低输入电压DC-DC升压转换器的启动电路

摘要：针对DC-DC升压转换器在低输入电压下无法正常工作的问题，提出了一种基于电容自举原理的低输入电压的启动电路。采用CSMC公司的0．5μm CMOS混合信号工艺库进行电路设计与仿真，考虑到结构复杂的振荡器在较低电源电压下不能理想工作，同时为减小电路功耗，电路采用两种不同简单结构的环形振荡器实现电容自举，并利用反馈控制模块进行合理的逻辑控制。仿真结果表明，O．8 V低输入电压时，通过升压电路转换，可将Vdd升高到2．4V；振荡信号变化时，输出电压变化微小，可以为DC-DC升压转换器提供稳定的电源电压。
关键词：低输入电压；DC-DC升压转换；启动电路

在遥控器、MP3播放器、手持式设备等电子产品中，通常使用单节AA电池或充电电池供电，电压仅约0．8 V，无法保证DC-DC器件正常稳定的工作。本文提出了一种基于电容自举原理的低输入电压启动电路，在0．8 V的低输入电压下工作，通过DC-DC升压转换，将Vdd升高到2．4 V，并采用从Vdd供电的方式，为后续的DC-DC升压电路的各个模块提供稳定的电源电压，以保证自举(Boost)器件满足设计要求。

1 启动电路结构设计
图1为启动电路结构框图。其中，电感L、电容C、续流二极管VD以及功率MOS管构成典型的DC-DC升压电路，虚线框内是启动电路各个功能模块。为减小电路功耗，该启动电路采用2种不同结构的振荡器，其中振荡器0SCl工作在低电源电压下，利用该振荡信号驱动自举电路，逐步升高至功率管的栅电平，从而实现功率管的导通与截止。应用boost电路的升压功能，使Vout逐渐增大。

启动电路各个模块的电源均由输出电压提供，即Vout是启动电路的电源电压。随着Vout的升高，振荡器0SC2启动，通过反馈控制模块与选通电路的共同作用，0SC2的振荡信号得以取代0SCl信号控制功率管，使Vout进一步增大。最终输出较稳定的电压，为DC-DC升压转换器提供初始工作电压。
采用无锡上华(CSMC)公司0.5μm CMOS混合信号工艺库进行电路设计与仿真。MOS管阈值电压分别为VTHN=0．7 V，VTHP=-0．95 V。