一種帶內(nèi)置mos的高效同步升壓控制集成電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路，同步升壓控制集成電路為：上電復位電路與振蕩電路相連，振蕩電路與邏輯運算控制電路相連，邏輯運算控制電路分別與升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路相連，PWM輸出驅(qū)動電路與內(nèi)置MOS電路相連，內(nèi)置MOS電路與升壓輸出檢測電路相連。本實用新型用于移動電源的升壓控制電路及輸入輸出保護，只需要極少量外圍器件即可實現(xiàn)移動電源高轉(zhuǎn)換效率輸出，大量節(jié)省外圍器件成本及生產(chǎn)成本。
【專利說明】—種帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種集成電路，尤其涉及一種新型帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能手機的蓬勃發(fā)展，智能應用和各種手機娛樂占據(jù)人們較多的時間，同時也給手機的電池帶來挑戰(zhàn)，鋰電池容量不斷提升，但是還是不能滿足人們的需求，移動電源的出現(xiàn)，很好的解決這個問題。目前大多數(shù)移動電源還是使用外部MOS+整流二極管的異步升壓管理的復雜方案，升壓效率不高且需要昂貴的外圍器件成本及生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和問題，提供一種新型帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路。本實用新型用于移動電源的升壓控制電路及輸入輸出保護，只需要極少量外圍器件即可實現(xiàn)移動電源高轉(zhuǎn)換效率輸出，大量節(jié)省外圍器件成本及生產(chǎn)成本。
[0004]一種帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路，包括上電復位電路(P0R)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路，其特征在于:上電復位電路與振蕩電路相連，振蕩電路與邏輯運算控制電路相連，邏輯運算控制電路分別與升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路相連，升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路分別與邏輯運算電路相連，PWM輸出驅(qū)動電路與內(nèi)置MOS電路相連，內(nèi)置MOS電路與升壓輸出檢測電路相連。
[0005]振蕩電路提供參考時鐘，參考時鐘提供給邏輯運算控制電路，作為邏輯運算控制電路處理各種信號的時基。升壓輸入檢測電路將外部鋰電池電壓信號VIN采樣后，提供給邏輯運算控制電路進行運算處理。升壓輸出檢測電路將升壓輸出信號VOUT反饋給邏輯運算控制電路。輸出過流檢測電路將過流檢測結(jié)果反饋給邏輯運算控制電路。邏輯運算控制電路綜合分析升壓輸出檢測電路的反饋信號、輸出過流檢測電路的反饋信號及升壓輸入檢測電路的反饋信號，迅速確定當前PWM輸出的占空比。邏輯運算控制電路將PWM信號通過PWM輸出驅(qū)動電路輸出，PWM輸出驅(qū)動電路直接驅(qū)動內(nèi)置MOS電路。上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路構(gòu)成一個完整的內(nèi)置MOS的同步升壓控制系統(tǒng)。
[0006]所述的包括上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路均為現(xiàn)有經(jīng)典電路。
[0007]本新型實用的上電復位電路在上電時進行全局復位動作。振蕩電路在上電復位后，提供較高頻率的系統(tǒng)時鐘輸出。升壓輸入檢測電路檢測輸入的鋰電池電壓是否大于輸入欠壓保護閥值，將檢測結(jié)果傳給邏輯運算控制電路。若鋰電池電壓低于欠壓保護閥值，邏輯運算控制電路將關(guān)閉整個同步升壓控制系統(tǒng)。若鋰電池電壓大于等于欠壓保護閥值，同步升壓控制系統(tǒng)開始將鋰電池電壓升壓到5.0V輸出。升壓輸出檢測電路檢測輸出電壓VOUT是否為過壓或欠壓，將檢測結(jié)果傳給邏輯運算控制電路。邏輯運算控制電路根據(jù)升壓輸出檢測電路反饋的數(shù)據(jù)，迅速調(diào)整HVM的占空比，使VOUT電壓維持在5.0V左右。邏輯運算控制電路將PWM波傳給PWM輸出驅(qū)動電路，PWM輸出驅(qū)動電路直接驅(qū)動內(nèi)置MOS電路；內(nèi)置MOS電路包括一個NMOS電路和一個PMOS電路。PWM輸出驅(qū)動電路分別驅(qū)動PMOS和NMOS的柵極，邏輯運算控制電路對PMOS和NMOS的柵極驅(qū)動做了恰當?shù)乃绤^(qū)時間控制，以保證高效的升壓效率。輸出過流檢測電路實時檢測輸出電流是否過流或短路，將檢測結(jié)果送給邏輯運算控制電路，邏輯運算控制電路反饋到輸出過流或短路后關(guān)閉升壓和輸出電路。當過流或短路信號解除后，系統(tǒng)再恢復到同步升壓狀態(tài)。
[0008]同步升壓是指運算邏輯控制電路同時控制升壓電路的NMOS和PM0S，盡可能的減少升壓電路在升壓過程中的效率損失。異步升壓是指升壓電路由一個NMOS和一個整流二極管及功率電感構(gòu)成，升壓放電過程中整流二極管會產(chǎn)生較大的能量浪費，嚴重影響升壓效率。
