一种低电压启动电路和升压型转换器制造技术

本发明专利技术涉及电学领域，为了解决现有技术中电源电压低造成低电压启动成本高并且不可靠的问题，提供了一种低电压启动电路和升压型转换器，其中低电压启动电路包括：振荡器，用于产生开关所述转换单元的时钟信号；转换单元，用于实现输入电压－输出电压的转换；时钟升压单元，用于提升所述振荡器输出时钟信号的电压幅度，以驱动所述转换单元。升压型转换器利用低电压启动电路完成启动后，关闭启动电路并且调节转换器进入稳定的工作状态。本发明专利技术实施例的有益效果在于，可以快速提高输入的时钟信号电压幅度，使得低电压启动电路或者升压型转换器快速启动，并且结构简单，实现成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电学领域，特别涉及一种低电压启动电路和升压型转换器。
技术介绍
目前升压型转换器广泛应用到便携式产品中。通常便携产品的电源采用电池作为 电源供电，要求升压型转换器可以在更低工作电源稳定工作。如图1所示为现有技术中的升压型直流-直流转换器电路图。振荡器输出时钟信 号直接驱动开关管。通常的电池为1.2伏特电压，当电源电压在更低的条件下(例如低于 0. 7V)，开关管通常的开启电压在0. 65V到0. 7V，驱动源的高电平(0. 7V)无法开启或弱开启 开关管。系统上电后，从输入电源Vin转换并存储到输出端电容的能量小于在启动阶段整体 电路消耗的能量，造成输出端电容上的电压Vout无法持续升高，导致系统启动失败。随着升压型转换器的在低电压条件的应用增多，产品性能上要求升压型转换器的 启动电源电压Vin不超过0. 8V(甚至不超过0. 6V)。因此，如图1所示的现有技术采用振荡 器输出作为启动电路驱动源的方法无法满足对升压型转换器的应用需求。在美国专利号US5247239中提出了一种升压型转换器，当电源电压低于开关管开 启电压Vth时，开关管关断，无法对电感器充电，电感器无法储备能量并且无法向输出端释 放能量，输出电压Vout无法提升，导致系统失败。除了不支持更低电源电压下启动另外，为 了实现启动控制和反馈控制两个阶段的控制，系统分别对这两个工作阶段配置两套升压电 路(开关管，电感器和肖特基二极管构成的升压电路)，使用两个电感器和两个二极管，极 大增加了这个升压型转换器的应用成本。中国专利申请号200310123992公开了一种降低升压转换器的启动电压的方法， 该技术从降低升压转换器的启动电压角度入手，理论上将最小的启动电压降低到开关管开 启电压Vth附近。然而，当电源电压降低到开关管开启电压Vth以下，启动电路中的开关管 关断，无法对电感器充电，无法提升输出端电压，最终导致启动失败。该技术无法将启动所 需的电源电压更进一步降低，即降低到开关管开启电压Vth以下，实现系统的正常启动。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种低电压启动电路和升压型转换器，用于加快转换器电路启 动速度，并进一步降低启动电源电压。本专利技术实施例提出了 一种低电压启动电路，包括振荡器，转换单元，还包括时钟升 压单元；所述振荡器，用于产生开关所述转换单元的时钟信号；所述转换单元，用于实现输入电压-输出电压的转换； 所述时钟升压单元，用于提升所述振荡器输出时钟信号的电压幅度，以驱动所述 转换单元。 根据本专利技术实施例所述的一种低电压启动电路的一个进一步的方面，还包括电源4检测单元，用于检测启动时输入所述振荡器的电源电压是否小于预定的门限值，如果小于 所述门限值则启动所述时钟升压单元；否则关闭所述时钟升压单元，直接将所述振荡器输 出的时钟信号转换单元至所述转换单元。根据本专利技术实施例所述的一种低电压启动电路的再一个进一步的方面，所述低电 压启动电路的电源与所述输入电源或所述低电压启动电路的输出连接，所述低电压启动电 路的输出具有一个初始值。根据本专利技术实施例所述的一种低电压启动电路的另一个进一步的方面，所述时钟 升压单元包括电荷泵单元，电压钳位单元和门电路单元；所述电荷泵单元，用于将所述输入的时钟信号的电平幅度升高，从而提升所述时 钟信号的高电平幅度；所述电压钳位单元，用于检测电荷泵单元输出电压(Vcp)的电平，当Vcp大于根据 输入电源(Vin)的电压或输出电压Vout设定的电平幅度时，驱动所述门电路单元中的一个 下拉开关屏蔽输入电荷泵单元的所述时钟信号，使电荷泵单元停止升压；当所述Vcp小于 或者等于所述根据输入电源Vin的电压设定的电压电平幅度时，再恢复输入所述电荷泵单 元的时钟信号，使所述电荷泵单元重新启动；所述门电路单元，用于接收时钟信号。