一种升压型DC-DC转换器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种升压型DC-DC转换器，所述电源Vin的正负极之间依次串联有电感L、续流二极管D、负载电阻R1～R4和负载电阻R0，所述电源Vin的负极还接地；所述脉冲宽度调制式控制器的Q端与开关管M的栅极连接，detecte1检测端与负载电阻R3的后端连接，detecte2检测端与开关管M的源级连接后与负载电阻R4的后端连接；开关管M的漏极与电感L的后端连接；本实用新型专利技术的转换器具有很高的转换效率、低工作电压、欠电流与过电流检测和节电模式控制等特性；通过带隙基准电压源对转换器内部工作点提供偏置，大大地提高了系统的稳定性，提高了抗电源电压波动，温度的变化以及噪声引起的干扰的抑制。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电学领域，具体涉及一种升压型DC-DC转换器。
技术介绍
直流稳压电源也叫DC-DC转换器、开关电源或开关调整器。直流稳压电源作为电源系统的一个分支，广泛应用于通信、计算机、家用电器等领域中。稳压电源分为线性稳压源和开关稳压源两大类。线性稳压源的主要特点是调整管工作在线性放大状态，具有稳定度高、可靠性好、成本较低等优点，缺点是转换效率低，功耗大、体积大，限制了线性稳压电源的应用。开关电源被称为高效节能电源，近年来，随着电子器件、电磁材料、电压变换技术的快速发展，开关电源技术得到了相当大的突破，已经可以逐渐替代线性稳压电源，成为稳压电源的主流产品。开关电源转换效率较低，内部关键元器件工作在高频开关状态，系统的稳定性差，抗电源电压波动能力低，且不具备欠电流与过电流检测及控制能力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种升压型DC-DC转换器。本技术通过以下技术方案得以实现。本技术提供的一种升压型DC-DC转换器，包括电源Vin、电感L、续流二极管D、滤波电容C、负载电阻R0～R4、脉冲宽度调制式控制器和开关管M；所述电源Vin的正负极之间依次串联有电感L、续流二极管D、负载电阻R1～R4和负载电阻R0，所述电源Vin的负极还接地；所述脉冲宽度调制式控制器的Q端与开关管M的栅极连接，detecte1检测端与负载电阻R3的后端连接，detecte2检测端与开关管M的源级连接后与负载电阻R4的后端连接；开关管M的漏极与电感L的后端连接；所述滤波电容C与负载电阻R1～R4并联；所述负载电阻R1和负载电阻R2之间、负载电阻R2和负载电阻R3之间分别设置有电压输出端Vout1、Vout2。所述脉冲宽度调制式控制器包括误差运算放大器A、主比较器C1、欠流比较器C2、过流比较器C3、逆变器inv1、锯齿波发生器U1、同或门XNOR1～XNOR2、与门AND1～AND3、或门OR1～OR2、RS触发器U2、驱动电路drive和软启动电路soft-start，误差运算放大器A、主比较器C1、欠流比较器C2、过流比较器C3和锯齿波发生器U1的使能端en均与使能信号端enable连接；误差运算放大器A的正输入端与标准电压Vref1端连接，负输入端与detecte1检测端连接，输出端与主比较器C1的负输入端连接；主比较器C1的正输入端与锯齿波发生器U1的信号输出端连接，输出端通过逆变器inv1与与门的一个输入端连接；主比较器C1的输出端还与与门AND2的一个输入端连接；锯齿波发生器U1的1脚和2脚分别与VIn1端和VIn2端连接。欠流比较器C2的正输入端、过流比较器C3的负输入端均与detecte2检测端连接，欠流比较器C2的负输入端与标准电压Vref2端连接，过流比较器C3的正输入端悬空；欠流比较器C2的输出端分别与同或门XNOR1的B端、同或门XNOR2的B端和或门OR2的一个输入端连接，过流比较器C3的输出端分别与同或门XNOR1的A端、同或门XNOR2的A端和或门OR1的一个输入端连接。同或门XNOR1的输出端与与门AND1的另一输入端连接，同或门XNOR2的输出端与与门AND2的另一输入端连接；与门AND1的输出端与或门OR1的另一个输入端连接，与门AND2的输出端与或门OR2的另一个输入端连接，或门OR1和或门OR2的输出端分别与RS触发器U2的S端和R端连接，RS触发器U2的输出端与与门AND3的一个输入端连接；与门AND3的另一输入端通过软启动电路soft-start与使能信号enable端连接，输出端通过驱动电路drive与脉冲宽度调制式控制器的输出端Q连接。所述主比较器A包括开关管M1～M13和逆变器inv2，开关管M5、M6、M8和M10的源级均与电源Vdd端连接，开关管M5和M6的栅极均与偏置电流Bias端连接；开关管M5的漏极分别与开关管M1和M2的源级连接；开光M1和M2的栅极分别与电源Vin+和Vin-连接，开关管M1的漏极分别与开关管M12的漏极、开关管M3的漏极和栅极连接，开关管M3的栅极还与开关管M4的栅极连接。