各種便攜式電子產(chǎn)品，如照相機(jī)、攝像機(jī)、手機(jī)、筆記本電腦、多媒體播放器等都需要DC-DC變換器等電源管理芯片。這類便攜式設(shè)備一般使用電池供電，總能量有限，因此，電源芯片需要最大限度地降低工作電壓，延長(zhǎng)電池的使用壽命。傳統(tǒng)DC-DC的工作電壓一般都在1.0 V以上，本文設(shè)計(jì)了一種DC-DC升壓型開(kāi)關(guān)電源的低壓?jiǎn)?dòng)電路，啟動(dòng)電壓降低至0.8 V，該電路采用兩個(gè)在不同電源電壓范圍內(nèi)工作頻率較穩(wěn)定的振蕩器電路，利用電壓檢測(cè)模塊進(jìn)行合理的切換，解決了低輸入電壓下電路無(wú)法正常工作的問(wèn)題，并在0.5μm CMOS工藝庫(kù)（ VthN = 0.72 V， VthP = -0.97 V）下仿真。仿真結(jié)果表明，在0.8 V低輸入電壓時(shí)，通過(guò)此升壓型開(kāi)關(guān)電源，可以將VDD升高至3.3 V.
　　電路整體示意圖
　　DC-DC升壓型開(kāi)關(guān)電源在低輸入電壓下工作，利用控制電路導(dǎo)通和關(guān)斷功率管，在功率管導(dǎo)通時(shí)，電感儲(chǔ)存能量；當(dāng)功率管關(guān)斷時(shí)，電感釋放能量，對(duì)輸出電容充電，輸出電壓升高。當(dāng)輸入電源低至1. 0 V以下，如果DC-DC芯片的驅(qū)動(dòng)電壓取自輸入電源，芯片內(nèi)部電路就不能正常工作，DC-DC便無(wú)法啟動(dòng)；如果DC-DC芯片的驅(qū)動(dòng)電壓取自輸出電壓，同樣，芯片根本無(wú)法啟動(dòng)及進(jìn)行任何升壓動(dòng)作。本文針對(duì)輸入電源電壓變化范圍較大，在考慮商業(yè)成本的情況下，設(shè)計(jì)了2個(gè)振蕩器電路：主振蕩器和輔助振蕩器。輔助振蕩器靠輸入電壓供電，0. 8 V即能起振，在V DD升至1.9 V以前控制功率管的導(dǎo)通與關(guān)斷，使V DD逐步抬升。主振蕩器靠輸出電壓即VDD供電，在VDD升至1.9 V以后以一個(gè)較穩(wěn)定的頻率工作，抬升并維持輸出電壓。電路的整體示意圖如圖1所示。該電路包括主振蕩器、輔助振蕩器以及它們的切換電路、帶隙基準(zhǔn)電路、PWM比較器、過(guò)壓保護(hù)電路、過(guò)流保護(hù)電路等。
　　
　　圖1 DC-DC升壓型開(kāi)關(guān)電源芯片的整體示意圖
　　主振蕩器的設(shè)計(jì)
　　本文所設(shè)計(jì)的主振蕩器采用如圖2所示的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)。VC1， VC2分別為過(guò)壓保護(hù)電路，PWM比較器的輸出信號(hào)，MP10和MP11為帶隙基準(zhǔn)提供的鏡像電流，合理的控制鏡像電流和電容C1 ， C2的大小，即能夠使主振蕩器在1. 9~ 8 V的V DD區(qū)間輸出350 kHz左右較穩(wěn)定的振蕩頻率。
　　
　　圖2主振蕩器電路輔助振蕩器的設(shè)計(jì)
　　輔助振蕩器電路采用環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，它利用亞閾值導(dǎo)通的原理，使得起振電壓降至0. 8 V，但是這個(gè)輔助振蕩器在0. 8~ 1. 9 V的VDD區(qū)間里頻率變化很大，會(huì)在電路啟動(dòng)階段造成很大的浪涌電流，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。