[发明专利]一种同步升压DC-DC转换器的超低压启动电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源转换器，尤其是一种同步升压DC-DC转换器的超低压启动电路。

背景技术

同步升压式DC-DC转换器由于具有高效率、瞬态响应好、输出噪声小、外围电路简单，对外围电路干扰小等优点在手持式设备和便携式产品中得到广泛应用，但延长电池工作时间，增宽输入电压范围，降低启动电压，仍是主要存在的问题。

传统电流型PWM同步升压DC-DC转换器如图1所示，外围元器件由电感L、输出电容C_OUT、反馈电阻R1，R2及负载RL组成，芯片内部包括基准电压Vref产生电路、误差放大器EAMP、PWM COMP电路、控制逻辑电路Control Logic、同步驱动电路Driver、斜波补偿电路、电流采样电路、功率开关管VT、同步整流管SP及采样电阻RS。电流型PWM模式同步升压转换器工作原理主要是：电流环采样峰值开关电流，然后用反馈电流调整控制器的输出脉冲宽度，改变脉冲的占空比，从而调节输出电压，达到稳压的目的。电流型PWM模式升压转换器工作时，当占空比D大于50％，不论外电压反馈环的状态如何，都将带来系统的不稳定，需要斜坡补偿。如图1所示输出电压VO经过电阻网络R1、R2采样后送入误差放大器EAMP的反相输入端，EAMP的同相输入端为带隙电路提供的基准电压Vref1，两者比较经EAMP放大后，输入至PWM比较器反相端与PWM比较器同相端的电流采样信号和变化的斜坡补偿三角波形成信号U∑比较，比较器的输出经过同步驱动逻辑，控制功率开关管VT及同步整流管SP的导通，以改变占空比，从而控制输出电压VO。

由于受到功率管VT阈值电压及功率管栅极大的寄生电容影响，同步升压转换器的启动电压受到限制。输入VIN低于1V，如果芯片内部模块供电电源采用输入电压VIN供电，芯片的驱动电压取自输入电源VIN，芯片内部无法正常工作，DC-DC无法启动；如果芯片供电电源取自输出电压VO同样芯片无法正常启动。

发明内容

为解决传统电流型PWM同步升压DC-DC转换器的低压启动问题，本发明提供一种同步升压DC-DC转换器的超低压启动电路，能够实现超低输入电压启动且功耗低，可带一定负载启动。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种同步升压DC-DC转换器的超低压启动电路，同步升压DC-DC转换器设有外围器件电感L、输出电容C_OUT、反馈电阻R1，R2及负载RL，芯片内部包括基准电压Vref产生电路、误差放大器EAMP、PWM比较器、控制逻辑电路Control Logic、同步驱动电路Sync Driver、斜波补偿电路、电流采样电路gm、功率开关管VT、同步整流管SP及采样电阻RS，输出电压VO经过反馈电阻R1、R2分压采样后连接误差放大器EAMP的反相输入端，误差放大器EAMP的同相输入端连接带隙电路提供的基准电压Vref1，误差放大器EAMP的输出Ve连接PWM比较器的反相输入端，PWM比较器的同相输入端连接电流采样电路gm的输出与斜坡补偿信号叠加后的输出信号，PWM比较器的输出经过控制逻辑电路Control Logic和同步驱动电路Sync Driver后，控制功率开关管VT及同步整流管SP的导通，以改变占空比，从而控制输出电压VO；其特征在于：

设置超低压启动电路，将该超低压启动电路的输出连接同步整流管SP和功率开关管VT的漏极；所述超低压启动电路包括低压启动比较器Start COMP、低压启动振荡器Start up OSC、低压驱动电路LDriver、倍压电路BOOST-V和低压启动开关管VTS，低压启动比较器Start COMP同相端与反相端分别输入基准电压Vref2和输出电压VO，低压启动比较器Start COMP的输出作为控制信号分别控制低压启动振荡器Start up OSC和逻辑电路Control Logic的开启与关断，低压启动振荡器Start up OSC的供电电源是DC-DC转换器输入电压VIN，低压启动振荡器Start up OSC的输出端分别连接倍压电路BOOST-V和逻辑电路Control Logic，倍压电路BOOS-V的供电电源是DC-DC转换器输入电压VIN，倍压电路BOOST-V的两路输出分别连接低压驱动电路LDriver的供电电源端和输入信号端，低压驱动电路LDriver的输出连接低压启动开关管VTS的栅极，低压启动开关管VTS的漏极作为超低压启动电路的输出端连接同步整流管SP和功率开关管VT的漏极，低压启动开关管VTS的源极和衬底接地。