[發明專利]一種應用于DC-DC變換器的預偏置電路

有效

• 申請號: 201810946455.0
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN108880254B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 明鑫;程政;辛楊立;賈麗偉;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種應用于DC?DC變換器的預偏置電路，屬于電子電路技術領域。本發明的預偏置電路在芯片上電時快速啟動，由帶隙基準模塊建立基準電壓，預偏置電路以該基準電壓為基礎建立預偏置電壓為其他外圍模塊提供一個穩定的供電電源，在芯片上電時可以快速啟動給其他外圍模塊供電；通過反饋環路增強了預偏置電路的穩定性；利用耐壓開關管提高了預偏置電路的耐壓能力，使得本發明的預偏置電路可以應用于較高輸入電壓范圍的開關電源芯片；另外本發明還可以在芯片啟動時提供一個預偏置電流以電流鏡中柵壓的方式給芯片其他模塊提供偏置電流。本發明具有輸入電壓范圍寬和穩定性高等特點。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及一種應用于DC-DC變換器的預偏置電路。

背景技術

近年來，隨著電力電子及電子技術的迅猛發展，電源管理芯片在計算機、通信、電子電工儀器等領域應用更加廣泛。開關電源中DC-DC變換器因轉換效率高、輸出電流大、靜態電流小、輸出負載范圍寬等優點而被廣泛應用。DC-DC變換器是將誤差信號轉換為占空比控制信號來驅動功率管的開啟和關斷，進而控制輸入電壓V_in對輸出電容C_out充放電而工作的，常規同步Buck型變換器的電路結構如圖1所示，電路將Buck型變換器的輸出電壓V_out的分壓V_FB采樣到反饋控制環路，轉換成邏輯信號后輸送到驅動模塊，控制開關管N1和N2的通斷，進而控制輸入電壓V_in對電感L和輸出電容C_out充電，則可以得到穩定的輸出電壓V_out。

Buck型變換器在剛上電時只有輸入電壓V_in為高電平，因此在啟動時需要將輸入電壓V_in轉換為一個預偏置電壓來給電路中各模塊供電，啟動開關控制環路，同時電路對上電時序也有要求。常規的做法是將輸入電壓V_in轉換為供電電壓，但是由于電路中器件、工藝的限制，輸入電壓V_in不能過高，否則會使器件擊穿燒毀電路。另外，常規的基準模塊產生的電壓通常為1.25V，而系統外圍模塊通常采用3.3V供電電壓，這使得傳統單電源系統已經無法滿足現代電子設備的性能需求。因此在實際應用中，高性能的DC-DC變換器需要一個預偏置電路在電路啟動時進行供電，同時在模塊啟動完成后能提供一個穩定的內部供電源，以避免DC-DC變換器在啟動過程中由于節點電容充放電而引起的節點電壓不穩定甚至振蕩現象。

發明內容

針對上述DC-DC變換器在啟動過程中電壓不穩定和常規預偏置電路在輸入電壓和產生的供電電壓等方面存在的問題，本發明提出了一種應用于DC-DC變換器的預偏置電路，通過內部的帶隙基準模塊產生基準電壓，并在該基準電壓的產生預偏置電壓作DC-DC變換器啟動時的供電電壓，具有寬輸入電壓范圍、高穩定性等特點，且啟動完成后能夠產生偏置電壓為其他模塊提供偏置。

本發明的技術方案為：

一種應用于DC-DC變換器的預偏置電路，包括耐壓開關管、帶隙基準模塊、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七電容C7、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10和第十一PMOS管MP11，

所述DC-DC變換器的輸入電壓V_in經過所述耐壓開關管后連接第四NMOS管MN4的漏極，第四NMOS管MN4的源極連接所述預偏置電路的輸出端；