一种带内置mos的高效同步升压控制集成电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带内置MOS的高效同步升压控制集成电路，同步升压控制集成电路为：上电复位电路与振荡电路相连，振荡电路与逻辑运算控制电路相连，逻辑运算控制电路分别与升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路相连，PWM输出驱动电路与内置MOS电路相连，内置MOS电路与升压输出检测电路相连。本实用新型用于移动电源的升压控制电路及输入输出保护，只需要极少量外围器件即可实现移动电源高转换效率输出，大量节省外围器件成本及生产成本。
【专利说明】—种带内置MOS的高效同步升压控制集成电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种集成电路，尤其涉及一种新型带内置MOS的高效同步升压控制集成电路。
【背景技术】
[0002]随着智能手机的蓬勃发展，智能应用和各种手机娱乐占据人们较多的时间，同时也给手机的电池带来挑战，锂电池容量不断提升，但是还是不能满足人们的需求，移动电源的出现，很好的解决这个问题。目前大多数移动电源还是使用外部MOS+整流二极管的异步升压管理的复杂方案，升压效率不高且需要昂贵的外围器件成本及生产成本。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的为了克服上述现有技术存在的缺陷和问题，提供一种新型带内置MOS的高效同步升压控制集成电路。本实用新型用于移动电源的升压控制电路及输入输出保护，只需要极少量外围器件即可实现移动电源高转换效率输出，大量节省外围器件成本及生产成本。
[0004]一种带内置MOS的高效同步升压控制集成电路，包括上电复位电路(P0R)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路，其特征在于:上电复位电路与振荡电路相连，振荡电路与逻辑运算控制电路相连，逻辑运算控制电路分别与升压输入检测电路、PWM输出驱动电路相连，升压输出检测电路、输出过流检测电路分别与逻辑运算电路相连，PWM输出驱动电路与内置MOS电路相连，内置MOS电路与升压输出检测电路相连。
[0005]振荡电路提供参考时钟，参考时钟提供给逻辑运算控制电路，作为逻辑运算控制电路处理各种信号的时基。升压输入检测电路将外部锂电池电压信号VIN采样后，提供给逻辑运算控制电路进行运算处理。升压输出检测电路将升压输出信号VOUT反馈给逻辑运算控制电路。输出过流检测电路将过流检测结果反馈给逻辑运算控制电路。逻辑运算控制电路综合分析升压输出检测电路的反馈信号、输出过流检测电路的反馈信号及升压输入检测电路的反馈信号，迅速确定当前PWM输出的占空比。逻辑运算控制电路将PWM信号通过PWM输出驱动电路输出，PWM输出驱动电路直接驱动内置MOS电路。上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路构成一个完整的内置MOS的同步升压控制系统。
[0006]所述的包括上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路均为现有经典电路。
[0007]本新型实用的上电复位电路在上电时进行全局复位动作。振荡电路在上电复位后，提供较高频率的系统时钟输出。升压输入检测电路检测输入的锂电池电压是否大于输入欠压保护阀值，将检测结果传给逻辑运算控制电路。若锂电池电压低于欠压保护阀值，逻辑运算控制电路将关闭整个同步升压控制系统。若锂电池电压大于等于欠压保护阀值，同步升压控制系统开始将锂电池电压升压到5.0V输出。升压输出检测电路检测输出电压VOUT是否为过压或欠压，将检测结果传给逻辑运算控制电路。逻辑运算控制电路根据升压输出检测电路反馈的数据，迅速调整HVM的占空比，使VOUT电压维持在5.0V左右。逻辑运算控制电路将PWM波传给PWM输出驱动电路，PWM输出驱动电路直接驱动内置MOS电路；内置MOS电路包括一个NMOS电路和一个PMOS电路。PWM输出驱动电路分别驱动PMOS和NMOS的栅极，逻辑运算控制电路对PMOS和NMOS的栅极驱动做了恰当的死区时间控制，以保证高效的升压效率。输出过流检测电路实时检测输出电流是否过流或短路，将检测结果送给逻辑运算控制电路，逻辑运算控制电路反馈到输出过流或短路后关闭升压和输出电路。当过流或短路信号解除后，系统再恢复到同步升压状态。
[0008]同步升压是指运算逻辑控制电路同时控制升压电路的NMOS和PM0S，尽可能的减少升压电路在升压过程中的效率损失。异步升压是指升压电路由一个NMOS和一个整流二极管及功率电感构成，升压放电过程中整流二极管会产生较大的能量浪费，严重影响升压效率。
