DC-DC升压电源：低压启动电路设计与应用

"本文介绍了一种DC-DC升压型开关电源的低压启动方案，特别适用于低输入电压环境。设计中采用了两个具有不同工作电压范围的振荡器电路，一个是主振荡器，另一个是辅助振荡器。这两个振荡器在特定的电压区间内能保持稳定的工作频率。在启动阶段，辅助振荡器在输入电压仅为0.8V时即可开始工作，通过控制功率管的开断来提升输出电压，从而逐渐将VDD升至3.3V。当VDD达到1.9V后，主振荡器接替工作，以更稳定的频率维持输出电压。这一设计解决了传统DC-DC转换器在低电压下无法启动的问题，特别适合电池供电的便携式电子设备，如手机、笔记本电脑等，这些设备需要高效的电源管理以延长电池寿命。该方案在0.5μm CMOS工艺下进行了仿真验证，证实了其在低电压启动和升压过程中的可行性。" 在电源技术领域，DC-DC升压型开关电源是一种重要的转换器类型，它能够将较低的直流电压提升到所需的较高电压，以满足系统运行的需求。传统的DC-DC转换器通常需要一定的最低输入电压才能启动，这限制了它们在电池电量极低时的使用。而本文提出的新方案通过巧妙地设计启动电路，成功地降低了这一门槛。 在低压启动电路的设计中，关键在于两个振荡器的协同工作。辅助振荡器在非常低的输入电压（0.8V）下就能启动，它控制功率管的开关，使电感储存和释放能量，从而提升输出电压。当输出电压达到1.9V时，主振荡器开始工作，其工作频率更加稳定，确保了输出电压的精度和稳定性。这种切换机制有效地避免了在低电压条件下整个电源系统的瘫痪，同时保证了在高电压范围内的高效运作。 在0.5μm CMOS工艺下进行的仿真验证了该方案的有效性，这种工艺广泛应用于微电子设备，其低阈值电压特性使得设计能在更低的电压下工作。仿真结果显示，即使在输入电压只有0.8V的情况下，也能将VDD提升至3.3V，这对于依赖电池供电的便携式电子设备来说是一个显著的进步，因为它允许设备在电池电量接近耗尽时仍能保持基本功能。 这种DC-DC升压型开关电源的低压启动方案为电源管理领域提供了新的思路，不仅提高了转换效率，还扩展了电源的工作范围，尤其是在低电压环境下的应用。这种创新设计对于优化便携式设备的电源管理系统，延长电池寿命，以及提高设备在极端条件下的可靠性具有重要意义。