[发明专利]一种控制器IC及其应用

权利要求书

1.一种控制器IC，应用于开关电源，所述开关电源包括由电感L1、二极管D1和旁路电容C_VDD组成的升压外围电路，电感L1一端连接开关电源的输入电压VIN，电感L1另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接旁路电容C_VDD的一端，旁路电容C_VDD的另一端接地；所述控制器IC引脚包括BOS端、VDD端和VSS端，所述VDD端连接外部电压，给所述控制器IC内部电路供电；所述VSS端为所述控制器IC的地引脚，连接外部地电位；其特征在于：所述控制器IC内部集成了开关电源用于实现升压功能的主功率开关管M1且自带升压功能，所述控制器IC内部包括升压启动与关断点选择模块，所述升压启动与关断点选择模块能实现当所述BOS端连接外部器件时所述控制器IC具有升压功能，当所述BOS端接地时所述控制器IC无升压功能；

控制器IC内部还包括：内部电源与基准模块、电阻分压网络模块、IC启动点选择模块、振荡器模块、驱动模块、N型沟道MOS管M2、N型沟道MOS管M3、N型沟道MOS管M4和P型沟道MOS管M5；

所述内部电源与基准模块的输入端与所述VDD端相连，所述内部电源与基准模块的第一输出端连接所述升压启动与关断点选择模块的第一输入端；所述内部电源与基准模块的第二输出端连接所述IC启动点选择模块的第一输入端；所述内部电源与基准模块的第三输出端连接所述N型沟道MOS管M4的栅极和所述P型沟道MOS管M5的源极；所述内部电源与基准模块的第四输出端连接所述N型沟道MOS管M2的栅极；所述内部电源与基准模块的第五输出端连接所述P型沟道MOS管M5的栅极；

所述电阻分压网络模块的输入端与所述VDD端口相连，所述电阻分压网络模块的第一输出端连接所述升压启动与关断点选择模块的第二输入端；所述电阻分压网络模块的第二输出端连接所述IC启动点选择模块的第二输入端；

所述升压启动与关断点选择模块的第三输入端与所述N型沟道MOS管M3的漏极以及所述P型沟道MOS管M5的漏极相连；所述升压启动与关断点选择模块的输出端与所述振荡器模块的第一输入端相连；

所述IC启动点选择模块的第三输入端连接所述N型沟道MOS管M3的漏极以及所述P型沟道MOS管M5的漏极；所述IC启动点选择模块的输出端连接所述振荡器模块的第二输入端；

所述振荡器模块的输出端与所述驱动模块的输入端相连；

所述驱动模块的输出端与所述N型沟道功率MOS管M1的栅极相连；

所述N型沟道功率MOS管M1的漏极和所述N型沟道MOS管M4的漏极分别连接所述BOS端口，所述MOS管M4的源极和所述MOS管M2的漏极分别连接所述MOS管M3的栅极，所述MOS管M3的漏极连接所述MOS管M5的漏极；所述MOS管M1、M2和M3的源极都与控制器IC的内部参考地VSS连接；所有的P沟道MOS管和N沟道MOS管的衬底都与各自的源极连接；

所述内部电源与基准模块，是将控制器的VDD端口电压转换成内部所需的低压电源VCC，用于IC内部所有低压模块供电；并产生所述升压启动与关断点选择模块所需要的基准电压Vref1和所述IC启动点选择模块所需要的基准电压Vref2；并产生两个偏置电压VBN和VBP，分别作为MOS管M2的栅极偏置电压和MOS管M5的栅极偏置电压，使其偏置在正常工作区；

所述电阻分压网络模块，是将控制器的VDD端口电压通过电阻分压网络转换成所述升压启动与关断点选择模块所需要的输入电压VDD1以及所述IC启动点选择模块所需要的输入电压VDD2；

所述升压启动与关断点选择模块，是通过将第一输入电压Vref1和第二输入电压VDD1进行比较，用于设置升压功能的启动点和关断点，其输出电压ENP_BT信号为高电平时，表示启动升压功能，其为低电平时，表示关断升压功能；所述升压启动与关断点选择模块在第三输入信号Boost_L为低电平时，表示升压功能有效，在Boost_L为高电平时，表示升压功能无效；

所述IC启动点与选择模块，是通过将第一输入信号Vref2和第二输入信号VDD2进行比较，用于在第三输入信号Boost_L为低电平时，即实现升压功能的情况下，选择的IC启动点较高；在Boost_L为高电平时，即升压功能无效时，选择的IC启动点较低；所述IC启动点与选择模块，其输出端ENP信号为高电平时，表示IC正常工作，其为低电平时，表示IC不工作；

所述振荡器模块，用于产生升压功能所需要的高频时钟信号CLK；所述振荡器模块只有在第一输入信号ENP_BT和第二输入信号ENP都为高电平时，才输出高频时钟信号CLK，否则输出CLK信号为低电平；

所述驱动模块，用于将输入高频时钟信号CLK转换成MOS管M1的栅极驱动信号DRV。