驱动电路及DC-DC开关电源的制作方法

本技术属于集成电路，具体涉及一种驱动电路及dc-dc开关电源。

背景技术：

1、在不同的输入电压、不同的输出负载条件下，dc-dc开关电源需要采用闭环控制及负反馈的方式维持输出电压的稳定。峰值电流控制是一种常用的闭环控制方式，通常在功率管的源端串联一个采样电路rcs检测电感电流以实现闭环调节、过流保护等功能。而在dc-dc开关电源中，内置的功率管采用nldmos管（n沟道横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管，也称耐高压管）以实现耐压要求，可以利用其导通电阻rdson作为采样电阻来检测电感电流。

2、以如图1所示的boost转换器为例，误差放大器放大反馈节点fb的电压与内部基准电压之间的误差信息并转换成反馈电流icon，反馈电流icon作用在电流采样及比较电路内部的电阻rsense上转成电压，功率管导通的时候，电感l上的电流线性增大，开关节点sw的电压线性升高，当开关节点sw的电压高于电阻rsense上的压降后关断功率管。但是为了得到比较大的电感电流峰值ipeak，在输入电压vin比较低（例如2.5v）的时候，现有的电流采样及比较电路工作会不正常，并且大量nldmos管的使用也会占用芯片较大的面积。

3、图2即为现有的用于dc-dc开关电源的电流采样及比较电路，其中mn1~mn2n-1均为nldmos管。mnn+1~mn2n-1的栅极接电源电压vcc，一直处于导通状态，节点gate的电压为高的时候，mn1~mnn导通，功率管mn1的导通电阻为rdson，mn2~mnn这一堆串联的nldmos其导通阻抗为rsense，mnn+1~ mn2n-1的尺寸与mn2~mnn相同，其导通阻抗也为rsense，电流源i1=i2。节点gate的电压为高之后，开关节点sw上的电压vsw=ipeak×rdson，其中ipeak指的是芯片外围拓扑上的电感l上的峰值电流。在比较器cmp翻转阈值附近，节点a的电压va=i1×rsense+ipeak×rdson，电流icon流入的节点上的电压vicon=（i2+icon）×rsense。翻转阈值附近va=vicon，又i1=i2，因此有 ipeak×rdson= icon× rsense，进而可以得到ipeak= icon× rsense/ rdson。一般功率管的rdson一开始就会被确定下来，因此要得到比较大的ipeak，就必须增大icon或者增大串联的nldmos管子的个数以增大rsense，但在较低的输入电压（2.5v）情况下，电源电压vcc也为2.5v，较大的icon或者串联更多的nldmos管会导致mnn+1工作在饱和区，进而导致vicon处于一个比较高的电压，比较器cmp无法翻转，并且nldmos管个数的增加也进一步增大了芯片的面积。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种驱动电路及dc-dc开关电源，能够即使在低输入电压下，依旧正常工作，并且通过减少采样电路中nldmos管的个数来减小芯片的面积。

2、为了实现上述目的，本实用新型一具体实施例提供的技术方案如下：一种驱动电路，用于开关电源，所述开关电源包括功率管，所述功率管的第一端与基准电压相连，所述功率管的第二端与开关电源的开关节点相连，所述驱动电路包括：

3、分压控制单元，与开关节点以及比较驱动单元的第一输入端相连，以在功率管开启时基于流入开关节点的电流产生第一比较电压；

4、转换单元，与比较驱动单元的第二输入端相连，所述转换单元同时接收开关电源的反馈电流以基于反馈电流产生第二比较电压；以及

5、比较驱动单元，与功率管的控制端相连，所述比较驱动单元基于第一比较电压和第二比较电压输出用于控制功率管的驱动信号。

6、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述分压控制单元包括分压模块和开关模块，所述分压模块与开关模块、开关节点以及比较驱动单元的第一输入端相连，所述开关模块与比较驱动单元的输出端相连，所述开关模块基于驱动信号控制分压模块与开关节点之间的通断。

7、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第二分压电阻的第一端与比较驱动单元的第一输入端相连，所述第二分压电阻的第二端与基准电压相连，所述第一分压电阻与开关模块串联且与开关节点和第二分压电阻的第一端相连。

8、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述开关模块包括开关管，所述开关管的控制端用于接收驱动信号，所述开关管连接于开关节点与分压模块所在的支路中以基于驱动信号控制该支路的通断。

