引言
各種由電池供電的電子產(chǎn)品，如手提電腦,、手機,、數(shù)碼相機,、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。它的實現(xiàn)及控制方式也多種多樣,，但輸出精度,、轉(zhuǎn)換效率、啟動電壓等是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)動電路對開關(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,，包括基準電壓源,、誤差比較器、運放,、PFM控制電路,、MOSFET限流保護電路、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：當外部輸入電壓VOUT≥0.9V時,，轉(zhuǎn)換器開始正常工作,，電路內(nèi)部產(chǎn)生一個基準電壓，這個電壓與外部實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,。當輸出電壓低于額定值時，誤差放大器CM輸出高電平,，PFM控制電路正常工作,，產(chǎn)生一個脈沖信號控制大功率MOS管M不斷導通和截止，使輸出電壓上升,。隨著輸出電壓不斷上升,，超過額定值時，誤差放大器的輸出發(fā)生跳轉(zhuǎn),，變?yōu)榈碗娖?，控制PFM電路停振,，使輸出電壓保持恒定。當對外提供負載,，輸出電壓低于額定值時,，誤差放大器的輸出又發(fā)生跳轉(zhuǎn)，恢復為高電平,，控制PFM電路恢復正常工作,，產(chǎn)生脈沖信號控制M不斷導通和截止，重復開始的過程,，從而實現(xiàn)了在DC／Dc轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定工作時,，輸出電壓保持在額定值。其中,，利用運放OM輸出對PFM電路的控制,，可以根據(jù)負載大小自動地切換占空比系數(shù)(輕負載時占空比為58％，高負載時占空比為76%),，使轉(zhuǎn)換器在輕負載情況下減小了動態(tài)功耗,，提高了轉(zhuǎn)換效率。
PFM控制電路的實現(xiàn)
PFM控制電路是由有多個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為運放OM的輸出,。protect為過流保護的輸出，當M電流超過預定值時,，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,，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控制電路的實現(xiàn)方式在輕負載下，可以有效降低轉(zhuǎn)換器的損耗,，提高運行效率,。
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，只有一個二極管,、一個電感,、兩個電容，應(yīng)用電路如圖4所示,。
在正常工作情況下,，當輸入電壓在0.9V～2.4V之間變化時,，輸出電壓可以保持在1.8V～6.5V之間的任意值，實現(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,，當負載變化時，DC／DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓波動范圍為±8mV,，輸出電壓精度達到±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時才可以穩(wěn)定工作，輸出電壓波動范圍一般為±50mY,，輸出電壓精度約為±2％,。可見,，本文所設(shè)計的升壓型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)計的升壓PFM控制DC／DC轉(zhuǎn)換器穩(wěn)定工作時，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)簡單、功耗低,，是一種具有較大使用價值的DC／DC轉(zhuǎn)換器,。