[实用新型]一种同步升压DC-DC转换器的真关断电路

说明书

本发明提供了一种同步升压DC‑DC转换器的真关断电路，当电路上电使能工作后，输入电压比输出电压高时，衬底切换电路输出高电位，不允许PMOS功率管切换，功率管可以正常导通关断；在电路关断时功率PMOS管的栅端和衬底电位始终等于电路中最高电位，使得电路实现真关断。本发明将同步升压DC‑DC转换器电路的电源高电位选择与衬底切换用同一电路即衬底切换电路进行实现，简化了整体电路的设计；确保电路的不会发生闩锁，增加了芯片工作的可靠性；电路不会因为干扰等因素在输入输出来回切换发生振荡，相对于传统的同步升压DC‑DC转换器电路可以提供相对固定的衬底电位。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其是一种同步升压DC-DC电路。

背景技术

随着消费类电子产品的快速发展，对于产品中的芯片性能要求愈来愈高。同步升压DC-DC转换器电路作为很多产品中都有应用的电源管理产品，有着效率高、集成度高等特点。但同步升压DC-DC转换器由于存在同步整流PMOS管衬底与源极、漏极间的寄生二极管，使得电路在使能关断时依然存在输入至输出的电流路径，电路无法实现真正的关断，在负载依然存在的时候，会一直存在功耗；而在输出短路时，由于功率PMOS管寄生二极管的存在，存在烧坏PMOS功率管甚至芯片的风险，这样需要设计真关断电路提高电路的可靠性。

虽然已然存在一些真关断电路，但是其设计相对复杂，衬底切换电路与高电位选择电路需要分别设计；如果在高电位选择电路切换过程中，负载发生变化，导致输出电压低于输入电压，存在来回切换的风险，甚至使得电路输出发生振荡，严重影响电路应用的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种同步升压DC-DC转换器的真关断电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种同步升压DC-DC转换器的真关断电路，如图1所示，真关断电路包括衬底切换电路(Backgate switch)，功率管驱动电路(Driver)，功率级以及外围器件；其中外围器件包括电感L，输入电容CIN，输出电容COUT和负载RL，电感L的一端连接至芯片输入端VBAT，并通过输入退耦电容CIN连接至地；电感L的另一端连接至NMOS 功率管MN1和PMOS功率管MP1的漏极，NMOS功率管MN1及PMOS功率管MP1的栅极连接至驱动电路Driver的输出，NMOS功率管MN1的源极及衬底接地，PMOS功率管 MP1的衬底通过电阻R1接至衬底切换电路的输出VH，PMOS功率管MP1的漏极接至芯片输出端VOUT并通过输出电容连接至地，驱动电路的Driver的一个输入端连接至衬底切换电路的输出ENPFET，驱动电路Driver的另一个输入端连接至开关控制信号PWM，衬底切换电路的输入连接至芯片的输入端VBAT及输出端VOUT。

所述衬底切换电路包括迟滞比较器I0，非门I1、I2、I3、I4、I5，PMOS管MP2、 MP3，稳压电容CH，限流电阻R1；迟滞比较器I0的正输入端连接芯片输入电压VBAT 及PMOS管MP2的漏极，负输入端连接芯片的输出端VOUT及PMOS管MP3的漏极，迟滞比较器I0的输出端连接至非门I1的输入端，非门I1的输出端连接至非门I2及非门I5的输入端，非门I2的输出端连接至非门I3的输入端X，非门I3的输出端连接至非门I4的输入端及PMOS管MP2的栅极，非门I4的输出端连接至PMOS管MP3的栅极，非门I5的输出端为控制信号ENPFET，PMOS管MP2的源极和衬底及PMOS管MP3的源极和衬底通过电容CH连接至地，并输出VH；

所述限流电阻R1的存在，使得MP1寄生二极管与限流电阻R1、MP2、电感L或MP1 寄生二极管与限流电阻R1、MP2和MP3所形成电环路不会出现大电流，防止电路发生闩锁；MP2、MP3所选出电压VH同时作为功率管驱动电路以及衬底切换电路的电源；所述PMOS管MP2、MP3的导通阻抗使得MP1或MP2导通时压降小于200mV，使得VH 有较强带载能力，确保驱动电路工作时，PMOS功率管MP1不会误导通。