基于DC-DC升压型开关电源的低压启动方案

2013-09-20 04:09

　　式中：K=(W/L)M4/(W/L)M3，通过式(5)可以发现，偏置电流IM1，IM2与输入电源无关。

　　恒流源II和I4对电容C1充放电，该振荡器的核心模块是两个比较器，M21、M22组成COMP1，该比较器阈值较高，为M22管的导通阈值，记为VH=Vth、M22、M23、M24、M25、M26、R2组成COMP2，该比较器阈值较低，记为VL：

　　因为M26管的电流很小，宽长比很大，故：

　　SE为辅助振荡器切换信号，SEB为SE的反信号。当VDD低于1.9V时，SE为高电平，M17，M18都截止，不影响R，S触发器的翻转，辅助振荡器工作，开关S1断开，S2闭合;当VDD高于1.9V时，SE为低电平，辅助振荡器关断，开关S1闭合，S2断开，M17、M18都导通，R=1、S=0、AUXCLK被锁定为高电平，既减小了功耗，也避免了辅助振荡器关断之后R、S端出现不确定状态。

　　电路整体仿真结果与分析

基于DC-DC升压型开关电源的低压启动方案

　　整体电路在0.5μmCMOS工艺库(VthN=0.72V，VthP=-0.97V)下仿真，仿真条件为VIN=0.8V，仿真结果如图4所示。从图4可以看出，电路启动后，首先辅助振荡器V(auxclk)起振，VDD逐渐升高，升高至1.4V时，主振荡器V(mainclk)起振，但此时只有辅助振荡信号通过开关S2传到功率管的栅极，当VDD升高至1.9V时，辅助振荡器关掉，主振荡器信号通过开关S1传到功率管的栅极，VDD继续升高至设定的输出电压3.3V以后，由反馈电路控制主振荡器的开启与关断，来维持这一输出电压。

　　结语

　　本文针对输入电源电压变化范围较大，设计了两种结构不同的振荡器，其在在不同电源电压范围内工作的频率较稳定，并利用电压检测模块进行合理的切换，解决了低输入电压下电路无法启动的问题，是一款适用于商业开发的DC-DC升压型开关电源。

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