[发明专利]一种带欠压保护的升压电容充电电路

说明书

一种带欠压保护的升压电容充电电路，属于电子电路技术领域。检测充电环路用于检测升压电容C_boot两端压差并给升压电容C_boot充电，免去了传统模式使用低压差线性稳压器LDO给升压电容充电需要设计环路补偿的问题，不需要外挂大电容，节省芯片成本和面积，也避免了长时间处于轻载模式后，要退出时升压电容C_boot上电压不够的问题；电流比较器用于实现欠压保护功能，相比传统使用低压差线性稳压器LDO给升压电容C_boot充电的方式，本发明的充电方式更简单，大大简化了电路的设计难度。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及到一种不需要外挂大电容的带欠压保护功能的升压电容充电电路，适用于功率管为NMOS管的Buck变换器。

背景技术

Buck变换器作为DC-DC变换器中最常使用的一种类型，其功率管的驱动就显得尤为重要。如图1所示，对于功率管使用NMOS的Buck变换器，包括功率管MN、驱动模块、升压电容C_boot、二极管D、电感、电容Co和电阻R_L，功率管MN在驱动时要求安全开启，就需要将功率管MN栅驱动电压在开关节点SW处的电压的基础上抬升一个栅源电压V_GS，这个抬升电压的实现一般是靠一个升压(boot)电容提供。当功率管MN关断时，开关节点SW接地，低压差线性稳压器LDO给升压电容C_boot充电，保证升压电容C_boot上的压差足够功率管MN下一次能完全开启；当功率管MN开启时，开关节点SW接输出，节点BST处(即升压电压C_boot的上极板)电压被抬高到：V_BST＝V_SW+V_boot，肖特基二极管此时关断，低压差线性稳压器LDO不再给升压电容C_boot充电。

但是，对于传统的这种使用低压差线性稳压器LDO给升压电容C_boot充电的方式，存在以下弊端：

1、低压差线性稳压器LDO的设计复杂，由于升压电容C_boot在功率管MN关断时作为低压差线性稳压器LDO的输出电容而开启时与低压差线性稳压器LDO的输出断开，使低压差线性稳压器LDO输出的极点变化很大，需要外挂大电容Ce保证环路稳定性，增加了芯片成本。

2、当Buck电路进入轻载模式，功率管MN关断且关断时间很长，此时开关节点SW处的电压为Vout，升压电容C_boot上电压可能下降到V_LDO-V_D-V_out(V_D为二极管D的压降)，如果Vout电压过高，当系统退出轻载需要再次打开功率管MN时，会由于升压电容C_boot上压差不够导致功率管MN无法完全开启，损失系统的效率(即输出电压很高的时候，因为退出轻载的时候升压电容上压降不够，会导致功率管MN此时无法完全开启)。为了防止升压电容C_boot上由于漏电导致压差过小无法使功率管MN完全开启，需要设计欠压保护电路和逻辑，而传统的采用低压差线性稳压器LDO充电模式的逻辑设计会比较复杂。

3、高频应用下，如图1所示，肖特基二极管D1两端压降V_D1受低压差线性稳压器LDO输出电压(一般为5V)限制，其两端电流会受限制，使得升压电容C_boot两端压降无法充到理想值，从而导致上管无法完全导通而降低效率。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提出一种带欠压保护的升压电容充电电路，适用于功率管为NMOS管的降压Buck比较器。

本发明的技术方案为：

一种带欠压保护的升压电容充电电路，包括电流比较器和检测充电环路，