引言

　　各種由電池供電的電子產(chǎn)品,，如手提電腦、手機(jī),、數(shù)碼相機(jī),、PDA等的電源管理系統(tǒng)都需要DC／DC轉(zhuǎn)換器" target="_blank">轉(zhuǎn)換器，因此,，DC／Dc轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用越來越廣泛,。它的實(shí)現(xiàn)及控制方式也多種多樣，但輸出精度,、轉(zhuǎn)換效率,、啟動(dòng)電壓等是DC／DC轉(zhuǎn)換器中的核心問題。本文介紹了一款結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、功能完備,、輸出精度高、功耗低的升壓型PFM控制DC,，DC轉(zhuǎn)換器,。升壓型DC／DC轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)功能框圖和工作原理從傳統(tǒng)升壓型DC／DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)和工作原理可以看出，其核心問題是驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開關(guān)晶體管M的控制,，本文提出了一種升壓型PFM控制DC／DC轉(zhuǎn)換器,，采用內(nèi)置的MOSFET作為開關(guān)管，包括基準(zhǔn)電壓源,、誤差比較器,、運(yùn)放、PFM控制電路,、MOSFET限流保護(hù)電路,、使能控制、電壓采樣等單元電路,，如圖1所示,。

　　基本工作原理為：當(dāng)外部輸入電壓VOUT≥0.9V時(shí)，轉(zhuǎn)換器開始正常工作,，電路內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)電壓,，這個(gè)電壓與外部實(shí)際輸出反饋回來的電壓經(jīng)過誤差放大，輸出的值控制PFM電路,。當(dāng)輸出電壓低于額定值時(shí),，誤差放大器CM輸出高電平,，PFM控制電路正常工作，產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)控制大功率MOS管M不斷導(dǎo)通和截止,，使輸出電壓上升,。隨著輸出電壓不斷上升，超過額定值時(shí),，誤差放大器的輸出發(fā)生跳轉(zhuǎn),，變?yōu)榈碗娖剑刂芇FM電路停振,，使輸出電壓保持恒定。當(dāng)對(duì)外提供負(fù)載,，輸出電壓低于額定值時(shí),，誤差放大器的輸出又發(fā)生跳轉(zhuǎn)，恢復(fù)為高電平,，控制PFM電路恢復(fù)正常工作,，產(chǎn)生脈沖信號(hào)控制M不斷導(dǎo)通和截止，重復(fù)開始的過程,，從而實(shí)現(xiàn)了在DC／Dc轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定工作時(shí),，輸出電壓保持在額定值。其中,，利用運(yùn)放OM輸出對(duì)PFM電路的控制,，可以根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)地切換占空比系數(shù)(輕負(fù)載時(shí)占空比為58％，高負(fù)載時(shí)占空比為76%),，使轉(zhuǎn)換器在輕負(fù)載情況下減小了動(dòng)態(tài)功耗,，提高了轉(zhuǎn)換效率。

　　PFM控制電路的實(shí)現(xiàn)

　　PFM控制電路是由有多個(gè)使能端控制的振蕩器組成的,，如圖2所示,。其中，EN1為誤差放大器CM的輸出,，EN 2為運(yùn)放OM的輸出,。protect為過流保護(hù)的輸出，當(dāng)M電流超過預(yù)定值時(shí),，protect控制振蕩器停振,，使M斷路，防止損壞,。

　　PFM控制電路模擬結(jié)果

　　PFM控制電路在模擬時(shí),，輸出電壓VOUT的額定值取典型輸出值3.3V，模擬結(jié)果如圖3所示,。

　　從模擬結(jié)果可以看出,，此PFM控制電路的實(shí)現(xiàn)方式在輕負(fù)載下,，可以有效降低轉(zhuǎn)換器的損耗，提高運(yùn)行效率,。

　　應(yīng)用電路和仿真結(jié)果

　　應(yīng)用電路

　　此轉(zhuǎn)換器的外圍元件很少,，只有一個(gè)二極管、一個(gè)電感,、兩個(gè)電容,，應(yīng)用電路如圖4所示。

　　在正常工作情況下,，當(dāng)輸入電壓在0.9V～2.4V之間變化時(shí),，輸出電壓可以保持在1.8V～6.5V之間的任意值，實(shí)現(xiàn)了升壓DC／DC轉(zhuǎn)換,。

　　模擬仿真結(jié)果

　　此DC／DC轉(zhuǎn)換器在低電壓0.9V下就可以正常工作,；典型的輸入／輸出值為：VIN=2.4V，VOUT=3.3V,，模擬結(jié)果如圖5,、圖6所示。

　　從模擬結(jié)果可以看出,，當(dāng)負(fù)載變化時(shí),，DC／DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波動(dòng)范圍為±8mV，輸出電壓精度達(dá)到±0.3％,；而傳統(tǒng)升壓型PFM控制DC／Dc轉(zhuǎn)換器的輸入電壓一般都是大于1.2V時(shí)才可以穩(wěn)定工作,，輸出電壓波動(dòng)范圍一般為±50mY，輸出電壓精度約為±2％,?？梢姡疚乃O(shè)計(jì)的升壓型PFM控制DC／DC轉(zhuǎn)換器是一款低電壓,、可穩(wěn)定工作,，且輸出紋波很低、輸出電壓精度很高的DC／DC轉(zhuǎn)換器,。

　　結(jié)語

　　本文設(shè)計(jì)的升壓PFM控制DC／DC轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定工作時(shí),，在大范圍內(nèi)具有高的轉(zhuǎn)換效率、低的輸出紋波和高的輸出電壓精度,，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、功耗低，是一種具有較大使用價(jià)值的DC／DC轉(zhuǎn)換器,。