專利名稱：升壓型dc/dc轉(zhuǎn)換器以及包括該轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、以及包括該轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
一直以來，作為在熱損失較少并且輸入輸出明顯差別較大的情況下效率較好的穩(wěn)定化的電源手段之一，通過輸出晶體管的開關(guān)控制(占空比控制)驅(qū)動(dòng)能量儲(chǔ)存元件(電容器或電感器等)，據(jù)此從輸入電壓生成期望的輸出電壓的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器(所謂的開關(guān)調(diào)節(jié)器(switchingregulator))得到廣泛使用(參照?qǐng)DIlA 圖11C)。此外，作為上述相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的一例，可以舉出由本申請(qǐng)申請(qǐng)人公開的JP特開 2007-282411號(hào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)。但是，在圖IlA的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，作為同步整流元件，使用了導(dǎo)通電阻較小的P溝道型MOS (Metal Oxide kmiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體)場效應(yīng)晶體管701。 在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，能夠提高重負(fù)載時(shí)的效率，但是存在芯片面積變大的問題。另一方面，在圖IlB的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，作為非同步整流元件，使用了元件大小較小的二極管801。在采用這種結(jié)構(gòu)的情況下，與圖IlA的結(jié)構(gòu)相比，能夠縮小芯片面積，但是存在重負(fù)載時(shí)的效率降低的問題。為了解決上述兩方面的問題，在由本申請(qǐng)申請(qǐng)人公開的專利文獻(xiàn)1中，如圖IlC所示，公開并提出了如下結(jié)構(gòu)，即作為同步整流元件使用了 N溝道型場效應(yīng)晶體管901，并且設(shè)置生成將在電感器903的一端出現(xiàn)的開關(guān)電壓SW至少升高了晶體管901的導(dǎo)通閾值電壓的啟動(dòng)電壓BOOT的自舉(bootstrap)電路(自舉用的二極管907與電容器908)，在開關(guān)電壓SW與啟動(dòng)電壓BOOT之間對(duì)晶體管901的柵極電壓Gl進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。確實(shí)，如果采用圖IlC的以往結(jié)構(gòu)，則能夠在不使芯片面積大型化的情況下提高電力轉(zhuǎn)換效率。但是，在圖IlC的以往結(jié)構(gòu)中，作為形成自舉電路的逆向電流防止元件，使用了二極管907，因而在電容器908的一端，只能施加從輸入電壓Vin減去二極管907的正向效應(yīng)電壓Vf (約0. 7V)所得到的電壓，在輸入電壓Vin較小時(shí)，存在同步整流動(dòng)作中產(chǎn)生故障的危險(xiǎn)性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型鑒于本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的上述問題，其目的在于提供能夠在不使芯片面積大型化的情況下提高電力轉(zhuǎn)換效率，并且在輸入電壓較小時(shí)也能無故障地進(jìn)行同步整流動(dòng)作的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，以及包括該轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所涉及的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器采用如下結(jié)構(gòu)(第 1結(jié)構(gòu))，即包括N溝道型的輸出晶體管以及同步整流晶體管，為了從輸入電壓生成期望的輸出電壓，分別連接到電感器的一端；第一驅(qū)動(dòng)器，在接地電壓與所述輸入電壓之間對(duì)所述輸出晶體管的柵極電壓進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；自舉電路，生成將在所述電感器的一端出現(xiàn)的開關(guān)
5電壓至少升高了所述同步整流晶體管的導(dǎo)通閾值電壓的啟動(dòng)電壓；第二驅(qū)動(dòng)器，在所述開關(guān)電壓與所述啟動(dòng)電壓之間對(duì)所述同步整流晶體管的柵極電壓進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)器控制電路，經(jīng)由所述第一驅(qū)動(dòng)器與所述第二驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的導(dǎo)通/截止控制；所述自舉電路在所述輸入電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間包含通過所述驅(qū)動(dòng)器控制電路進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制的P溝道型場效應(yīng)晶體管。此外，在由上述第1結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第2 結(jié)構(gòu))，即所述驅(qū)動(dòng)器控制電路使所述輸出晶體管與所述P溝道型場效應(yīng)晶體管同步地導(dǎo)通/截止。另外，在由上述第1或第2結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu) (第3結(jié)構(gòu))，即所述驅(qū)動(dòng)器控制電路具有用于防止所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的同時(shí)導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間生成部。另外，在由上述第3結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第4 結(jié)構(gòu))，即所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定期間內(nèi)，進(jìn)行保持使所述同步整流晶體管截止，僅使所述輸出晶體管導(dǎo)通/截止的非同步整流驅(qū)動(dòng)，隨后， 進(jìn)行使所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管互補(bǔ)地導(dǎo)通/截止的同步整流驅(qū)動(dòng)。另外，在由上述第1至第4中的任一結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第5結(jié)構(gòu))，即所述自舉電路在所述輸入電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間包含限流電阻。另外，在由上述第1至第5中的任一結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第6結(jié)構(gòu))，即還包括輸出反饋電路，該輸出反饋電路包括基準(zhǔn)電壓生成電路， 生成基準(zhǔn)電壓；誤差放大器，放大對(duì)應(yīng)于所述輸出電壓的反饋電壓與所述基準(zhǔn)電壓的差，以生成誤差電壓；軟起動(dòng)電路，用于在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定的軟起動(dòng)期間內(nèi)，使所述誤差電壓緩慢地上升；振蕩電路，生成三角波電壓；以及PWM比較器，比較所述誤差電壓與所述三角波電壓，以生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)器控制電路基于所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的導(dǎo)通/截止控制。