电压范围的主要制约因素。

针对相关技术中DC/DC升压转换器或LED驱动器当电源电压降低时可能导致的输出功率晶体管工作效率降低或不能正常工作的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种DC/DC升压转换器和LED驱动器，以解决相关技术中DC/DC升压转换器或LED驱动器当电源电压降低时可能导致的输出功率晶体管工作效率降低或不能正常工作的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种DC/DC升压转换器，包括：电源输入端；使能端；反馈端；输出功率晶体管；输出功率晶体管驱动单元，连接在DC/DC升压转换单元和输出功率晶体管之间，包括电源电压输出驱动单元和电荷泵升压输出驱动单元，其中，电源电压输出驱动单元用于在电源输入端的电压大于或等于预设的参考电压值时，向输出功率晶体管提供以电源电压为基础的输出功率晶体管驱动信号，电荷泵升压输出驱动单元用于在电源输入端的电压小于预设的参考电压值时，向输出功率晶体管提供升压后的输出功率晶体管驱动信号；以及DC/DC升压转换单元，与电源输入端、使能端、反馈端和输出功率晶体管驱动单元连接，用于根据电源输入端输入的电源电压和/或使能端输入的使能信号和/或反馈端输入的反馈信号向输出功率晶体管驱动单元发送驱动控制信号。

进一步地，该转换器还包括：基准电压生成电路，用于提供预设的参考电压值；以及电压比较器，第一输入端与电源输入端连接，第二输入端与基准电压生成电路的输出端连接，用于比较电源输入端的电源电压和预设的参考电压值的大小。