開關電源轉換器制造技術

本實用新型專利技術涉及電子技術領域，具體涉及一種開關電源轉換器。包括，輸入電壓端，SW端，接地端，第一開關器件，第二開關器件，第一驅動電路，連接BOOT端和SW端，在一脈寬調制信號的作用下提供BOOT端的電壓至第一開關器件的控制端或SW端電壓至第一開關器件的控制端；一運算放大器和場效應管組成的單元電路，對BOOT端、SW端的電壓進行運算后提供給BOOT端，在開關電源轉換器的芯片外部，自舉升壓端SW與SW端之間連接一充電電容。本實用新型專利技術結構簡單，可以對開關電源轉換器的第一驅動電路供電電壓之間的差值進行實時檢測，以驅動開關管的導通，實現對開關電源有效控制和保護。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電子
，具體涉及一種開關電源轉換器。
技術介紹
對于高壓或大電流的開關電源轉換芯片來說，由于N溝道MOS管的導通電阻較小，一般是P溝道MOS管的三分之一左右，采用N溝道MOS管的芯片可以比采用P溝道MOS管占用更小的面積，具有更小的導通損耗，因而通常采用N溝道MOS管作為開關電源轉換器的開關器件。 N溝道MOS管需要在柵極和源極之間的電壓降Vgs大于一閾值電壓時，才會導通，閾值電壓的存在會產生較大的功耗；如圖1所示，對于上下管都是N管的拓撲來說，通常設置自舉升壓電路以便讓上管的閾值電壓，不會影響到電源端VDD到開關節點SW的壓降；具體通過在BS端和開關節點SW之間設置一電容C2，一5V電源電壓通過二極管D1給電容C2充電，BS端提供驅動電路所需的高端電壓。理想情況下，當下管M2導通時，開關節點SW處于零電壓，5V電源電壓通過二極管D1給電容C2快速充電，使得電容C2兩端的電壓為+5V，此時BS端電壓為+5V；當上管M2導通時，SW端電壓會由零電壓升高至輸入電壓VDD，由于電容兩端的電壓不能突變，這時BS電壓為5V+VDD，然而輕載模式下上管M1和下管M2都關掉時，開關節點SW為懸浮狀態，此時開關節點SW近似等于輸出端電壓Vout，使得 輕載時上管M1的柵極和源極之間沒有壓降，升壓電路不起作用；或者當下管M2導通時，如果開關節點SW為負值，而BS端電壓則可能會偏高，上述的電路環境下會使得電路呈現不受控的狀態，影響電路的正常工作。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種開關電源轉換器以解決以上技術問題。本技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：一種開關電源轉換器，其特征在于，包括，一輸入電壓端IN，一SW端，一接地端GND，一第一開關器件M1，設置于輸入電壓端IN與SW端之間的電路上；一第二開關器件M2，設置于SW端與接地端GND之間的電路上；一第一驅動電路，連接BOOT端和SW端，在一脈寬調制信號的作用下提供BOOT端的電壓至第一開關器件M1的控制端或SW端電壓至第一開關器件M1的控制端；一運算放大器和場效應管組成的控制電路，對BOOT端、SW端的電壓進行運算后提供給BOOT端，在開關電源轉換器的芯片外部，自舉升壓端SW與SW端之間連接一充電電容。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，第一開關器件M1和第二開關器件M2都采用N溝通MOS管。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，所述第一開關器件M1的漏極連接輸入電壓端IN，第一開關器件M1的源極連接SW端，第一開關器件M1的柵極連接第一驅動電路的信號輸出端；第二開關器件M2的漏極連接SW端，第二開關器件M2的源極連接接地端GND。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，所述脈寬調制信號通過一控制電路產生，控制電路包括，一誤差放大器，用以對一電壓反饋信號FB與參考電壓進行比較，得到一誤差放大信號；一比較器，用以對一電流檢測信號及誤差放大信號進行比較，產生一比較信號；一振蕩器，用于產生時鐘信號；一RS觸發器，用于依據比較信號和時鐘信號產生脈寬調制信號。RS 觸發器的Q端連接第一驅動電路，RS觸發器的Q負端連接一緩沖器，緩沖器的信號輸出端連接第二開關器件M2的控制端。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，所述振蕩器還用于輸出一矩形補償信號，用于對電流檢測信號進行補償。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，所述電壓反饋信號FB，所述通過一輸出端引出的反饋網絡實現，所述反饋網絡連接于SW端與接地端GND之間。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，所述電流檢測信號通過一電流檢測支路實現，電流檢測支路包括一檢測電阻，串聯與輸入電壓端和第一開關器件M1之間的電路上，檢測電阻的兩端分別連接一差分放大器，用于產生電流檢測信號。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，當電壓反饋信號FB低于0.7V時，振蕩器工作于低頻率輸出模式，當電壓反饋信號FB高于0.7V時，振蕩器工作于高頻率輸出模式。