具有對升壓輸出整流晶體管的本體進行控制的電路的升壓轉(zhuǎn)換器以及方法
【技術領域】
[0001]本公開內(nèi)容總體上涉及升壓轉(zhuǎn)換器電路，尤其涉及一種用于在升壓轉(zhuǎn)換器中使用以便控制關機電流的電路。
【背景技術】
[0002]DC/DC轉(zhuǎn)換器電路在電池供電的便攜式設備中廣泛使用。這樣的設備的示例包括:智能電話、智能手表、相機、媒體播放器以及多種其它便攜式數(shù)字設備。對于升壓類型的轉(zhuǎn)換器而言，電路進行操作以接收DC輸入電壓(從電池)并且生成DC輸出電壓，其中DC輸出電壓的量級超過DC輸入電壓的量級。為了延長電池壽命，本領域技術人員認識到，尤其是在關閉期間，需要對輸入和輸出之間的泄漏電流進行控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實施例中，一種電路包括升壓轉(zhuǎn)換器，其具有:輸入節(jié)點；輸出節(jié)點；整流晶體管，其耦合在該輸入和輸出節(jié)點之間并且具有本體端子；第一晶體管，其耦合在該輸入節(jié)點和本體端子之間；和第二晶體管，其耦合在該本體端子和輸出節(jié)點之間。該電路進一步包括:軟啟動電路，其被配置為接收軟啟動信號并且響應于此而生成應用于該整流晶體管的控制端子的第一控制信號；以及驅(qū)動電路，其被配置為生成應用于該第一晶體管的控制端子的第二控制信號，并且進一步被配置為接收該軟啟動信號并且響應于此而生成應用于該第二晶體管的控制端子的第三控制信號。
[0004]在一個實施例中，一種電路包括:升壓電路，其包括具有第一和第二導通端子以及本體端子的整流晶體管；第一晶體管，其耦合在該第一導通端子和本體端子之間；和第二晶體管，其耦合在該本體端子和第二導通端子之間；以及控制電路，其被配置為對所述升壓電路的操作進行控制。該控制電路包括:軟啟動電路，其被配置為接收指示加載階段的第一軟啟動信號以及指示所述加載階段之后的脈沖驅(qū)動階段的第二軟啟動信號，該軟啟動電路可操作以響應于第一軟啟動電路而在該加載階段的持續(xù)時間內(nèi)激勵該整流晶體管，并且進一步可操作以在該脈沖驅(qū)動階段期間輸送脈沖信號以對該整流晶體管的激勵進行控制；和本體控制電路，其被配置為響應于該第一和第二軟啟動信號對該第一和第二晶體管的激勵進行控制，該本體控制電路可操作以在第一軟啟動信號活動且第二軟啟動信號無活動時激勵第一晶體管并且停用第二晶體管，并且進一步可操作以在第二軟啟動信號活動時停用第一晶體管并且激勵第二晶體管。
[0005]在一個實施例中，一種方法包括:接收第一軟啟動信號，其指示升壓整流器的加載階段中的操作；響應于第一軟啟動電路而在該加載階段的持續(xù)時間內(nèi)激勵該整流晶體管以生成朝向輸入電壓的水平上升的輸出電壓，所述整流晶體管具有第一和第二導通端子以及本體端子；接收第二軟啟動信號，其指示所述升壓整流器的所述加載階段之后的脈沖驅(qū)動階段中的操作；在該脈沖驅(qū)動階段期間輸送脈沖信號以對該整流晶體管的反復激勵進行控制而生成經(jīng)升壓的輸出電壓；在該加載階段期間，激勵耦合在第一導通端子和本體端子之間的第一晶體管并且停用耦合在本體端子和第二導通端子之間的第二晶體管以對所述輸出電壓進行升壓而超過輸入電壓；并且在該脈沖驅(qū)動階段期間，激勵耦合在本體端子和第二導通端子之間的第二晶體管并且停用耦合在第一導通端子和本體端子之間的第一晶體管。
【附圖說明】
[0006]為了更為完整地理解本公開內(nèi)容及其優(yōu)勢，現(xiàn)在參考以下結合附圖所進行的描述，其中:
[0007]圖1是升壓轉(zhuǎn)換器的實施例的電路圖；
[0008]圖2是升壓轉(zhuǎn)換器的實施例的電路圖；
[0009]圖3A和3B圖示了圖2的電路的操作；
[0010]圖3C是用于控制圖2A的操作的電路圖；