另外，在由上述第6結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第7 結(jié)構(gòu))，即所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始所述軟起動(dòng)期間內(nèi)， 進(jìn)行所述非同步整流驅(qū)動(dòng)。另外，在由上述第6或第7結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu) (第8結(jié)構(gòu))，即所述輸出晶體管、所述同步整流晶體管、所述第一驅(qū)動(dòng)器、所述第二驅(qū)動(dòng)器、 所述自舉電路、所述驅(qū)動(dòng)器控制電路、以及所述輸出反饋電路均集成化到半導(dǎo)體裝置中。另外，在由上述第8結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第9 結(jié)構(gòu))，即在所述半導(dǎo)體裝置上，作為形成所述自舉電路的元件，在所述開關(guān)電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間，外接自舉用的電容器。另外，在由上述第8或第9結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu) (第10結(jié)構(gòu))，即在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。另外本實(shí)用新型所涉及的電子設(shè)備采用如下結(jié)構(gòu)(第11結(jié)構(gòu))，即包括電源，作為所述輸入電壓的供應(yīng)源；由上述第1至第10中任一結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，從
6所述輸入電壓生成所述輸出電壓；以及負(fù)載，接收所述輸出電壓并動(dòng)作。此外，在由上述第11結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電子設(shè)備中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第12結(jié)構(gòu))，即所述電源是電池。此外，在由上述第11或第12結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電子設(shè)備中，優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)(第13 結(jié)構(gòu))，即所述負(fù)載是液晶顯示面板。(實(shí)用新型的效果)本實(shí)用新型所涉及的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及包括該轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備能夠在不使芯片面積大型化的情況下提高電力轉(zhuǎn)換效率，并且在輸入電壓較小時(shí)也能無故障地進(jìn)行同步整流動(dòng)作。

[0024]圖1是表示本實(shí)用新型所涉及的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖[0025]圖2是表示驅(qū)動(dòng)器控制電路107的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。[0026]圖3是表示起動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)方式控制時(shí)序的一例的時(shí)序圖。[0027]圖4是表示本實(shí)用新型所涉及的電源IC的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。[0028]圖5是電源IC300的管腳配置圖。[0029]圖6是管腳的功能一覽表。[0030]圖7是表示電源起動(dòng)時(shí)序的一例的時(shí)序圖。[0031]圖8是表示電源IC300的第一連接例的應(yīng)用電路圖。[0032]圖9是表示電源IC300的第二連接例的應(yīng)用電路圖。[0033]圖10是表示對(duì)移動(dòng)電話終端的適用例的模塊圖。[0034]圖IlA是表示升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的第一以往例的圖。[0035]圖IlB是表示升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的第二以往例的圖。[0036]圖IlC是表示升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的第三以往例的圖。
具體實(shí)施方式
圖1是表示本實(shí)用新型所涉及的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。本結(jié)構(gòu)例的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器具有半導(dǎo)體裝置100，并且作為外接于該半導(dǎo)體裝置100的分立元件，具有電感器201、電容器202及203、以及電阻204及205。半導(dǎo)體裝置100是集成了 N溝道型MOS場效應(yīng)晶體管101及102、驅(qū)動(dòng)器103及 104、P溝道型MOS場效應(yīng)晶體管105、電阻106、驅(qū)動(dòng)器控制電路107、PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)比較器108、誤差放大器109、振蕩電路110、基準(zhǔn)電壓生成電路 111、軟起動(dòng)(soft start)電路112、以及保護(hù)電路113的電源IC。另外，半導(dǎo)體裝置100 具有外部端子Tll T15，作為建立與裝置外部的電氣連接的手段。在半導(dǎo)體裝置100的外部，外部端子Tll(啟動(dòng)端子)與電容器203的第一端連接。外部端子T12(輸出端子)與電容器202的第一端和電阻204的第一端分別連接。電容器202的第二端與接地端連接。外部端子Τ13(開關(guān)端子)與電感器201的第一端和電容器203的第二端分別連接。電感器201的第二端與輸入電壓VCC的施加端連接。外部端子Τ14(接地端子)與接地端連接。外部端子Τ15(反饋端子)與電阻204的第二端和電阻
7205的第一端分別連接。電阻205的第二端與接地端連接。晶體管101是根據(jù)從驅(qū)動(dòng)器103輸入的柵極電壓Gl進(jìn)行開關(guān)控制的同步整流晶體管。晶體管101的漏極與外部端子T12連接。晶體管101的源極以及背柵極(back gate) 與外部端子T13連接。晶體管101的柵極與驅(qū)動(dòng)器103的輸出端連接。此外，在晶體管101 的漏極與源極之間，附帶有體二極管(body diode)BD(寄生二極管)。晶體管102是根據(jù)從驅(qū)動(dòng)器104輸入的柵極電壓G2進(jìn)行開關(guān)控制的輸出晶體管。 晶體管102的漏極與外部端子T13連接。晶體管102的源極以及背柵極與外部端子T14連接。晶體管102的柵極與驅(qū)動(dòng)器104的輸出端連接。驅(qū)動(dòng)器103在開關(guān)電壓SW與啟動(dòng)電壓BOOT之間，對(duì)晶體管101的柵極電壓Gl進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器103的第一電源端(高電位端)與外部端子Tll (啟動(dòng)電壓BOOT的施加端)連接。驅(qū)動(dòng)器103的第二電源端(低電位端)與外部端子T13(開關(guān)電壓SW的施加端)連接。驅(qū)動(dòng)器103的輸入端與驅(qū)動(dòng)器控制電路107連接。驅(qū)動(dòng)器103的輸出端如前所述與晶體管101的柵極連接。驅(qū)動(dòng)器104在接地電壓GND與輸入電壓VCC之間，對(duì)晶體管102的柵極電壓G2進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器104的第一電源端(高電位端)與輸入電壓VCC的施加端連接。