優選地，上述的開關電源轉換器，其中，還包括軟啟動電路， 軟啟動電路的輸出端連接誤差放大器，用于在電路的輸入端上電時，使誤差放大器的輸出電壓緩慢抬升，讓系統逐漸進入穩定的工作狀態，一旦系統啟動，軟啟動電路將不再發生作用。有益效果：由于采用以上技術方案，本技術結構簡單，可以對開關電源轉換器的第一驅動電路供電電壓之間的差值進行實時檢測，以驅動開關管M1的導通，實現對開關電源有效控制和保護。附圖說明圖1為現有技術的電路示意圖；圖2為本技術的電路結構示意圖。具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部 分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本技術中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面結合附圖和具體實施例對本技術作進一步說明，但不作為本技術的限定。一種具體實施例，開關電源轉換器，如圖2所示，包括，一輸入電壓端IN，一SW端，一接地端GND，一第一開關器件M1，設置于輸入電壓端IN與SW端之間的電路上；一第二開關器件M2，設置于SW端與接地端GND之間的電路上；一第一驅動電路1，連接BOOT端和SW端，在一脈寬調制信號的作用下提供BOOT端的電壓至第一開關器件M1的控制端或SW端電壓至第一開關器件M1的控制端；一運算放大器211和場效應管221組成的控制電路2，對BOOT端、SW端的電壓進行運算后提供給BOOT端，在開關電源轉換器的芯片外部，自舉升壓端SW與SW端之間連接一充電電容。其中，運算放大器211的反相輸入端（-）通過一第三電阻R3連接一參考電壓Vref，運算放大器211的同相輸入端（+）與第二輸入端之間的電路上串聯第二電阻R2。運算放大器的同相輸入端（+）通過一第一電阻R1連接接地端PGND。 第二輸入端與BOOT端之間串聯一第五電阻R5。 第一電阻R1與第三電阻R3的阻值相等，第二電阻R2與第四電阻R4的阻值相等。第二電阻R2的阻值是第一電阻R1阻值的m倍，其中m的取值范圍為1至10倍。參考電壓的取值為1.03V時，m的取值為5至6倍。場效應管221的源極連接輸入電壓端IN，場效應管221的漏極串聯一二極管222的陽極，二極管222的陰極連接第二輸入端。本技術結構簡單，可以對第一驅動電路供電電壓之間的差值進行實時檢測，以驅動開關管M1的導通，實現對開關電源有效控制和保護。作為本技術的一種優選的實施例，第一開關器件M1和第二開關器件M2都采用N溝通MOS管，第一開關器件M1的漏極連接輸入電壓端IN，第一開關器件M1的源極連接SW端，第一開關器件M1的柵極連接第一驅動電路1的信號輸出端；第二開關器件M2的漏極連接SW端，第二開關器件M2的源極連接接地端GND。作為本技術的一種優選的實施例，脈寬調制信號通過一控制電路產生，控制電路包括，一誤差放大器3，用以對一電壓反饋信號FB與參考電壓進行比較，得到一誤差放大信號；一比較器4，用以對一電流檢測信號及誤差放大信號進行比較，產生一比較信號；一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種開關電源轉換器，其特征在于，包括，一輸入電壓端IN，一SW端，一接地端GND，一第一開關器件M1，設置于輸入電壓端IN與SW端之間的電路上；一第二開關器件M2，設置于SW端與接地端GND之間的電路上；一第一驅動電路，連接BOOT端和SW端，在一脈寬調制信號的作用下提供BOOT端的電壓至第一開關器件M1的控制端或SW端電壓至第一開關器件M1的控制端；一運算放大器和場效應管組成的控制電路，對BOOT端、SW端的電壓進行運算后提供給BOOT端，在開關電源轉換器的芯片外部，自舉升壓端SW與SW端之間連接一充電電容。

【技術特征摘要】
1.一種開關電源轉換器，其特征在于，包括，一輸入電壓端IN，一SW端，一接地端GND，一第一開關器件M1，設置于輸入電壓端IN與SW端之間的電路上；一第二開關器件M2，設置于SW端與接地端GND之間的電路上；一第一驅動電路，連接BOOT端和SW端，在一脈寬調制信號的作用下提供BOOT端的電壓至第一開關器件M1的控制端或SW端電壓至第一開關器件M1的控制端；一運算放大器和場效應管組成的控制電路，對BOOT端、SW端的電壓進行運算后提供給BOOT端，在開關電源轉換器的芯片外部，自舉升壓端SW與SW端之間連接一充電電容。2.根據權利要求1所述的開關電源轉換器，其特征在于，第一開關器件M1和第二開關器件M2都采用N溝通MOS管。3.根據權利要求2所述的開關電源轉換器，其特征在于，所述第一開關器件M1的漏極連接輸入電壓端IN，第一開關器件M1的源極連接SW端，第一開關器件M1的柵極連接第一驅動電路的信號輸出端；第二開關器件M2的漏極連接SW端，第二開關器件M2的源極連接接地端GND。4.根據權利要求1所述的開關電源轉換器，其特征在于，所述脈寬調制信號通過一控制電路產生，控制電路包括，一誤差放大器，用以對一電壓反饋信號FB與參考電壓進行比較，得到一誤差放大信號；一比較器，用以對一電流檢測信號及誤差放...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國鈞，
申請(專利權)人：南通科技職業學院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32