开关管M4的漏极分别与开关管M2的漏极、开关管M7的栅极连接；开关管M7的漏极、开关管M6的漏极、开关管M8的栅极和开关管M9的栅极相连；开关管M9的漏极、开关管M8的漏极、开关管M10的栅极和开关管M11的栅极相连；开关管M10的漏极分别与开关管M11和M13的漏极连接后与电压输出端Vout3连接；使能信号enable与逆变器inv2的信号输入端连接，逆变器inv2的信号输出端分别与开关管M12和M13的栅极连接；开关管M12、M3、M4、M7、M9、M11和M13的源级均接地。所述欠流比较器C2包括开关管M14～M17和运算放大器B，开关管M16和M17的源级均与电源Vdd端连接，栅极均与偏置电流Bias端连接，开关管M16的漏极分别与开关管M14的源级和运算放大器B的正输入端连接，开关管M17的漏极分别与开关管M15的源级和运算放大器B的负输入端连接；运算放大器B的输出端与欠流比较器C2的输出端Vout4连接；开关管M14的栅极与电源Vin+端连接，漏极与开关管M15的漏极连接，开关管M15的栅极接地。本技术的有益效果在于：提供了一种高转换效率、低输出纹波的升压型DC-DC转换器，该转换器具有很高的转换效率、低工作电压、欠电流与过电流检测和节电模式控制等特性；通过带隙基准电压源对转换器内部工作点提供偏置，大大地提高了系统的稳定性，提高了抗电源电压波动，温度的变化以及噪声引起的干扰的抑制；并采用0.25μm的CMOS工艺，其转换效率可达到90％以上，在输入电压为2.5V的条件下，输出电压为标准的3.3V和5V。附图说明图1是本技术的电路图；图2是图1中脉冲宽度调制式控制器的电路图；图3是图2中主比较器的电路图；图4是图2中欠流比较器的电路图；图5是图3中主比较器的灵敏度分析仿真图；图6是图4中欠电流比较器的灵敏度分析仿真图；图7是图1的仿真结果图。具体实施方式下面进一步描述本技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1～图7所示的一种升压型DC-DC转换器，包括电源Vin、电感L、续流二极管D、滤波电容C、负载电阻R0～R4、脉冲宽度调制式控制器和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种升压型DC‑DC转换器，包括电源Vin、电感L、续流二极管D、滤波电容C、负载电阻R0～R4、脉冲宽度调制式控制器和开关管M，其特征在于：所述电源Vin的正负极之间依次串联有电感L、续流二极管D、负载电阻R1～R4和负载电阻R0，所述电源Vin的负极还接地；所述脉冲宽度调制式控制器的Q端与开关管M的栅极连接，detecte1检测端与负载电阻R3的后端连接，detecte2检测端与开关管M的源级连接后与负载电阻R4的后端连接；开关管M的漏极与电感L的后端连接；所述滤波电容C与负载电阻R1～R4并联；所述负载电阻R1和负载电阻R2之间、负载电阻R2和负载电阻R3之间分别设置有电压输出端Vout1、Vout2。

【技术特征摘要】
1.一种升压型DC-DC转换器，包括电源Vin、电感L、续流二极
管D、滤波电容C、负载电阻R0～R4、脉冲宽度调制式控制器和开关
管M，其特征在于：所述电源Vin的正负极之间依次串联有电感L、续
流二极管D、负载电阻R1～R4和负载电阻R0，所述电源Vin的负极还
接地；所述脉冲宽度调制式控制器的Q端与开关管M的栅极连接，
detecte1检测端与负载电阻R3的后端连接，detecte2检测端与开关管M
的源级连接后与负载电阻R4的后端连接；
开关管M的漏极与电感L的后端连接；所述滤波电容C与负载电
阻R1～R4并联；所述负载电阻R1和负载电阻R2之间、负载电阻R2和
负载电阻R3之间分别设置有电压输出端Vout1、Vout2。
2.如权利要求1所述的升压型DC-DC转换器，其特征在于：所述
脉冲宽度调制式控制器包括误差运算放大器A、主比较器C1、欠流比
较器C2、过流比较器C3、逆变器inv1、锯齿波发生器U1、同或门
XNOR1～XNOR2、与门AND1～AND3、或门OR1～OR2、RS触发器U2、
驱动电路drive和软启动电路soft-start，误差运算放大器A、主比较器
C1、欠流比较器C2、过流比较器C3和锯齿波发生器U1的使能端en均
与使能信号端enable连接；误差运算放大器A的正输入端与标准电压
Vref1端连接，负输入端与detecte1检测端连接，输出端与主比较器C1
的负输入端连接；主比较器C1的正输入端与锯齿波发生器U1的信号
输出端连接，输出端通过逆变器inv1与与门的一个输入端连接；主比
较器C1的输出端还与与门AND2的一个输入端连接；
锯齿波发生器U1的1脚和2脚分别与VIn1端和VIn2端连接；
欠流比较器C2的正输入端、过流比较器C3的负输入端均与
detecte2检测端连接，欠流比较器C2的负输入端与标准电压Vref2端连

\t接，过流比较器C3的正输入端悬空；欠流比较器C2的输出端分别与
同或门XNOR1的B端、同或门XNOR2的B端和或门OR2的一个输入端
连接，过流比较器C3的输出端分别与同或门XNOR1的A端、同或门
XNOR2的A端和或门OR1的一个输入端连接；
同或门XNOR1的输出端与与门AND1的另一输入端连接，同或门
XNOR...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊中刚，
申请(专利权)人：遵义师范学院，
类型：新型
国别省市：贵州;52