[发明专利]一种应用于DC-DC变换器的预偏置电路

说明书

一种应用于DC‑DC变换器的预偏置电路，属于电子电路技术领域。本发明的预偏置电路在芯片上电时快速启动，由带隙基准模块建立基准电压，预偏置电路以该基准电压为基础建立预偏置电压为其他外围模块提供一个稳定的供电电源，在芯片上电时可以快速启动给其他外围模块供电；通过反馈环路增强了预偏置电路的稳定性；利用耐压开关管提高了预偏置电路的耐压能力，使得本发明的预偏置电路可以应用于较高输入电压范围的开关电源芯片；另外本发明还可以在芯片启动时提供一个预偏置电流以电流镜中栅压的方式给芯片其他模块提供偏置电流。本发明具有输入电压范围宽和稳定性高等特点。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种应用于DC-DC变换器的预偏置电路。

背景技术

近年来，随着电力电子及电子技术的迅猛发展，电源管理芯片在计算机、通信、电子电工仪器等领域应用更加广泛。开关电源中DC-DC变换器因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。DC-DC变换器是将误差信号转换为占空比控制信号来驱动功率管的开启和关断，进而控制输入电压V_in对输出电容C_out充放电而工作的，常规同步Buck型变换器的电路结构如图1所示，电路将Buck型变换器的输出电压V_out的分压V_FB采样到反馈控制环路，转换成逻辑信号后输送到驱动模块，控制开关管N1和N2的通断，进而控制输入电压V_in对电感L和输出电容C_out充电，则可以得到稳定的输出电压V_out。

Buck型变换器在刚上电时只有输入电压V_in为高电平，因此在启动时需要将输入电压V_in转换为一个预偏置电压来给电路中各模块供电，启动开关控制环路，同时电路对上电时序也有要求。常规的做法是将输入电压V_in转换为供电电压，但是由于电路中器件、工艺的限制，输入电压V_in不能过高，否则会使器件击穿烧毁电路。另外，常规的基准模块产生的电压通常为1.25V，而系统外围模块通常采用3.3V供电电压，这使得传统单电源系统已经无法满足现代电子设备的性能需求。因此在实际应用中，高性能的DC-DC变换器需要一个预偏置电路在电路启动时进行供电，同时在模块启动完成后能提供一个稳定的内部供电源，以避免DC-DC变换器在启动过程中由于节点电容充放电而引起的节点电压不稳定甚至振荡现象。

发明内容

针对上述DC-DC变换器在启动过程中电压不稳定和常规预偏置电路在输入电压和产生的供电电压等方面存在的问题，本发明提出了一种应用于DC-DC变换器的预偏置电路，通过内部的带隙基准模块产生基准电压，并在该基准电压的产生预偏置电压作DC-DC变换器启动时的供电电压，具有宽输入电压范围、高稳定性等特点，且启动完成后能够产生偏置电压为其他模块提供偏置。

本发明的技术方案为：

一种应用于DC-DC变换器的预偏置电路，包括耐压开关管、带隙基准模块、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻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变换器的输入电压V_in经过所述耐压开关管后连接第四NMOS管MN4的漏极，第四NMOS管MN4的源极连接所述预偏置电路的输出端；