[0011]圖4是用于隨圖2的電路使用的軟啟動電路的電路圖；
[0012]圖5是電路操作的時序圖；和
[0013]圖6是本體控制電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)在參考圖1，其示出了升壓轉(zhuǎn)換器100的實施例的電路圖。電路100包括節(jié)點LX。電感器L耦合在節(jié)點LX與被配置為接收輸入電壓的供電輸入節(jié)點VIN之間。分流晶體管麗耦合在節(jié)點LX和基準供應節(jié)點(例如，接地端)之間。晶體管麗例如可以包括η溝道M0SFET晶體管，其具有耦合在節(jié)點LX和基準供應節(jié)點之間的源極-漏極路徑。晶體管ΜΝ的控制端子(柵極)被配置為接收開關信號S1。電路100進一步包括耦合在節(jié)點LX和輸出節(jié)點V0UT之間一對串聯(lián)連接的晶體管ΜΡ1和ΜΡ2。晶體管ΜΡ1和ΜΡ2例如可以包括Ρ溝道M0SFET晶體管，其具有在節(jié)點LX和節(jié)點V0UT之間(在節(jié)點VMID)互相串聯(lián)耦合的源極-漏極路徑。晶體管ΜΡ1的控制端子(柵極)被配置為接收開關信號S2。晶體管ΜΡ2的控制端子(柵極)被配置為接收開關信號S3。電容器Cout耦合在輸出節(jié)點V0UT和基準供應節(jié)點之間。晶體管MP1包括整流晶體管，而晶體管MP2包括負載晶體管。
[0015]在一種示例實施方式中，節(jié)點LX可以包括集成電路設備的封裝管腳，而電感器L被提供為外部電路組件。在另一種示例實施方式中，節(jié)點V0UT包括集成電路設備的封裝管腳。電容器Cout可以被提供為內(nèi)部電路組件(如所示出的)或外部電路組件。在又一種實施方式中，節(jié)點V0UT可以包括集成電路設備內(nèi)部的節(jié)點，其被配置為向同樣實施在該集成電路設備內(nèi)的其它電路裝置供應經(jīng)升壓的DC電壓。
[0016]開關信號S1、S2和S3由控制電路102生成。在設備進行操作的任何情況下，負載晶體管MP2由控制信號S3所激勵。控制電路102隨后通過控制信號S1激勵分流晶體管MN以將電感器L耦合在供應節(jié)點VIN和基準供應節(jié)點之間。電流流過電感器L并且跨電感器的電壓增大。控制電路隨后停用晶體管MN并且通過控制信號S2激勵整流晶體管MP1。電流因此流過晶體管MP1和MP2并且進入輸出電容器Cout?？刂齐娐冯S后停用晶體管MP1并且重復該過程。結果，存儲在電容器Cout中并且被使得可在輸入節(jié)點V0UT處獲得的電壓上升至超過輸入節(jié)點VIN處的電壓的水平。
[0017]當電路100關閉時，晶體管MP1和MP2均關斷。這些晶體管的本體二極管被反向偏置并且因此節(jié)點VIN和V0UT之間沒有供電流泄漏的路徑。節(jié)點VMID處的電壓將移動至使得可在節(jié)點VIN和V0UT處獲得的兩個電壓中較高的一個。
[0018]注意到電路100的缺陷包括:a)需要兩個pMOS器件(MP1和MP2)，這占據(jù)了集成電路上的大塊面積，以及b)由于用作輸出整流的開關晶體管的晶體管MP1需要兩倍大小以便保持小的Rdson數(shù)值但是盡管如此仍然產(chǎn)生增加的開關損耗，所以其效率較低。
[0019]現(xiàn)在參考圖2，其示出了升壓轉(zhuǎn)換器110的實施例的電路圖。關于圖1的電路100的同樣附圖標記指代同樣或類似的部分。電路110包括耦合在節(jié)點LX和輸出節(jié)點V0UT之間的整流晶體管MP。晶體管MP例如可以包括ρ溝道M0SFET晶體管，其源極-漏極路徑耦合在節(jié)點LX和節(jié)點V0UT之間。晶體管MP的控制端子(柵極)被配置為接收開關信號S4。電路110進一步包括耦合在節(jié)點LX和輸出節(jié)點V0U