[發明專利]用于BOOST DC-DC轉換器的低壓啟動電路

有效

• 申請號: 201710598822.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107370355B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 李先銳;劉棟;李夢嬌;呂春偉;賴彭宇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

本發明公開了一種用于BOOST DC?DC轉換器的低壓啟動電路，主要解決傳統低壓啟動電路啟動時間長、功耗大的問題。其包括啟動振蕩器、電荷泵、輸出電壓檢測器、啟動功率管、第一柵極驅動器、第二柵極驅動器、主開關管和整流管。啟動振蕩器、電荷泵和啟動功率管用于完成初始啟動。第一柵極驅動器、第二柵極驅動器受輸出電壓檢測器輸出端的控制，在啟動狀態和柵極驅動狀態之間進行切換，以實現電路復用，并與主開關管和整流管一起完成加速啟動。本發明能夠加速啟動速度，縮短啟動時間，同時由于采用電路復用技術，有效地縮小了電路的面積，降低電路設計復雜度和功率損耗，可用于采用遲滯電流模控制的BOOST DC?DC轉換器中。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，特別涉及一種低壓啟動電路，可用于采用遲滯電流模控制的BOOST DC-DC轉換器中。

背景技術

BOOST DC-DC轉換器是指升壓型直流-直流轉換器，由于其具有效率高、靜態電流小、響應速度快、體積小等優點廣泛地應用于各類電子產品中。

在應用傳統鋰電池供電的電子設備中，如便攜式消費類電子產品，電池的節數已成為電子設備體積和用戶體驗的瓶頸，電池的使用壽命更嚴重制約了電子設備的使用壽命，因此，減小電池體積、延長電池使用壽命仍是設計人員面臨的主要問題。低壓啟動的BOOSTDC-DC轉換器能在低供電電壓下正常啟動，能夠有效地減少電池并聯的節數，并且由于其低功耗特性，能夠最大限度地延長電池的使用壽命。

在不適合用鋰電池供電的技術領域，如微型軍用設備、高風險精密醫療植入設備等，一般利用環境能量獲取和處理的自供電技術。由于獲取能量源的低功率密度，使得獲取的能量只能轉換成很低的直流電壓，一般小于1V。高壓啟動的BOOST DC-DC轉換器在小于1V的供電電壓下根本無法工作，而低壓啟動的BOOST DC-DC轉換器能夠在低直流電壓下正常工作，將能量轉換得到的低直流電壓轉換成高直流電壓為后續電子設備供電，為不適合用鋰電池供電的技術領域提供一種可靠的供電解決方案。

傳統的低壓啟動電路一般集成了啟動振蕩器、電荷泵和啟動功率管，通過控制啟動功率管交替導通與關斷，以實現BOOST DC-DC轉換器中的片外電感上能量的存儲與釋放，以完成低壓啟動。但是傳統的低壓啟動電路由于僅通過啟動功率管這一條通路為片外電感充電，使得啟動速度過慢，啟動時間過長，啟動過程中的功耗也隨之增加，難以滿足電源管理芯片越來越需要低功耗和高穩定性的要求。

發明內容

本發明的目的是針對傳統低壓啟動電路存在的不足，提出一種用于BOOST DC-DC轉換器的低壓啟動電路，以在0.7V的低電壓下同時利用電路復用技術完成加速啟動。

為實現上述目的，發明的用于BOOST DC-DC轉換器的低壓啟動電路，包括啟動振蕩器、電荷泵、輸出電壓檢測器、啟動功率管，其特征在于：還包括第一柵極驅動器、第二柵極驅動器、主開關管和整流管；

所述第一柵極驅動器，其由輸出電壓VOUT供電，其第一輸入端與啟動振蕩器的輸出端連接，其第二輸入端與BOOST DC-DC轉換器中遲滯比較器的輸出端連接，其輸出端與主開關管的柵極相連，其控制端與輸出電壓檢測器的輸出端連接，用以對第一柵極驅動器的啟動工作和正常柵極驅動這兩種狀態進行選擇，以實現電路復用功能；

所述第二柵極驅動器，其由輸出電壓VOUT供電，其第一輸入端與第一柵極驅動器的輸出端連接，其第二輸入端與BOOST DC-DC轉換器的公共端SW連接，其第三輸入端與BOOST DC-DC轉換器中遲滯比較器的輸出端連接，其輸出端與整流管的柵極連接，其控制端與輸出電壓檢測器的輸出端連接，用以對第二柵極驅動器的啟動工作和正常柵極驅動這兩種狀態進行選擇，以實現電路復用功能；

所述主開關管，其漏極接BOOST DC-DC轉換器的公共端SW，其源極接地；

所述整流管，其漏極接輸出電壓VOUT，其源極接BOOST DC-DC轉換器的公共端SW。