[實用新型]一種同步升壓DC-DC轉換器的超低壓啟動電路

有效

• 申請號: 201420330558.1
• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN203967969U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 張洪俞;陶曉峰;王海波;夏曉娟
• 申請（專利權）人: 南京微盟電子有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 奚幼堅

技術領域

本實用新型涉及電源轉換器，尤其是一種同步升壓DC-DC轉換器的超低壓啟動電路。

背景技術

同步升壓式DC-DC轉換器由于具有高效率、瞬態響應好、輸出噪聲小、外圍電路簡單，對外圍電路干擾小等優點在手持式設備和便攜式產品中得到廣泛應用，但延長電池工作時間，增寬輸入電壓范圍，降低啟動電壓，仍是主要存在的問題。

傳統電流型PWM同步升壓DC-DC轉換器如圖1所示，外圍元器件由電感L、輸出電容C_OUT、反饋電阻R1，R2及負載RL組成，芯片內部包括基準電壓Vref產生電路、誤差放大器EAMP、PWM?COMP電路、控制邏輯電路Control?Logic、同步驅動電路Driver、斜波補償電路、電流采樣電路、功率開關管VT、同步整流管SP及采樣電阻RS。電流型PWM模式同步升壓轉換器工作原理主要是：電流環采樣峰值開關電流，然后用反饋電流調整控制器的輸出脈沖寬度，改變脈沖的占空比，從而調節輸出電壓，達到穩壓的目的。電流型PWM模式升壓轉換器工作時，當占空比D大于50％，不論外電壓反饋環的狀態如何，都將帶來系統的不穩定，需要斜坡補償。如圖1所示輸出電壓VO經過電阻網絡R1、R2采樣后送入誤差放大器EAMP的反相輸入端，EAMP的同相輸入端為帶隙電路提供的基準電壓Vref1，兩者比較經EAMP放大后，輸入至PWM比較器反相端與PWM比較器同相端的電流采樣信號和變化的斜坡補償三角波形成信號U∑比較，比較器的輸出經過同步驅動邏輯，控制功率開關管VT及同步整流管SP的導通，以改變占空比，從而控制輸出電壓VO。

由于受到功率管VT閾值電壓及功率管柵極大的寄生電容影響，同步升壓轉換器的啟動電壓受到限制。輸入VIN低于1V，如果芯片內部模塊供電電源采用輸入電壓VIN供電，芯片的驅動電壓取自輸入電源VIN，芯片內部無法正常工作，DC-DC無法啟動；如果芯片供電電源取自輸出電壓VO同樣芯片無法正常啟動。

發明內容

為解決傳統電流型PWM同步升壓DC-DC轉換器的低壓啟動問題，本實用新型提供一種同步升壓DC-DC轉換器的超低壓啟動電路，能夠實現超低輸入電壓啟動且功耗低，可帶一定負載啟動。

為實現以上目的，本實用新型采用的技術方案是：一種同步升壓DC-DC轉換器的超低壓啟動電路，同步升壓DC-DC轉換器設有外圍器件電感L、輸出電容C_OUT、反饋電阻R1，R2及負載RL，芯片內部包括基準電壓Vref產生電路、誤差放大器EAMP、PWM比較器、控制邏輯電路Control?Logic、同步驅動電路Sync?Driver、斜波補償電路、電流采樣電路gm、功率開關管VT、同步整流管SP及采樣電阻RS，輸出電壓VO經過反饋電阻R1、R2分壓采樣后連接誤差放大器EAMP的反相輸入端，誤差放大器EAMP的同相輸入端連接帶隙電路提供的基準電壓Vref1，誤差放大器EAMP的輸出Ve連接PWM比較器的反相輸入端，PWM比較器的同相輸入端連接電流采樣電路gm的輸出與斜坡補償信號疊加后的輸出信號，PWM比較器的輸出經過控制邏輯電路Control?Logic和同步驅動電路Sync?Driver后，控制功率開關管VT及同步整流管SP的導通，以改變占空比，從而控制輸出電壓VO；其特征在于：

設置超低壓啟動電路，將該超低壓啟動電路的輸出連接同步整流管SP和功率開關管VT的漏極；所述超低壓啟動電路包括低壓啟動比較器Start?COMP、低壓啟動振蕩器Start?up?OSC、低壓驅動電路LDriver、倍壓電路BOOST-V和低壓啟動開關管VTS，低壓啟動比較器Start?COMP同相端與反相端分別輸入基準電壓Vref2和輸出電壓VO，低壓啟動比較器Start?COMP的輸出作為控制信號分別控制低壓啟動振蕩器Start?up?OSC和邏輯電路Control?Logic的開啟與關斷，低壓啟動振蕩器Start?up?OSC的供電電源是DC-DC轉換器輸入電壓VIN，低壓啟動振蕩器Start?up?OSC的輸出端分別連接倍壓電路BOOST-V和邏輯電路Control?Logic，倍壓電路BOOS-V的供電電源是DC-DC轉換器輸入電壓VIN，倍壓電路BOOST-V的兩路輸出分別連接低壓驅動電路LDriver的供電電源端和輸入信號端，低壓驅動電路LDriver的輸出連接低壓啟動開關管VTS的柵極，低壓啟動開關管VTS的漏極作為超低壓啟動電路的輸出端連接同步整流管SP和功率開關管VT的漏極，低壓啟動開關管VTS的源極和襯底接地。