引言在設(shè)計便攜式設(shè)備和無線產(chǎn)品時,提高產(chǎn)品性能、延長電池工作時間是設(shè)計人員需要面對的兩個問題。DC-DC轉(zhuǎn)換器具有效率高、輸出電流大、靜態(tài)電流小等優(yōu)點,非常適用于為便攜式設(shè)備供電。目前DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計技術(shù)發(fā)展主要趨勢有：（1）高頻化技術(shù)：隨著開關(guān)頻率的提高,開關(guān)變換器的體積也隨之減小,功率密度也得到大幅提升,動態(tài)響應(yīng)得到改善。小功率DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率將上升到兆赫級。（2）低輸出電壓技術(shù)：隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的
引言
在設(shè)計便攜式設(shè)備和無線產(chǎn)品時,提高產(chǎn)品性能、延長
電池工作時間是設(shè)計人員需要面對的兩個問題。DC-DC轉(zhuǎn)換器具有效率高、輸出
電流大、靜態(tài)電流小等優(yōu)點,非常適用于為便攜式設(shè)備供電。目前DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計技術(shù)發(fā)展主要趨勢有：（1）高頻化技術(shù)：隨著
開關(guān)頻率的提高,開關(guān)變換器的體積也隨之減小,
功率密度也得到大幅提升,動態(tài)響應(yīng)得到改善。小功率DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率將上升到兆赫級。（2）低輸出電壓技術(shù)：隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的不斷發(fā)展,微處理器和便攜式
電子設(shè)備的工作電壓越來越低,這就要求未來的DC-DC變換器能夠提供低輸出電壓以適應(yīng)微處理器和便攜式電子設(shè)備的要求。
這些技術(shù)的發(fā)展對
電源芯片電路的設(shè)計提出了更高的要求。首先,隨著開關(guān)頻率的不斷提高,對于開關(guān)元件的性能提出了很高的要求,同時必須具有相應(yīng)的開關(guān)元件驅(qū)動電路以保證開關(guān)元件在高達兆赫級的開關(guān)頻率下正常工作。其次,對于電池供電的便攜式電子設(shè)備來說,電路的工作電壓低（以
鋰電池為例,工作電壓2.5～3.6V）,因此,電源芯片的工作電壓較低。
MOS管具有很低的導(dǎo)通電阻,消耗能量較低,在目前流行的高效DC－DC芯片中多采用MOS管作為功率開關(guān)。但是由于MOS管的寄生
電容大,一般情況下NMOS開關(guān)管的柵極電容高達幾十皮法。這對于設(shè)計高工作頻率DC－DC轉(zhuǎn)換器開關(guān)管驅(qū)動電路的設(shè)計提出了更高的要求。
在低電壓ULSI設(shè)計中有
多種CMOS、BiCMOS采用自舉升壓結(jié)構(gòu)的邏輯電路和作為大容性負載的驅(qū)動電路。這些電路能夠在低于1V電壓供電條件下正常工作,并且能夠在負載電容1～2pF的條件下工作頻率能夠達到幾十兆甚至上百兆赫茲。本文正是采用了自舉升壓電路,設(shè)計了一種具有大負載電容驅(qū)動能力的,適合于低電壓、高開關(guān)頻率升壓型DC－DC轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動電路。電路基于
Samsung AHP615 BiCMOS工藝設(shè)計并經(jīng)過Hspice仿真驗證,在供電電壓1.5V ,負載電容為60pF時,工作頻率能夠達到5MHz以上。
自舉升壓電路
自舉升壓電路的原理圖如圖1所示。所謂的自舉升壓原理就是,在輸入端IN輸入一個方波信號,利用電容Cboot將A點電壓抬升至高于V
DD的電平,這樣就可以在B端輸出一個與輸入信號反相,且高電平高于VDD的方波信號。具體工作原理如下。
當(dāng)VIN為高電平時,NMOS管
N1導(dǎo)通,PMOS管P1截止,C點電位為低電平。同時
N2導(dǎo)通,P2的柵極電位為低電平,則P2導(dǎo)通。這就使得此時A點電位約為VDD,電容Cboot兩端電壓UC≈VDD。由于N3導(dǎo)通,P4截止,所以B點的電位為低電平。這段時間稱為預(yù)充電周期。
