[发明专利]DC/DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及DC/DC转换器。

背景技术

在个人计算机和游戏专用机等电子设备中，将某电平的直流电压降压为最适合于负载的电平的DC/DC转换器（开关调节器）被使用。图1是表示本发明人所研究讨论的DC/DC转换器的构成的电路图。

DC/DC转换器10r的输入线L_IN处接受直流输入电压V_IN，将其降压、稳定为预定的目标电平后，提供给输出线L_OUT所连接的负载（未图示）。DC/DC转换器10具备：开关晶体管M1、同步整流晶体管M2、电感器L1、输出电容器C1、电流检测电阻RCS及控制IC（Integrated Circuit：集成电路）100r。

开关晶体管M1及同步整流晶体管M2是N沟道MOSFET（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管），被依次串联地设置于输入线L_IN和接地线L_GND之间。开关晶体管M1和同步整流晶体管M2的连接点称作开关节点N1。电感器L1及检测电阻Rcs被串联地设置于开关节点N1和输出线L_OUT之间。输出电容器C1被设置于输出线L_OUT和接地线L_GND之间。输入电容器C2被设置于输入线L_IN和接地线L_GND之间。

上侧栅极（UGATE）端子及下侧栅极（LGATE）端子分别与开关晶体管M1及同步整流晶体管M2的栅极（gate）连接。相位（PHASE）端子与开关节点N1连接。输出电压V_OUT被电阻R1、R2分压，与输出电压V_OUT成正比的反馈电压V_FB被输入到控制IC100的反馈（FB）端子。电流检测端子（ISEN+、ISEN－）分别连接于检测电阻Rcs的两端。自举电容器C3被设置于开关节点N1和BOOT端子之间。

控制IC100r具备脉冲调制器102、高侧驱动器104、低侧驱动器106、电流检测电路108、自举开关SW1。

脉冲调制器102生成占空比被调节使得反馈电压V_FB与预定基准电压一致的脉冲信号S_PWM。脉冲调制器102例如由电压模式、峰值电流模式、平均电流模式、导通时间固定模式、截止时间固定模式、迟滞控制等公知的调制器构成。高侧驱动器104及低侧驱动器106根据脉冲信号S_PWM使开关晶体管M1及同步整流晶体管M2互补地开关。高侧驱动器104的上侧的电源端子与BOOT端子连接，其下侧的电源端子与PHASE端子连接。

在以N沟道MOSFET构成开关晶体管M1的情况下，为使其导通，必须向开关晶体管M1的栅极输入比输入电压V_IN高的高电平电压V_H。自举开关SW1及自举电容器C3形成用于生成高电平电压V_H的自举电路。

自举开关SW1被设置于控制IC100r的电源线L_VDD和BOOT端子之间。自举开关SW1由晶体管或二极管构成，在开关晶体管M1导通、同步整流晶体管M2截止的期间成为截止状态，在开关晶体管M1截止、同步整流晶体管M2导通的期间成为导通状态。

开关晶体管M1截止、同步整流晶体管M2导通、自举开关SW1导通时，PHASE端子成为接地电压V_GND，BOOT端子成为电源电压V_DD，自举电容器C3被以电源电压V_DD充电。

由于开关晶体管M1导通、同步整流晶体管M2截止、自举开关SW1截止时，PHASE端子成为输入电压V_IN，故BOOT端子所产生的高电平电压V_H是V_IN+V_DD。电源电压V_DD比开关晶体管M1的栅极源极间的阈值电压V_TH高，因此，高电平电压V_H＝V_IN+V_DD被高侧驱动器104提供到开关晶体管M1的栅极时，开关晶体管M1导通。