[0009]本實用新型與目前通用的外部NMOS+整流二極管相比，本實用新型的優(yōu)點是將MOS內(nèi)置，去掉了外部元器件NMOS和整流二極管，大幅降低了整個系統(tǒng)成本及生產(chǎn)成本。同時本實用新型采用了同步升壓控制電路大幅提高了升壓效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的方框圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0012]如圖1所示，本實用新型包括上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路，其特征在于:上電復位電路與振蕩電路相連，振蕩電路與邏輯運算控制電路相連，邏輯運算控制電路分別與升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路相連，升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路分別與邏輯運算電路相連，PWM輸出驅(qū)動電路與內(nèi)置MOS電路相連，內(nèi)置MOS電路與升壓輸出檢測電路相連。
[0013]振蕩電路提供參考時鐘，參考時鐘提供給邏輯運算控制電路，作為邏輯運算控制電路處理各種信號的時基。升壓輸入檢測電路將外部鋰電池電壓信號VIN采樣后，提供給邏輯運算控制電路進行運算處理。升壓輸出檢測電路將升壓輸出信號VOUT反饋給邏輯運算控制電路。輸出過流檢測電路將過流檢測結(jié)果反饋給邏輯運算控制電路。邏輯運算控制電路綜合分析升壓輸出檢測電路的反饋信號、輸出過流檢測電路的反饋信號及升壓輸入檢測電路的反饋信號，迅速確定當前PWM輸出的占空比。邏輯運算控制電路將PWM信號通過PWM輸出驅(qū)動電路輸出，PWM輸出驅(qū)動電路直接驅(qū)動內(nèi)置MOS電路。上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路構(gòu)成一個完整的內(nèi)置MOS的同步升壓控制系統(tǒng)。
[0014]所述的包括上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路均為現(xiàn)有經(jīng)典電路。
[0015]本新型實用的上電復位電路在上電時進行全局復位動作。振蕩電路在上電復位后，提供較高頻率的系統(tǒng)時鐘輸出。升壓輸入檢測電路檢測輸入的鋰電池電壓是否大于輸入欠壓保護閥值，將檢測結(jié)果傳給邏輯運算控制電路。若鋰電池電壓低于欠壓保護閥值，邏輯運算控制電路將關(guān)閉整個同步升壓控制系統(tǒng)。若鋰電池電壓大于等于欠壓保護閥值，同步升壓控制系統(tǒng)開始將鋰電池電壓升壓到5.0V輸出。升壓輸出檢測電路檢測輸出電壓VOUT是否為過壓或欠壓，將檢測結(jié)果傳給邏輯運算控制電路。邏輯運算控制電路根據(jù)升壓輸出檢測電路反饋的數(shù)據(jù)，迅速調(diào)整PWM的占空比，使VOUT電壓維持在5.0V左右。邏輯運算控制電路將PWM波傳給PWM輸出驅(qū)動電路，PWM輸出驅(qū)動電路直接驅(qū)動內(nèi)置MOS電路；內(nèi)置MOS電路包括一個NMOS電路和一個PMOS電路。PWM輸出驅(qū)動電路分別驅(qū)動PMOS和NMOS的柵極，邏輯運算控制電路對PMOS和NMOS的柵極驅(qū)動做了恰當?shù)乃绤^(qū)時間控制，以保證高效的升壓效率。輸出過流檢測電路實時檢測輸出電流是否過流或短路，將檢測結(jié)果送給邏輯運算控制電路，邏輯運算控制電路反饋到輸出過流或短路后關(guān)閉升壓和輸出電路。當過流或短路信號解除后，系統(tǒng)再恢復到同步升壓狀態(tài)。
[0016]同步升壓是指運算邏輯控制電路同時控制升壓電路的NMOS和PM0S，盡可能的減少升壓電路在升壓過程中的效率損失。異步升壓是指升壓電路由一個NMOS和一個整流二極管及功率電感構(gòu)成，升壓放電過程中整流二極管會產(chǎn)生較大的能量浪費，嚴重影響升壓效率。
[0017]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，可以理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和構(gòu)思的前提下，所做出的其他改進和變化，都屬于本實用新型的發(fā)明范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路，包括上電復位電路(POR)、振蕩電路(OSC)、邏輯運算控制電路、升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、內(nèi)置MOS電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路，其特征在于:上電復位電路與振蕩電路相連，振蕩電路與邏輯運算控制電路相連，邏輯運算控制電路分別與升壓輸入檢測電路、PWM輸出驅(qū)動電路、升壓輸出檢測電路、輸出過流檢測電路相連，PWM輸出驅(qū)動電路與內(nèi)置MOS電路相連，內(nèi)置MOS電路與升壓輸出檢測電路相連。
2.如權(quán)利要求1所述的帶內(nèi)置MOS的高效同步升壓控制集成電路，其特征在于:內(nèi)置MOS電路內(nèi)置一個NMOS和一個PM0S，且采用同步升壓控制方式。
【文檔編號】H02M3/155GK204190616SQ201420669815
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】廖紅偉, 譚亞偉, 尚榮軍, 金海林 申請人:武漢光華芯科技有限公司