驅(qū)動(dòng)器104的第二電源端(低電位端)與外部端子Τ14(接地電壓GND的施加端)連接。驅(qū)動(dòng)器104的輸入端與驅(qū)動(dòng)器控制電路107連接。驅(qū)動(dòng)器104的輸出端如前所述與晶體管102 的柵極連接。晶體管105與電阻106與外接于半導(dǎo)體裝置100的電容器203 —起，形成生成將開關(guān)電壓SW至少升高了晶體管101的導(dǎo)通閾值電壓的啟動(dòng)電壓BOOT(在本結(jié)構(gòu)中 BOOT ^ Sff+VCC)的自舉(bootstrap)電路。晶體管105的漏極與輸入電壓VCC的施加端連接。晶體管105的源極以及背柵極經(jīng)由電阻106與外部端子Tll連接。晶體管105的柵極與驅(qū)動(dòng)器控制電路107端連接。此外，詳細(xì)情況在后面描述，晶體管105與晶體管102同步地進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制。驅(qū)動(dòng)器控制電路107基于從P麗比較器108輸入的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器103及104進(jìn)行晶體管101及102的導(dǎo)通/截止控制，同時(shí)也配合進(jìn)行晶體管105的導(dǎo)通/截止控制。此外，驅(qū)動(dòng)器控制電路107的電路結(jié)構(gòu)及動(dòng)作在后面詳細(xì)地進(jìn)行說明。PWM比較器108比較從誤差放大器109輸入的誤差電壓ERR與從振蕩電路110輸入的三角波電壓SAW，以生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM。誤差放大器109對(duì)從外部端子T5輸入的反饋電壓FB(=從電阻204與電阻205 的連接節(jié)點(diǎn)引出的輸出電壓VOUT的分壓電壓)與從軟起動(dòng)電路112輸入的軟起動(dòng)電壓SS 中較低的一者，與從基準(zhǔn)電壓生成電路111輸入的基準(zhǔn)電壓REF的差進(jìn)行放大，以生成誤差電壓ERR。振蕩電路110生成指定頻率的三角波電壓SAW?；鶞?zhǔn)電壓生成電路111生成指定電壓值的基準(zhǔn)電壓REF。軟起動(dòng)電路112生成從升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始緩慢上升的軟起動(dòng)電壓SS。 通過將這種軟起動(dòng)電壓SS供應(yīng)給誤差放大器109，在誤差放大器109中，從升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始到經(jīng)過指定的軟起動(dòng)期間(軟起動(dòng)電壓SS低于反饋電壓FB的期間)為止， 生成對(duì)應(yīng)于軟起動(dòng)電壓SS與基準(zhǔn)電壓REF的差的誤差電壓ERR，因而能夠不依賴于反饋電
8壓FB，使誤差電壓ERR緩慢上升。此夕卜，利用上述PWM比較器108、誤差放大器109、振蕩電路110、基準(zhǔn)電壓生成電路 111、以及軟起動(dòng)電路112，形成進(jìn)行與輸出電壓VOUT相對(duì)應(yīng)的輸出反饋控制的輸出反饋電路。通過設(shè)置這種輸出反饋電路，驅(qū)動(dòng)器控制電路107能夠經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器103及104進(jìn)行晶體管101及102的開關(guān)控制，以使輸出電壓VOUT達(dá)到期望的目標(biāo)值。保護(hù)電路113監(jiān)視半導(dǎo)體裝置100的異常狀態(tài)(溫度異常、低電壓異常、過電壓、 過電流等)，進(jìn)行升壓動(dòng)作的停止控制。接著，說明由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的基本的升壓動(dòng)作(穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的升壓動(dòng)作)。首先，通過驅(qū)動(dòng)器102使柵極電壓G2為高電平(=輸入電壓VCC)，導(dǎo)通晶體管102 后，在電感器201中流過經(jīng)由晶體管102流向接地端的電流，其電能得到積蓄。此外，此時(shí)， 在電感器201的一端出現(xiàn)的開關(guān)電壓SW經(jīng)由晶體管102大致成為接地電壓GND( = 0V)。另外，在晶體管102被導(dǎo)通時(shí)，晶體管105也被導(dǎo)通，因而輸入電壓VCC的施加端與外部端子Tll之間導(dǎo)通，在從輸入電壓VCC的施加端經(jīng)由電容器203與晶體管102到達(dá)接地端的路徑中也有電流流過。其結(jié)果是，在電容器203中積蓄電荷，在其兩端之間產(chǎn)生大致相當(dāng)于輸入電壓VCC的電位差。即，施加到驅(qū)動(dòng)器101的第一電源端的啟動(dòng)電壓BOOT變?yōu)閷㈤_關(guān)電壓SW升高了電容器203的充電電壓( VCC)的電壓值。此外，在晶體管102的導(dǎo)通期間，電容器202中已經(jīng)積蓄了電荷的情況下，來自電容器202的電流流至未圖示的負(fù)載。另外，在晶體管102的導(dǎo)通期間中，通過驅(qū)動(dòng)器101使柵極電壓Gl為低電平(=開關(guān)電壓SW)，晶體管101變?yōu)橄鄬?duì)于晶體管102的導(dǎo)通狀態(tài)互補(bǔ)的(排他的)截止?fàn)顟B(tài)，因此電流不會(huì)從電容器202向晶體管102流入。接著，通過驅(qū)動(dòng)器102使柵極電壓G2為低電平(=接地電壓GND)，晶體管102截止后，通過電感器201中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢，該電感器201中積蓄的電能被釋放。因此，在電感器201的一端出現(xiàn)的開關(guān)電壓SW上升至與輸入電壓VCC相比的高電位電平(=輸出電壓 V0UT)。另一方面，晶體管102遷移為截止?fàn)顟B(tài)后，經(jīng)過指定的同步截止期間后，通過驅(qū)動(dòng)器101使柵極電壓Gl成為高電平(=啟動(dòng)電壓BOOT)。此時(shí)，在電容器203的兩端之間保持通過上述充電產(chǎn)生的電位差，因而啟動(dòng)電壓BOOT成為將開關(guān)電壓SW升高了電容器203 的充電電壓( VCC)的電壓值( SW+VCC)。因此，在晶體管101的柵極/源極之間，成為提供超過其導(dǎo)通閾值電壓的電位差的形勢，晶體管101變?yōu)橄鄬?duì)于晶體管102的截止?fàn)顟B(tài)互補(bǔ)的(排他的)導(dǎo)通狀態(tài)。其結(jié)果是，從外部端子T13經(jīng)由晶體管101流動(dòng)的電流流入未圖示的負(fù)載，并且還經(jīng)由電容器202 流入接地端，對(duì)電容器202進(jìn)行充電。此外，在晶體管102被截止時(shí)，晶體管105也被截止，因而輸入電壓VCC的施加端與外部端子Tll (啟動(dòng)電壓BOOT的施加端)之間被截?cái)唷Ｒ虼?，從外部端子Tll流向輸入電壓VCC的施加端的逆向電流不會(huì)流動(dòng)。通過反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，對(duì)未圖示的負(fù)載，利用電容器202供應(yīng)平滑的輸出電壓 VOUTo如上所述，在本結(jié)構(gòu)例的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，將N溝道型場效應(yīng)晶體管101作