根据本专利技术实施例所述的一种低电压启动电路的另一个进一步的方面，所述门电 路单元接收的信号还包括选择信号，该选择信号为所述电源检测单元输入的启动或者关闭 所述时钟升压单元的信号，所述门电路单元根据该选择信号，停止或者恢复所述电荷泵对 所述时钟信号作升压变换。本专利技术实施例为了解决现有技术中的问题还提供了一种升压型转换器，包括反馈 控制单元，还包括低电压启动电路；所述低电压启动电路包括振荡器，用于产生开关所述转换单元的时钟信号；转换单元，用于导通或者关闭所述低电压启动电路的输出；时钟升压单元，用于提升所述振荡器输出时钟信号的电压，以输入所述转换单 元；所述反馈控制单元，用于实现所述低电压启动电路的输出，启动或者关闭所述低 电压启动电路，并利用所述低电压启动电路的输出向外界供电。根据本专利技术实施例所述的一种升压型转换器的一个进一步的方面，所述低电压启 动电路还包括电源检测单元，用于检测启动时输入所述振荡器的电源电压是否小于预定 的门限值，如果小于所述门限值则启动所述时钟升压单元；否则关闭所述时钟升压单元，直 接将所述振荡器输出信号转换单元输出至所述转换单元。根据本专利技术实施例所述的一种升压型转换器的再一个进一步的方面，所述低电压 启动电路的电源与所述输入电源或所述低电压启动电路的输出电压连接，所述低电压启动 电路的输出电压具有一个初始值。根据本专利技术实施例所述的一种升压型转换器的另一个进一步的方面，所述时钟升 压单元包括电荷泵单元，电压钳位单元和门电路单元；所述电荷泵单元，用于将所述输入的时钟信号的电平幅度升高，从而提升所述时钟信号的高电平幅度；所述电压钳位单元，用于检测电荷泵单元输出电压(Vcp)的电平，当Vcp大于根据 输入电源Vin的电压或输出电压Vout设定的电平幅度时，驱动所述门电路单元中的一个下 拉开关屏蔽输入电荷泵单元的所述时钟信号，使电荷泵单元停止升压；当所述Vcp小于或 者等于所述根据Vin设定的电压电平幅度时，再恢复输入所述电荷泵单元的时钟信号，使所 述电荷泵单元重新启动；所述门电路单元，用于接收时钟信号。根据本专利技术实施例所述的一种升压型转换器的另一个进一步的方面，所述门电路 单元接收的信号还包括选择信号，该选择信号为所述电源检测单元输入的启动或者关闭所 述时钟升压单元的信号，所述门电路单元根据该选择信号，停止或者恢复所述电荷泵对所 述时钟信号作升压变换。本专利技术实施例可以快速提高输入的时钟信号电压，使得低电压启动电路或者升压 型转换器快速启动，同时支持工作在更低电源电压下的升压型转换器，并且结构简单，实现 成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的升压型直流_直流转换器电路图；图2为本专利技术实施例一种低电压启动电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例一种升压型转换器的结构示意图；图4为本专利技术实施例一种升压型转换器的另一结构示意图；图5a所示为本专利技术实施例时钟升压单元结构示意图；图5b为图5a时钟升压单元125的实施例的时序图；图6为本专利技术实施例电荷泵单元结构示意图；图7为本专利技术实施例中时钟升压单元中的电压钳位单元的结构示意图；图8为本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低电压启动电路，包括振荡器，转换单元，其特征在于还包括时钟升压单元；所述振荡器，用于产生开关所述转换单元的时钟信号；所述转换单元，用于输入电源的电压到所述低电压启动电路输出的电压的转换；所述时钟升压单元，用于提升所述振荡器输出时钟信号的电压幅度，以驱动所述转换单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣磊，王晶，肖娟，
申请(专利权)人：瑞萨电子中国有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]