一種DC-DC升壓型開關電源的低壓啟動方案
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3 輔助振蕩器的設計
文獻中提出的輔助振蕩器電路也采用環形振蕩器結構，它利用亞閾值導通的原理，使得起振電壓降至0．8 V，但是這個輔助振蕩器在0．8～1．9 V的VDD區間里頻率變化很大，會在電路啟動階段造成很大的浪涌電流，造成系統的不穩定。
文獻中提出的輔助振蕩器克服了以上缺點，既保證了在0．8 V起振，又避免了振蕩頻率變化過大，但是，在輔助振蕩器關斷之后由于工藝偏差可能會在R，S端出現不確定狀態，導致功耗過大，并造成后續電路不能正常工作。本文在文獻的基礎上加以改進，增加M17管，M18管，所設計的輔助振蕩器如圖3所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/178328.htm
圖3中，M1～M12是低輸入電壓偏置電流電路，這個電路的主要功能是在低輸入電壓下產生一個恒定的納安級的偏置電流。這一不隨電源電壓變化的偏置電流將為圖3所示的輔助振蕩器提供偏置。M8～M13為啟動電路，M3，M4都工作在亞閾值區，
式中：K=(W／L)M4／(W／L)M3，通過式(5)可以發現，偏置電流IM1，IM2與輸入電源無關。
恒流源II和I4對電容C1充放電，該振蕩器的核心模塊是兩個比較器，M21，M22組成COMP1，該比較器閾值較高，為M22管的導通閾值，記為VH=Vth。M22，M23，M24，M25，M26，R2組成COMP2，該比較器閾值較低，記為VL：
SE為輔助振蕩器切換信號，SEB為SE的反信號。當VDD低于1．9 V時，SE為高電平，M17，M18都截止，不影響R，S觸發器的翻轉，輔助振蕩器工作，開關S1斷開，S2閉合；當VDD高于1．9 V時，SE為低電平，輔助振蕩器關斷，開關S1閉合，S2斷開，M17，M18都導通，R=1，S=0，AUXCLK被鎖定為高電平，既減小了功耗，也避免了輔助振蕩器關斷之后R，S端出現不確定狀態。
4 電路整體仿真結果與分析
整體電路在0．5μm CMOS工藝庫(VthN=0．72 V，VthP=-0．97 V)下仿真，仿真條件為VIN=0．8 V，仿真結果如圖4所示。
從圖4可以看出，電路啟動后，首先輔助振蕩器V(auxclk)起振，VDD逐漸升高，升高至1.4 V時，主振蕩器V(mainclk)起振，但此時只有輔助振蕩信號通過開關S2傳到功率管的柵極，當VDD升高至1．9 V時，輔助振蕩器關掉，主振蕩器信號通過開關S1傳到功率管的柵極，VDD繼續升高至設定的輸出電壓3．3 V以后，由反饋電路控制主振蕩器的開啟與關斷，來維持這一輸出電壓。
5 結語
本文針對輸入電源電壓變化范圍較大，設計了兩種結構不同的振蕩器，其在在不同電源電壓范圍內工作的頻率較穩定，并利用電壓檢測模塊進行合理的切換，解決了低輸入電壓下電路無法啟動的問題，是一款適用于商業開發的DC-DC升壓型開關電源。
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