9為同步整流元件使用，并且設(shè)置生成將在電感器201的一端出現(xiàn)的開關(guān)電壓SW至少升高了晶體管101的導(dǎo)通閾值電壓的啟動(dòng)電壓BOOT的自舉電路，采用在開關(guān)電壓SW與啟動(dòng)電壓 BOOT之間對(duì)晶體管101的柵極電壓Gl進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。通過采用這種結(jié)構(gòu)，與使用P 溝道型場效應(yīng)晶體管作為同步整流元件的以往結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D11A)、和使用二極管作為非同步整流元件的以往結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D11B)相比，能夠在不使芯片面積大型化的情況下提高電力轉(zhuǎn)換效率。另外，在本結(jié)構(gòu)例的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，自舉電路采用如下結(jié)構(gòu)，即作為在輸入電壓VCC的施加端與啟動(dòng)電壓BOOT的施加端之間插入的逆向電流防止元件，與使用二極管的以往結(jié)構(gòu)(參照?qǐng)D11C)不同，使用了導(dǎo)通電阻更小的P溝道型場效應(yīng)晶體管105。 通過采用這種結(jié)構(gòu)，在電容器203的一端，能夠施加與輸入電壓VCC大致相等的電壓，因而即使在輸入電壓Vin較小時(shí)，同步整流動(dòng)作中也不易產(chǎn)生故障。此外，晶體管105的電流能力雖小卻已經(jīng)夠用，因而無須使該元件大小不必要地大型化。另外，在本結(jié)構(gòu)例的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，自舉電路在輸入電壓VCC的施加端與啟動(dòng)電壓BOOT的施加端之間包含電流限制用的電阻106。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在升壓型DC/ DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)時(shí)，能夠抑制從輸入電壓VCC的施加端流入電容器203的充電電流。接著，說明驅(qū)動(dòng)器控制電路107的電路結(jié)構(gòu)。圖2是表示驅(qū)動(dòng)器控制電路107的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。本結(jié)構(gòu)例的驅(qū)動(dòng)器控制電路107包含電平移位器(level shifter) 1 3、死區(qū)時(shí)間(deadtime)生成部4及5、邏輯積(AND)運(yùn)算器6及7、邏輯與非(NAND)運(yùn)算器8、邏輯或非(NOR)運(yùn)算器9及10、以及反相器(inverter) 11。電平移位器1對(duì)在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào) (=邏輯與非運(yùn)算器8的輸出信號(hào))進(jìn)行電平移位，據(jù)此生成在啟動(dòng)電壓BOOT與開關(guān)電壓 SW之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào)(=晶體管105的柵極信號(hào))。電平移位器2對(duì)在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào) (=邏輯積運(yùn)算器6的輸出信號(hào))進(jìn)行電平移位，據(jù)此生成在啟動(dòng)電壓BOOT與開關(guān)電壓SW 之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào)(=驅(qū)動(dòng)器103的輸入信號(hào))。電平移位器3對(duì)在啟動(dòng)電壓BOOT與開關(guān)電壓SW之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào) (=晶體管101的柵極信號(hào)Gl)進(jìn)行電平移位，據(jù)此生成在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的邏輯信號(hào)(=死區(qū)時(shí)間生成部4的輸入信號(hào))。死區(qū)時(shí)間生成部4在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，對(duì)經(jīng)由電平移位器 3輸入的晶體管101的柵極信號(hào)Gl提供指定的延遲并輸出。死區(qū)時(shí)間生成部5在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，對(duì)晶體管101的柵極信號(hào)G2提供指定的延遲并輸出。邏輯積運(yùn)算器6在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，生成軟起動(dòng)結(jié)束信號(hào) XSOFT與邏輯或非運(yùn)算器9的輸出信號(hào)的邏輯積信號(hào)，并經(jīng)由電平移位器2輸出到驅(qū)動(dòng)器 103。此外，上述軟起動(dòng)結(jié)束信號(hào)XSOFT是在軟起動(dòng)期間中維持為低電平，在軟起動(dòng)期間期滿的時(shí)刻(即，軟起動(dòng)電壓SS超過反饋電壓FB的時(shí)刻)變?yōu)楦唠娖降亩敌盘?hào)。邏輯積運(yùn)算器7在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，生成軟起動(dòng)結(jié)束信號(hào) XSOFT與死區(qū)時(shí)間生成部4的輸出信號(hào)(提供了延遲的柵極信號(hào)Gl)的邏輯積信號(hào)，并輸出到邏輯或非運(yùn)算器10。[0073]邏輯與非運(yùn)算器8在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM與晶體管I02的柵極信號(hào)Gl的邏輯與非信號(hào)，并經(jīng)由電平移位器1輸出到晶體管 105的柵極。邏輯或非運(yùn)算器9在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM與死區(qū)時(shí)間生成部5的輸出信號(hào)(提供了延遲的柵極信號(hào)G2)的邏輯或非信號(hào)， 并輸出到邏輯積運(yùn)算器6。邏輯或非運(yùn)算器10在輸入電壓VCC與接地電壓GND之間動(dòng)作，生成邏輯積運(yùn)算器 7的輸出信號(hào)與反相器11的輸出信號(hào)(進(jìn)行了邏輯反轉(zhuǎn)的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM)的邏輯或非信號(hào)，并輸出到驅(qū)動(dòng)器104。反相器11對(duì)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM進(jìn)行邏輯反轉(zhuǎn)，并輸出到邏輯或非運(yùn)算器10。本結(jié)構(gòu)例的驅(qū)動(dòng)器控制電路107，作為基本的開關(guān)控制動(dòng)作，在脈沖寬度調(diào)制信號(hào) PWM為高電平時(shí)，使晶體管101截止，使晶體管102導(dǎo)通，與此相反，在脈沖寬度調(diào)制信號(hào) PWM為低電平時(shí)，使晶體管101導(dǎo)通，使晶體管102截止。即，作為基本的開關(guān)控制動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)器控制電路107使晶體管101與晶體管102互補(bǔ)地(排他地)進(jìn)行導(dǎo)通/截止。驅(qū)動(dòng)器控制電路107并不是完全地逆轉(zhuǎn)晶體管101及102的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)，而是從防止貫通電流的觀點(diǎn)出發(fā)，以晶體管101及102不會(huì)同時(shí)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)為目的，使用死區(qū)時(shí)間生成部4及5，對(duì)相互的導(dǎo)通/截止遷移時(shí)機(jī)提供指定的延遲。具體而言，使一個(gè)晶體管的導(dǎo)通時(shí)機(jī)遲于另一個(gè)晶體管的截止時(shí)機(jī)。另外，如先前說明的那樣，驅(qū)動(dòng)器控制電路107采用使晶體管102與晶體管105同步地導(dǎo)通/截止的結(jié)構(gòu)，更具體而言，驅(qū)動(dòng)器控制電路107在使晶體管102導(dǎo)通的同時(shí)，也使晶體管105導(dǎo)通。