[实用新型]DC-DC升压模块过压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用到DC-DC变换器中，用于产生一个比SW信号高5V的升压电压源BST，以及该电压的过压保护技术，属于目前应用比较广泛的N型MOSFET作为功率管的技术应用领域。

背景技术

随着便携式电子产品的快速发展，市场对高性能的DC-DC电源管理芯片的需求更加广泛，竞争也更加激烈，高性价比的DC-DC芯片成为热门。出于成本考虑和目前的工艺水平，在大多数DC-DC设计方案中，开关管通常采用N型MOSFET高压功率管。相比于P型MOSFET功率管，采用N型MOSFET作为功率管的DC-DC，实现同样的导通电阻，芯片面积有很大节省。

对于N型MOSFET功率管的DC-DC，必须要提供一个比SW电压(上功率管的源端电压)高5V左右的栅电压才能充分保证功率管工作在深度线性区，因此，设计一个升压模块必不可少，升压源BST等于(SW+5)V。通常SW电压近似在GND和IN电压之间切换，BST电压也必须随着SW电压切换，并且始终保持一个5V左右的升压。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对N型MOSFET作功率管的DC-DC变换器，提供一个用于驱动上功率管的栅电压的升压电压源(升压模块)以及保护该升压源的过压保护电路。本实用新型可以广泛应用于N型MOSFET功率管的DC-DC设计方案中，电路架构简单，工艺易于实现，降低开发成本，可靠性高。

本实用新型的技术方案如下：

一种DC-DC升压模块过压保护电路，包括PMOS管M1-M4、M13-M15，NMOS管M5-M12，电容C1、C2、C_BST、C_GD4，电阻R1-R5，二极管D1以及比较器CMP；

PMOS管M14和PMOS管M13的源极接信号输入端，PMOS管M14和PMOS管M13的栅极共接于PMOS管M14的漏极和NMOS管M11的漏极， PMOS管M13的漏极与NMOS管M12的漏极相连，NMOS管M11和NMOS管M12的栅极接正电压，NMOS管M11的源极与NMOS管M9的漏极相连，NMOS管M12的源极与NMOS管M10的漏极相连，NMOS管M10的栅极接2.4V基准，NMOS管M9和NMOS管M10的源极共接于NMOS管M8的漏极，NMOS管M8和NMOS管M7的栅极接偏置电压，NMOS管M8和NMOS管M7的源极接公共地端，NMOS管M7的漏极与NMOS管M6的源极相连，NMOS管M6的漏极共接于电阻R4的一端和PMOS管M15的栅极，电阻R4的另一端和PMOS管M15的源极接信号输入端，PMOS管M15的漏极共接于PMOS管M13的漏极、NMOS管M12的漏极以及PMOS管M3的栅极，PMOS管M3的源极接信号输入端，PMOS管M3的漏极与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极共接于PMOS管M1的源极和PMOS管M2的源极，PMOS管M1和PMOS管M2的栅极共接于PMOS管M1的漏极和电阻R1的一端，电阻R1的另一端与PMOS管M4的栅极相连，PMOS管M4的源极与PMOS管M2的漏极相连，PMOS管M4的漏极与NMOS管M5的漏极相连，NMOS管M5的栅极接正电压，NMOS管M5的源极共接于NMOS管M9的栅极和电阻R3的一端，电阻R3的另一端与电阻R2的一端和电阻R5的一端相连，电阻R2的另一端接公共地端，电阻R5的另一端接比较器CMP的第一输入端，比较器CMP的第二和第三输入端分别接第一参考电压和第二参考电压，比较器CMP的输出端与NMOS管M6的栅极相连，电容C_BST连接在二极管D1的负极和PMOS管M4的栅极之间，并在两端产生BST-SW电压；电容C_GD4连接在PMOS管M4的栅极和漏极之间，电容C1连接在NMOS管M5的源极和公共地端之间，电容C2连接在比较器CMP的第一输入端和公共地端之间。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型通过外接的片外大电容和LDO结构产生一个可以周期性切换的升压电源BST，同时线性采样BST-SW电压变化情况，通过一个迟滞比较器和相关控制电路，可实现对BST-SW的过压保护。本实用新型结构简单，降低了DC-DC变换器的使用成本，安全可靠。

本实用新型的优点将在下面具体实施方式部分的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。