[发明专利]电源转换装置

权利要求书

1.一种电源转换装置，其特征在于，所述装置包括：开关单元、自举单元和控制单元；

开关单元，包括：第一NMOS晶体管（Q1）和第二NMOS晶体管（Q2）；所述第一NMOS晶体管（Q1）的漏极接功率级的电源电压PVDD，源极与第二NMOS晶体管（Q2）的漏极相连接，为电源转换装置的输出，第二晶体管（Q2）的源极接地；

自举单元，包括：第一P型金属-氧化物-半导体PMOS晶体管（Q3）、第二PMOS晶体管（Q4）和自举电容（C_bst）；所述第一PMOS晶体管（Q3）的源极接模拟电路电源电压AVDD，漏极与所述第二PMOS晶体管（Q4）的漏极相连接，所述自举电容（C_bst）的第一端与所述第二PMOS晶体管（Q4）的源极相接，用于向所述第一NMOS晶体管（Q1）提供栅开启电压；自举电容（C_bst）的第二端接第一NMOS晶体管（Q1）的漏极和第二NMOS晶体管（Q2）的源极，从而使第一NMOS晶体管（Q1）的最大栅源电压VGS与自举电容（C_bst）两端电压相等；

初始状态下，第一NMOS晶体管（Q1）保持关断,控制单元根据接收到的低电平脉宽调制信号PWM生成相应的控制信号，控制第二NMOS晶体管（Q2）、第一PMOS晶体管（Q3）和第二PMOS晶体管（Q4）导通，用以使自举电容（C_bst）的第一端电压充电至AVDD，第二端电压为地电位；当脉宽调制信号PWM变为高电平时，控制单元根据接收到的高电平脉宽调制信号PWM生成相应的控制信号，控制第一PMOS晶体管（Q3）、第二PMOS晶体管（Q4）、第二NMOS晶体管（Q2）依次关断，第一NMOS晶体管（Q1）导通，使自举电容（C_bst）第二端的电压由地电位升高至PVDD，从而自举电容（C_bst）第一端的电压跟随所述第二段的电压升高至PVDD+AVDD，使第一NMOS晶体管（Q1）的栅开启电压达到PVDD+AVDD，用以使第一NMOS晶体管（Q1）完全导通，从而使电源转换装置的输出电压达到PVDD，并且使第一NMOS晶体管（Q1）的最大栅源电压始终不超过AVDD。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元控制第一PMOS晶体管（Q3）、第二PMOS晶体管（Q4）、第二NMOS晶体管（Q2）依次关断，第一NMOS晶体管（Q1）导通具体为：

所述控制单元在所述脉宽调制信号PWM由低电平变为高电平的第一时间T1之后产生第一控制信号用于使第一PMOS晶体管（Q3）关断，再延时第二时间T2之后产生第二控制信号用于使第二PMOS晶体管（Q4）关断，再延时第三时间T3之后产生第三控制信号用于使第二NMOS晶体管（Q2）关断,再延时第四时间T4之后产生第四控制信号用于使第一NMOS晶体管（Q1）导通，从而避免第一PMOS晶体管（Q3）和第二PMOS晶体管（Q4）的寄生二极管(D1、D2)和寄生三极管(BG1、BG2)在自举升压过程中导通；

其中，T1为控制单元以及第三驱动单元的信号传送延时；T2不小于第一PMOS晶体管（Q3）由导通至完全关断的时间；T3不小于第二PMOS晶体管（Q4）由导通至完全关断的时间；T4不小于第二NMOS晶体管（Q2）由导通至完全关断的时间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述控制单元接收到的宽调制信号PWM由高电平变为低电平时，所述控制单元在延时第五时间T5之后产生第五控制信号用于使第一NMOS晶体管（Q1）关断，再延时第六时间T6之后产生第六控制信号用于使第二NMOS晶体管（Q2）导通，再延时第七时间T7之后产生第七控制信号用于使第一PMOS晶体管（Q3）导通，再延时第八时间T8之后产生第八控制信号用于使第二PMOS晶体管（Q4）导通，从而电源转换装置的输出电压为0；

其中，T5为控制单元以及第一驱动单元的信号传送延时；T6不小于第一NMOS晶体管（Q1）由导通至完全关断的时间；T7不小于第二NMOS晶体管（Q2）由关断至完全导通的时间；T8不小于第一PMOS晶体管（Q3）由关断至完全导通的时间。