利用這種開關(guān)控制，輸入電壓VCC的施加端與啟動(dòng)電壓BOOT的施加端之間導(dǎo)通，從輸入電壓VCC的施加端經(jīng)由電容器203及晶體管102流向接地端的電流流動(dòng)， 因而能夠進(jìn)行對(duì)電容器203的充電。與此相反，驅(qū)動(dòng)器控制電路107在使晶體管102截止的同時(shí)，也使晶體管105截止。利用這種開關(guān)控制，輸入電壓VCC的施加端與啟動(dòng)電壓BOOT 的施加端之間被截?cái)?，因而能夠防止從啟?dòng)電壓BOOT的施加端流向輸入電壓VCC的施加端的逆向電流。在設(shè)置了自舉電路的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，在為了防止晶體管101及102的同時(shí)導(dǎo)通而采用監(jiān)視相互的柵極信號(hào)Gl及G2的結(jié)構(gòu)的情況下，存在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)時(shí)電平移位器3的輸出邏輯電平(進(jìn)而，死區(qū)時(shí)間生成部4的輸出邏輯電平)變得不固定，無法開始同步整流驅(qū)動(dòng)的問題。該問題是因?yàn)?，只要不使晶體管102導(dǎo)通一次，不對(duì)電容器203進(jìn)行充電，啟動(dòng)電壓BOOT與開關(guān)電壓SW之間就不會(huì)產(chǎn)生電位差，因而無法使晶體管101導(dǎo)通，進(jìn)而也無法使晶體管102導(dǎo)通。對(duì)此，本結(jié)構(gòu)例的驅(qū)動(dòng)器控制電路107器采用如下結(jié)構(gòu)，即在從升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定期間內(nèi)，進(jìn)行保持使晶體管101截止，僅使晶體管102導(dǎo)通/截止的非同步整流驅(qū)動(dòng)，隨后，進(jìn)行使晶體管101與晶體管102互補(bǔ)地(排他地)導(dǎo)通/截止的同步整流驅(qū)動(dòng)。圖3是表示起動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)方式控制時(shí)序的一例的時(shí)序圖，從上方起依次描繪出三角波電壓SAW、誤差電壓ERR、軟起動(dòng)結(jié)束信號(hào)XS0FT、柵極電壓G1、柵極電壓G2、開關(guān)電壓 SW、以及輸出電壓V0UT。
11[0083]在脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM維持為低電平的待機(jī)(standby)狀態(tài)下，柵極信號(hào)Gl及 G2均為低電平，晶體管101及102均截止。此時(shí)，輸出電壓VOUT為從輸入電壓VCC中減去了體二極管BD的正向下降電壓Vf之后的電壓值(=VCC-Vf)。隨后，在從升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始的指定期間(在本圖中是到軟起動(dòng)結(jié)束信號(hào)XSOFT上升至高電平為止的期間)內(nèi)，進(jìn)行保持使晶體管101截止，僅使晶體管102導(dǎo)通/截止的非同步整流驅(qū)動(dòng)。即，晶體管102的柵極信號(hào)G2根據(jù)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)，但柵極信號(hào)Gl不依賴于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)PWM，始終維持為低電平。此外，在該非同步整流驅(qū)動(dòng)期間，輸出電壓VOUT升壓得比輸入電壓VCC更高。另外，在該非同步整流驅(qū)動(dòng)期間，還進(jìn)行電容器203的充電，啟動(dòng)電壓BOOT變得比開關(guān)電壓SW更高。隨后，經(jīng)過上述指定期間后，進(jìn)行使晶體管101與晶體管102互補(bǔ)地(排他地)導(dǎo)通/截止的同步整流驅(qū)動(dòng)。在此時(shí)刻，啟動(dòng)電壓BOOT為將開關(guān)電壓SW升高了電容器203 的充電電壓( VCC)的電壓值( SW+VCC)，因而能夠可靠地對(duì)晶體管101進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制。通過采用這種結(jié)構(gòu)，能夠可靠地起動(dòng)升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。此外，在圖2的電路結(jié)構(gòu)以及圖3的時(shí)序圖中，以軟起動(dòng)期間與非同步整流驅(qū)動(dòng)期間一致的結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不限于此，可以考慮在軟起動(dòng)電壓SS達(dá)到指定閾值的時(shí)刻進(jìn)行從非同步整流驅(qū)動(dòng)方式到同步整流驅(qū)動(dòng)方式的切換等各種變形。接著，說明本實(shí)用新型所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用例。圖4是表示本實(shí)用新型所涉及的電源IC的一個(gè)結(jié)構(gòu)例的圖。本結(jié)構(gòu)例的電源IC300是使用一個(gè)芯片控制采用了同步整流方式的單通道的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、正負(fù)電荷泵(charge pump)、以及12通道的電平移位器的TFT-液晶顯示面板用系統(tǒng)電源IC。電源IC300的輸入電壓VCC的輸入范圍為1. 6 3. 8V，能夠?qū)崿F(xiàn)低電壓動(dòng)作和低耗電。第一特征是利用DRV_EN端子，能夠作為同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器， 或者作為非同步整流方式的升壓型控制器任意使用。第二特征是包括正負(fù)電荷泵。第三特征是包括12通道的電平移位器。第四特征是能夠利用外接電阻設(shè)定開關(guān)頻率(0.5 2.0MHz)。第五特征是內(nèi)置各種IC保護(hù)電路(低電壓誤動(dòng)作防止電路、溫度保護(hù)電路、過電流保護(hù)電路、過電壓保護(hù)電路、定時(shí)鎖存器式輸出接地故障保護(hù)電路)。第六特征是采用了 VBGA063W050 封裝。接著，進(jìn)行電源IC300中內(nèi)置的主要電路塊的說明?；鶞?zhǔn)電壓生成電路301生成1. 2V(典型值)的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓。溫度保護(hù)電路(TSD (Thermal Shutdown,熱停止)電路)302在IC內(nèi)部溫度達(dá)到 1750C (典型值)時(shí)，使電源IC300的動(dòng)作停止。低電壓誤動(dòng)作防止電路(UVL0(Under Voltage Lock-Out，低電壓保護(hù))電路)303 在輸入電壓VCC達(dá)到1.35V (典型值)以下時(shí)，使電源IC300的動(dòng)作停止，在輸入電壓VCC 達(dá)到1. 4V(典型值)以上時(shí)，使電源IC300的動(dòng)作開始。誤差放大器304放大對(duì)應(yīng)于輸出電壓AVDD的反饋電壓FB與基準(zhǔn)電壓的差，以生成誤差電壓。振蕩電路305生成升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器使用的三角波電壓SAW與電荷泵使用的時(shí)鐘信號(hào)CLK。通過調(diào)整與RT端子連接的外接電阻的電阻值，能夠在0. 5 2. OMHz的范圍內(nèi)