[0009]本实用新型与目前通用的外部NMOS+整流二极管相比，本实用新型的优点是将MOS内置，去掉了外部元器件NMOS和整流二极管，大幅降低了整个系统成本及生产成本。同时本实用新型采用了同步升压控制电路大幅提高了升压效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的方框图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0012]如图1所示，本实用新型包括上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路，其特征在于:上电复位电路与振荡电路相连，振荡电路与逻辑运算控制电路相连，逻辑运算控制电路分别与升压输入检测电路、PWM输出驱动电路相连，升压输出检测电路、输出过流检测电路分别与逻辑运算电路相连，PWM输出驱动电路与内置MOS电路相连，内置MOS电路与升压输出检测电路相连。
[0013]振荡电路提供参考时钟，参考时钟提供给逻辑运算控制电路，作为逻辑运算控制电路处理各种信号的时基。升压输入检测电路将外部锂电池电压信号VIN采样后，提供给逻辑运算控制电路进行运算处理。升压输出检测电路将升压输出信号VOUT反馈给逻辑运算控制电路。输出过流检测电路将过流检测结果反馈给逻辑运算控制电路。逻辑运算控制电路综合分析升压输出检测电路的反馈信号、输出过流检测电路的反馈信号及升压输入检测电路的反馈信号，迅速确定当前PWM输出的占空比。逻辑运算控制电路将PWM信号通过PWM输出驱动电路输出，PWM输出驱动电路直接驱动内置MOS电路。上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路构成一个完整的内置MOS的同步升压控制系统。
[0014]所述的包括上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路均为现有经典电路。
[0015]本新型实用的上电复位电路在上电时进行全局复位动作。振荡电路在上电复位后，提供较高频率的系统时钟输出。升压输入检测电路检测输入的锂电池电压是否大于输入欠压保护阀值，将检测结果传给逻辑运算控制电路。若锂电池电压低于欠压保护阀值，逻辑运算控制电路将关闭整个同步升压控制系统。若锂电池电压大于等于欠压保护阀值，同步升压控制系统开始将锂电池电压升压到5.0V输出。升压输出检测电路检测输出电压VOUT是否为过压或欠压，将检测结果传给逻辑运算控制电路。逻辑运算控制电路根据升压输出检测电路反馈的数据，迅速调整PWM的占空比，使VOUT电压维持在5.0V左右。逻辑运算控制电路将PWM波传给PWM输出驱动电路，PWM输出驱动电路直接驱动内置MOS电路；内置MOS电路包括一个NMOS电路和一个PMOS电路。PWM输出驱动电路分别驱动PMOS和NMOS的栅极，逻辑运算控制电路对PMOS和NMOS的栅极驱动做了恰当的死区时间控制，以保证高效的升压效率。输出过流检测电路实时检测输出电流是否过流或短路，将检测结果送给逻辑运算控制电路，逻辑运算控制电路反馈到输出过流或短路后关闭升压和输出电路。当过流或短路信号解除后，系统再恢复到同步升压状态。
[0016]同步升压是指运算逻辑控制电路同时控制升压电路的NMOS和PM0S，尽可能的减少升压电路在升压过程中的效率损失。异步升压是指升压电路由一个NMOS和一个整流二极管及功率电感构成，升压放电过程中整流二极管会产生较大的能量浪费，严重影响升压效率。
[0017]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下，所做出的其他改进和变化，都属于本实用新型的发明范围。
【权利要求】
1.一种带内置MOS的高效同步升压控制集成电路，包括上电复位电路(POR)、振荡电路(OSC)、逻辑运算控制电路、升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、内置MOS电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路，其特征在于:上电复位电路与振荡电路相连，振荡电路与逻辑运算控制电路相连，逻辑运算控制电路分别与升压输入检测电路、PWM输出驱动电路、升压输出检测电路、输出过流检测电路相连，PWM输出驱动电路与内置MOS电路相连，内置MOS电路与升压输出检测电路相连。
2.如权利要求1所述的带内置MOS的高效同步升压控制集成电路，其特征在于:内置MOS电路内置一个NMOS和一个PM0S，且采用同步升压控制方式。
【文档编号】H02M3/155GK204190616SQ201420669815
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】廖红伟, 谭亚伟, 尚荣军, 金海林 申请人:武汉光华芯科技有限公司