[发明专利]一种同步功率管驱动和自举电容充电电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步功率管驱动和自举电容充电电路，其用于高压DC-DC转换器类集成电路中，用以实现在没有外部5V电源的条件下对同步功率管驱动和实现对自举电容充电的功能。

背景技术

现有的高压DC-DC转换器类集成电路中，其中的高压MOSFET的最大栅源之间电压Vgs通常只能耐受5V电压而最大漏源之间电压Vds可以耐受5V至40V（或者更高）的高压。而其中的低压MOSFET的Vgs和Vds通常都可以承受5V电压。

为了节省芯片面积，降低产品成本，高压输入型DC-DC转换器的上管和下管（同步功率管）通常都采用NMOS管。上管和下管都是功率管，导通或关断所需的瞬间电流较大，为了驱动上管和下管的导通和关断，通常的做法是外部输入5V电源，或者外挂电容并产生一个5V的电压（LDO输出）。同时对上管采用自举驱动的方法，需要外挂一个自举驱动电容并在内部（或外部）在前述的5V电压上串联一个二极管到自举电容，给自举电容充电。这里电压限制在5V的目的是为了保护功率管的Vgs不超过限值，该做法可见于LM20242的数据手册。

这种做法的不利之处是外部需要增加一个电容，芯片增加一个引脚，并且自举电容的充电电压会比5V电压低一个二极管的正向导通电压（约0.7V），这会导致上管的驱动电压不足。

发明内容

由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提出一种同步功率管驱动和自举电容充电电路，其可实现对下管驱动的同时，实现对自举电容的充电，并且消除了二极管的正向导通电压。

为实现上述目的，本发明可通过以下技术方案予以实现：

一种同步功率管驱动和自举电容充电电路，包括源极相连接后与第一NMOS管的漏极相连的第一、第二PMOS管，该第二PMOS管的漏极分别与一电阻和第二NMOS管的栅极相连，且该电阻的另一端与该第二NMOS管的源极相连，该第二NMOS管的源极通过其寄生的体二极管分别与其漏极和一电容的一端相连，该电容的另一端和所述第一NMOS管的源极都连接到第三NMOS管的漏极，该第三NMOS管的栅极连接到第一比较器的正向输入端，该第一比较器的输出端通过逻辑控制和驱动单元连接到所述第一、第二PMOS管的栅极，且该第一PMOS管的漏极、所述电阻和第二NMOS管的源极都连接到第三NMOS管的栅极、第一比较器的正向输入端和第四NMOS管的漏极，且该第四NMOS管的栅极连接到所述逻辑控制和驱动单元，其源极和所述第三NMOS管的源极接地。

由于采用以上技术方案，本发明的同步功率管驱动和自举电容充电电路，其可以实现对下管驱动的同时，实现对自举电容的充电，并且消除了二极管的正向导通电压，是减少的芯片引脚数量，减少外部元件（电容，二极管等），实现了电路比较简单巧妙。

附图说明

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明的电路结构图

图2是本发明的工作波形图

I_P1指的是流经P1的电流

V_gate指的是N3的栅极电压

Vbst-Vsw指的是电容C1两端的电压差

U1output指的是比较器U1的输出波形

具体实施方式

如图1、2所示，一种同步功率管驱动和自举电容充电电路，包括源极相连接后与第一NMOS管N1的漏极相连的第一、第二PMOS管P1、P2，该第二PMOS管P2的漏极分别与一电阻R1和第二NMOS管N2的栅极相连，且该电阻R1的另一端与该第二NMOS管N2的源极相连，该第二NMOS管N2的源极通过其寄生的体二极管分别与其漏极和一电容C1的一端相连，该电容C1的另一端和所述第一NMOS管N1的源极都连接到第三NMOS管N3的漏极，该第三NMOS管N3的栅极连接到第一比较器U1的正向输入端，该第一比较器U1的输出端通过逻辑控制和驱动单元U2连接到第一、第二PMOS管P1、P2的栅极，且该第一PMOS管P1的漏极、电阻R1和第二NMOS管N2的源极都连接到第三NMOS管N3的栅极、第一比较器U1的正向输入端和第四NMOS管N4的漏极，且该第四NMOS管N4的栅极连接到逻辑控制和驱动单元U2，其源极和第三NMOS管N3的源极接地。