12任意設(shè)定振蕩頻率。此外，時(shí)鐘信號(hào)CLK的占空比為50% (典型值)，其振蕩頻率與三角波電壓SAW的振蕩頻率相等。PWM比較器306是升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中包含的電路塊，比較誤差放大器304的輸出與三角波電壓SAW，決定開關(guān)占空比。開關(guān)占空比最大限制為92% (典型值)。DC/DC驅(qū)動(dòng)器307是升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中包含的驅(qū)動(dòng)電路塊，進(jìn)行同步整流晶體管Ml、輸出晶體管M2、以及自舉用晶體管M3的導(dǎo)通/截止控制。此外，DC/DC驅(qū)動(dòng)器307 相當(dāng)于圖1的驅(qū)動(dòng)器103及104和驅(qū)動(dòng)器控制電路107。軟起動(dòng)電路308及309是用于在起動(dòng)升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、正電荷泵、以及負(fù)電荷泵時(shí)，在3. Oms (典型值)的軟起動(dòng)期間內(nèi)，使輸出電壓(SUP、VGH、VGL)緩慢上升的電路塊。 通過包括這種軟起動(dòng)電路308及309，能夠降低對(duì)輸出電容器和負(fù)載(均未圖示)的沖擊電流。正電荷泵驅(qū)動(dòng)器310是正電荷泵的控制器電路，控制開關(guān)振幅，使得反饋電壓FBP 達(dá)到0. 40V(典型值)。負(fù)電荷泵驅(qū)動(dòng)器311是負(fù)電荷泵的控制器電路，控制開關(guān)振幅，使得反饋電壓FBN 達(dá)到0. 40V(典型值)。控制器312是電平移位器313的控制器電路，根據(jù)輸入到1附端子 IN13端子的信號(hào)的邏輯電平，控制從OUTl端子 0UT12端子輸出的信號(hào)的邏輯電平。電平移位器313對(duì)來自控制器312的輸入信號(hào)進(jìn)行電平移位，據(jù)此生成在正電荷泵的輸出電壓VGH與負(fù)電荷泵的輸出電壓VGL之間進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的輸出信號(hào)，并將其輸出到OUTl端子 0UT12端子。導(dǎo)通/截止時(shí)序發(fā)生器(sequencer) 314控制電源IC300的起動(dòng)時(shí)序和停止時(shí)序。輸出接地故障保護(hù)電路315監(jiān)視FB端子、FBP端子、以及FBN端子的各端子電壓以檢測輸出接地故障，輸出接地故障狀態(tài)持續(xù)65. 5ms (典型值)(振蕩頻率=2MHz時(shí))以上時(shí)，停止電源IC300。此外，短路檢測電壓(典型值)對(duì)FB端子、FBP端子、以及FBN端子中的任一端子，均設(shè)定為輸出目標(biāo)值的50%。圖5是電源IC300的管腳配置圖。圖6是管腳的功能一覽表。Al管腳(VCC)是電源輸入端子。A2管腳(FB)是升壓DC/DC反饋端子。A3管腳(REF)是基準(zhǔn)電壓輸出端子。 A4管腳(PGND)是升壓DC/DC驅(qū)動(dòng)器GND端子。A5管腳(⑶)是升壓DC/DC外接FET柵極驅(qū)動(dòng)器輸出端子。A6管腳(SW)是升壓DC/DC開關(guān)端子。A7管腳及A8管腳(SUP)均是升壓DC/DC輸出端子。Bl管腳為空號(hào)。B2管腳(RT)是頻率設(shè)定電阻端子。B3管腳(FBP)是正電荷泵反饋端子。B4管腳(GND)是GND端子。B5管腳及B6管腳(SW)均是升壓DC/DC開關(guān)端子。 B7管腳(SUP)是升壓DC/DC輸出端子。B8管腳(SUP_CP)是電荷泵電源輸入端子。Cl管腳(COMP)是升壓DC/DC誤差放大器輸出端子。C2管腳(FBN)是負(fù)電荷泵反饋端子。C3管腳(CP_SELECT)是正電荷泵切換端子。此外，CP_SELECT = H時(shí)，正電荷泵變?yōu)閂CC X 3倍升壓動(dòng)作模式，CP_SELECT = L時(shí)，正電荷泵變?yōu)閂CCX 2倍升壓動(dòng)作模式。C4 管腳(PGND)是升壓DC/DC驅(qū)動(dòng)器GND端子。C5管腳(VQ是AVDD輸出控制端子。C6管腳 (VSOFF)是AVDD輸出放電端子。C7管腳(BOOT)是升壓DC/DC啟動(dòng)用電容連接端子。C8管腳(CPPl)是正電荷泵飛跨電容器(flying condenser)連接端子。
13[0107]Dl管腳(mil)是電平移位器輸入端子。D2管腳(DRV_EN)是升壓DC/DC驅(qū)動(dòng)器切換端子。此外，DRV_EN = H時(shí)，電源IC300變?yōu)橥饨覨ET驅(qū)動(dòng)模式，DRV_EN = L時(shí)，電源 IC300變?yōu)閮?nèi)置FET驅(qū)動(dòng)模式。D3管腳(SEQ)是時(shí)序控制端子。此外，SEQ = H時(shí)，電源 IC300變?yōu)橥ǔ?dòng)作模式，SEQ = L時(shí)，電源IC300變?yōu)橥Ｖ鼓Ｊ健4管腳(PGND)是升壓 DC/DC驅(qū)動(dòng)器GND端子。D5管腳(SUP_S)是升壓DC/DC輸出檢測(sense)端子。D6管腳 (VGHOFF)是正電荷泵輸出放電(discharge)端子。D7管腳(CPH2)及D8管腳(CPHl)均是正電荷泵飛跨電容器連接端子。El管腳(INl)、E2管腳(1陽)、以及E3管腳(IN9)均是電平移位器輸入端子。E4 管腳(GND)是GND端子。E5管腳(OUTl)是電平移位器輸出端子。E6管腳(VGH)是正電荷泵輸出端子。E7管腳(OUI^)是電平移位器輸出端子。E8管腳(CPro)是正電荷泵飛跨電容器連接端子。F 1管腳(1擬)、F2管腳(IN6)、以及F3管腳(1附0)均是電平移位器輸入端子。 F4管腳(VGL)是負(fù)電荷泵輸出端子。F5管腳(0UT9)、F6管腳(0UT2)、以及F7管腳(0UT6) 均是電平移位器輸出端子。F8管腳(CPP》是正電荷泵飛跨電容器連接端子。Gl管腳(IN3)、G2管腳(IN7)、以及G3管腳(IN12)均是電平移位器輸入端子。G4 管腳(VGLOFF)是負(fù)電荷泵輸出放電端子。G5管腳(CP》是負(fù)電荷泵飛跨電容器連接端子。 G6管腳(0UT3)、G7管腳(0UT7)、以及G8管腳(OUTll)均是電平移位器輸出端子。Hl管腳(IN4)、H2管腳(IN8)、以及H3管腳(IN13)均是電平移位器輸入端子。H4 管腳(CPL)是負(fù)電荷泵飛跨電容器連接端子。H5管腳(0UT10)、H6管腳(0UT4)、H7管腳 (0UT8)、以及H8管腳(OUTU)均是電平移位器輸出端子。接著，說明電源IC300的電源起動(dòng)時(shí)序。圖7是表示電源IC300的電源起動(dòng)時(shí)序的一例的時(shí)序圖。如該圖所示，電源IC300的電源起動(dòng)時(shí)序?yàn)镚ND — VCC —邏輯信號(hào) (SEQ) — SUP — VGL/VGH — AVDD的順序。電平移位器313的輸出為高阻抗?fàn)顟B(tài)，直到VGH 與VGL起動(dòng)，確保了電平移位器313的驅(qū)動(dòng)電壓為止。為了防止電平移位器313的輸出異常動(dòng)作，在VGL以及VGH的遷移期間中，對(duì)電平移位器313的邏輯輸入固定為高電平或低電平是較為理想的。此外，上述電源起動(dòng)時(shí)序中的邏輯信號(hào)不僅是信號(hào)的上升/下降，還包含高電平輸入或低電平輸入。接著，說明使用電源IC300的應(yīng)用例。圖8是表示電源IC300的第一連接例的應(yīng)用電路圖(VCC = 2. 5V或3. 3V，作為同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器使用時(shí)(選擇內(nèi)置FET驅(qū)動(dòng)模式時(shí)))。如該圖所示，將 DRV_EN端子進(jìn)行GND短路后，能夠作為使用內(nèi)置FET的同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器使用電源IC300。此時(shí)，⑶端子開放便可。圖9是表示電源IC300的第二連接例的應(yīng)用電路圖(VCC= 1.8V、2. 5V或3. 3V，作為非同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器使用時(shí)(選擇外接FET驅(qū)動(dòng)模式時(shí)))。如該圖所示，將DRV_EN端子進(jìn)行VCC短路后，能夠作為使用外接FET與外接二極管的非同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器使用電源IC300。在該驅(qū)動(dòng)模式下，進(jìn)行利用二極管的整流，因此需要外接的二極管。此外，SW端子與BOOT端子均開放(open)便可。接著，以將本實(shí)用新型適用于搭載在移動(dòng)電話終端中、轉(zhuǎn)換電池的輸出電壓以生成終端各部(例如TFTCThin Film Transistor，薄膜晶體管)液晶顯示面板)的驅(qū)動(dòng)電壓