9、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述开关管为耐高压管。

10、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述转换单元包括一个或多个晶体管，所述晶体管的控制端用于接收偏置电压，一个或多个所述晶体管串联于比较驱动单元的第二输入端与基准电压之间、并同时接收反馈电流。

11、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述晶体管为耐高压管。

12、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述比较驱动单元包括比较器和pwm控制器，所述比较器的第一输入端与分压控制单元相连以接收第一比较电压，所述比较器的第二输入端与转换单元相连以接收第二比较电压，所述比较器的输出端与pwm控制器的输入端相连，所述pwm控制器的输出端与功率管的控制端相连，所述pwm控制器用于基于比较器产生的比较信号产生驱动信号。

13、本实用新型还公开了一种dc-dc开关电源，包括：功率管和所述的驱动电路，所述功率管的控制端与比较驱动单元的输出端相连，所述功率管的第一端与基准电压相连，所述功率管的第二端与dc-dc开关电源的开关节点相连。

14、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述dc-dc开关电源还包括电感、二极管、反馈单元、误差放大器、电压转电流电路，所述电感的第一端用于接收输入电压，所述电感的第二端与功率管的第二端以及二极管的阳极相连形成开关节点，所述反馈单元与二极管的阴极相连，所述反馈单元基于dc-dc开关电源的输出电压产生反馈电压，所述误差放大器用于对反馈电压与参考电压进行误差放大产生误差信号，所述电压转电流电路用于将误差信号转换成反馈电流。

15、与现有技术相比，本实用新型的驱动电路及dc-dc开关电源，通过优化电路设计，保证在能够获得比较大的电感电流值的前提下，即使在低输入电压下，驱动电路也依旧可以正常工作，并且将采样所用的高压管几乎减少了一半，大大减小了芯片的面积。

1.一种驱动电路，其特征在于，用于开关电源，所述开关电源包括功率管，所述功率管的第一端与基准电压相连，所述功率管的第二端与开关电源的开关节点相连，所述驱动电路包括：

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述分压控制单元包括分压模块和开关模块，所述分压模块与开关模块、开关节点以及比较驱动单元的第一输入端相连，所述开关模块与比较驱动单元的输出端相连，所述开关模块基于驱动信号控制分压模块与开关节点之间的通断。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述分压模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第二分压电阻的第一端与比较驱动单元的第一输入端相连，所述第二分压电阻的第二端与基准电压相连，所述第一分压电阻与开关模块串联且与开关节点和第二分压电阻的第一端相连。

4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述开关模块包括开关管，所述开关管的控制端用于接收驱动信号，所述开关管连接于开关节点与分压模块所在的支路中以基于驱动信号控制该支路的通断。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述开关管为耐高压管。

6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述转换单元包括一个或多个晶体管，所述晶体管的控制端用于接收偏置电压，一个或多个所述晶体管串联于比较驱动单元的第二输入端与基准电压之间、并同时接收反馈电流。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述晶体管为耐高压管。

8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述比较驱动单元包括比较器和pwm控制器，所述比较器的第一输入端与分压控制单元相连以接收第一比较电压，所述比较器的第二输入端与转换单元相连以接收第二比较电压，所述比较器的输出端与pwm控制器的输入端相连，所述pwm控制器的输出端与功率管的控制端相连，所述pwm控制器用于基于比较器产生的比较信号产生驱动信号。

9.一种dc-dc开关电源，其特征在于，包括：功率管和如权利要求1~8任一项所述的驱动电路，所述功率管的控制端与比较驱动单元的输出端相连，所述功率管的第一端与基准电压相连，所述功率管的第二端与dc-dc开关电源的开关节点相连。

10.根据权利要求9所述的dc-dc开关电源，其特征在于，所述dc-dc开关电源还包括电感、二极管、反馈单元、误差放大器、电压转电流电路，所述电感的第一端用于接收输入电压，所述电感的第二端与功率管的第二端以及二极管的阳极相连形成开关节点，所述反馈单元与二极管的阴极相连，所述反馈单元基于dc-dc开关电源的输出电压产生反馈电压，所述误差放大器用于对反馈电压与参考电压进行误差放大产生误差信号，所述电压转电流电路用于将误差信号转换成反馈电流。