14的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的情況為例進(jìn)行說明。圖10是表示對(duì)移動(dòng)電話終端的適用例的模塊圖(特別是針對(duì)TFT液晶顯示面板的電源系統(tǒng)部分)。如該圖所示，本適用例的移動(dòng)電話終端具有電源IC300、電池400、定時(shí)控制器500、TFT液晶顯示面板600、柵極驅(qū)動(dòng)器700、源極驅(qū)動(dòng)器800、以及灰度部900。電源IC300是前面已經(jīng)說明的半導(dǎo)體集成電路裝置。圖10中，作為電源IC300中包含的電路塊，僅畫出電平移位器313與電源塊320，但具體的電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。此外， 電源塊320是匯總了生成AVDD的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、生成VGH的正電荷泵、以及生成VHL 的負(fù)電荷泵的電路塊。電池400是輸入到電源IC300的輸入電壓VCC的供應(yīng)源，能夠適宜地適用鋰離子電池等。定時(shí)控制器500是生成TFT液晶顯示面板600的垂直掃描信號(hào)的邏輯電路。 TFT液晶顯示面板600進(jìn)行與從柵極驅(qū)動(dòng)器700輸入的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)、以及從源極驅(qū)動(dòng)器800輸入的源極驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的圖像輸出。柵極驅(qū)動(dòng)器700從電源IC300接收VGH與VGL并動(dòng)作，基于從定時(shí)控制器500輸入的垂直掃描信號(hào)，生成TFT液晶顯示面板600的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。源極驅(qū)動(dòng)器800基于從灰度部900輸入的灰度信號(hào)，生成TFT液晶顯示面板600 的源極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。灰度部900從電源IC300接收AVDD并動(dòng)作，生成與從圖像源(未圖示)輸入的圖
像信號(hào)對(duì)應(yīng)的灰度信號(hào)。另外，雖然在該圖中未明確示出，但本適用例的移動(dòng)電話終端除了上述結(jié)構(gòu)要素以外，作為實(shí)現(xiàn)其本質(zhì)功能(通信功能等)的手段，當(dāng)然還具有收發(fā)電路部、揚(yáng)聲器部、麥克風(fēng)部、顯示部、操作部、存儲(chǔ)器部等。如上所述，包括了本實(shí)用新型所涉及的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的移動(dòng)電話終端能夠在不使終端大小大型化的情況下延長電池400的壽命。此外，除了上述實(shí)施方式以外，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)能夠在不脫離實(shí)用新型的主旨的范圍內(nèi)增加各種變形。即，上述實(shí)施方式在所有方面均為例示，應(yīng)認(rèn)為不是限定性的，本實(shí)用新型的技術(shù)范圍不通過上述實(shí)施方式的說明表示，而通過權(quán)利要求書的范圍表示，應(yīng)理解為包含屬于與權(quán)利要求書均等的意義以及范圍內(nèi)的所有變形。(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)本實(shí)用新型是實(shí)現(xiàn)采用同步整流方式的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的電力損失降低的有用的技術(shù)，對(duì)于需要比輸入電壓高的輸出電壓的所有電子設(shè)備(特別是將電池作為電源的便攜式設(shè)備)，都能夠適宜地進(jìn)行利用。符號(hào)說明100半導(dǎo)體裝置(電源IC)101 N溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(同步整流晶體管)102 N溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(輸出晶體管)103、104 驅(qū)動(dòng)器105 P溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(自舉用)106 電阻
15[0137]107驅(qū)動(dòng)器控制電路108PWM 比較器109誤差放大器110振蕩電路111基準(zhǔn)電壓生成電路112軟起動(dòng)電路113保護(hù)電路201電感器202電容器203電容器(自舉用)204、205 電阻BD體二極管(寄生二極管)1 3 電平移位器4、5死區(qū)時(shí)間生成部6、7邏輯積運(yùn)算器8邏輯與非運(yùn)算器9,10邏輯或非運(yùn)算器11反相器300電源 IC301基準(zhǔn)電壓生成電路302溫度保護(hù)電路(TSD)303低電壓誤動(dòng)作防止電路(UVLO)304誤差放大器305振蕩電路306PWM 比較器307DC/DC 驅(qū)動(dòng)器308、309 軟起動(dòng)電路310正電荷泵驅(qū)動(dòng)器311負(fù)電荷泵驅(qū)動(dòng)器312控制器313電平移位器314導(dǎo)通/截止時(shí)序發(fā)生器315輸出接地故障保護(hù)電路320電源塊MlN溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(同步整流晶體管)M2N溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(輸出晶體管)M3P溝道型MOS場效應(yīng)晶體管(自舉用)400電池500定時(shí)控制器
16[0176]600TFT液晶顯示面板700柵極驅(qū)動(dòng)器800源極驅(qū)動(dòng)器900灰度部
權(quán)利要求1.一種升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于包括N溝道型的輸出晶體管以及同步整流晶體管，為了由輸入電壓生成期望的輸出電壓，分別連接到電感器的一端；第一驅(qū)動(dòng)器，在接地電壓與所述輸入電壓之間對(duì)所述輸出晶體管的柵極電壓進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；自舉電路，生成將在所述電感器的一端出現(xiàn)的開關(guān)電壓至少升高了所述同步整流晶體管的導(dǎo)通閾值電壓的啟動(dòng)電壓；第二驅(qū)動(dòng)器，在所述開關(guān)電壓與所述啟動(dòng)電壓之間對(duì)所述同步整流晶體管的柵極電壓進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)器控制電路，經(jīng)由所述第一驅(qū)動(dòng)器與所述第二驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的導(dǎo)通/截止控制；所述自舉電路在所述輸入電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間包含通過所述驅(qū)動(dòng)器控制電路進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制的P溝道型場效應(yīng)晶體管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路使所述輸出晶體管與所述P溝道型場效應(yīng)晶體管同步地導(dǎo)通/截止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路具有用于防止所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的同時(shí)導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間生成部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路具有用于防止所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的同時(shí)導(dǎo)通的死區(qū)時(shí)間生成部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定期間內(nèi)，進(jìn)行保持使所述同步整流晶體管截止，僅使所述輸出晶體管導(dǎo)通/截止的非同步整流驅(qū)動(dòng)，隨后，進(jìn)行使所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管互補(bǔ)地導(dǎo)通/截止的同步整流驅(qū)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定期間內(nèi)，進(jìn)行保持使所述同步整流晶體管截止，僅使所述輸出晶體管導(dǎo)通/截止的非同步整流驅(qū)動(dòng)，隨后，進(jìn)行使所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管互補(bǔ)地導(dǎo)通/截止的同步整流驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述自舉電路在所述輸入電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間包含限流電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括輸出反饋電路，該輸出反饋電路包括基準(zhǔn)電壓生成電路，生成基準(zhǔn)電壓；誤差放大器，放大與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與所述基準(zhǔn)電壓的差，以生成誤差電壓；軟起動(dòng)電路，用于在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定的軟起動(dòng)期間內(nèi)，使所述誤差電壓緩慢地上升；振蕩電路，生成三角波電壓；以及PWM比較器，比較所述誤差電壓與所述三角波電壓，以生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)器控制電路基于所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的導(dǎo)通/截止控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括輸出反饋電路，該輸出反饋電路包括基準(zhǔn)電壓生成電路，生成基準(zhǔn)電壓；誤差放大器，放大與所述輸出電壓對(duì)應(yīng)的反饋電壓與所述基準(zhǔn)電壓的差，以生成誤差電壓；軟起動(dòng)電路，用于在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始指定的軟起動(dòng)期間內(nèi)，使所述誤差電壓緩慢地上升；振蕩電路，生成三角波電壓；以及PWM比較器，比較所述誤差電壓與所述三角波電壓，以生成脈沖寬度調(diào)制信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)器控制電路基于所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行所述輸出晶體管與所述同步整流晶體管的導(dǎo)通/截止控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始所述軟起動(dòng)期間內(nèi)，進(jìn)行所述非同步整流驅(qū)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器控制電路在從所述升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器起動(dòng)開始所述軟起動(dòng)期間內(nèi)，進(jìn)行所述非同步整流驅(qū)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸出晶體管、所述同步整流晶體管、所述第一驅(qū)動(dòng)器、所述第二驅(qū)動(dòng)器、所述自舉電路、所述驅(qū)動(dòng)器控制電路、以及所述輸出反饋電路均集成化到半導(dǎo)體裝置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸出晶體管、所述同步整流晶體管、所述第一驅(qū)動(dòng)器、所述第二驅(qū)動(dòng)器、所述自舉電路、所述驅(qū)動(dòng)器控制電路、以及所述輸出反饋電路均集成化到半導(dǎo)體裝置中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸出晶體管、所述同步整流晶體管、所述第一驅(qū)動(dòng)器、所述第二驅(qū)動(dòng)器、所述自舉電路、所述驅(qū)動(dòng)器控制電路、以及所述輸出反饋電路均集成化到半導(dǎo)體裝置中。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述輸出晶體管、所述同步整流晶體管、所述第一驅(qū)動(dòng)器、所述第二驅(qū)動(dòng)器、所述自舉電路、所述驅(qū)動(dòng)器控制電路、以及所述輸出反饋電路均集成化到半導(dǎo)體裝置中。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，作為形成所述自舉電路的元件，在所述開關(guān)電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間，外接自舉用的電容器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，作為形成所述自舉電路的元件，在所述開關(guān)電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間，外接自舉用的電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，作為形成所述自舉電路的元件，在所述開關(guān)電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間，外接自舉用的電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，作為形成所述自舉電路的元件，在所述開關(guān)電壓的施加端與所述啟動(dòng)電壓的施加端之間，外接自舉用的電容器。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于在所述半導(dǎo)體裝置上，在所述輸入電壓的施加端與所述開關(guān)電壓的施加端之間，外接所述電感器。
28.一種電子設(shè)備，其特征在于包括電源，作為所述輸入電壓的供應(yīng)源；權(quán)利要求1至27中任一項(xiàng)所述的升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，由所述輸入電壓生成所述輸出電壓；以及負(fù)載，接收所述輸出電壓并動(dòng)作。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的電子設(shè)備，其特征在于所述電源是電池。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀或四所述的電子設(shè)備，其特征在于所述負(fù)載是液晶顯示面板。
專利摘要本實(shí)用新型涉及升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及包括該轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，在升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，自舉電路在輸入電壓(VCC)的施加端與啟動(dòng)電壓(BOOT)的施加端之間，不包含二極管，而是包含P溝道型場效應(yīng)晶體管(105)。
文檔編號(hào)H02M3/155GK202150796SQ201120198400
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者巖田悠貴 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司