[发明专利]一种BOOST型DC-DC转换器的电源切换电路

说明书

技术领域

本发明属于开关电源领域，尤其涉及一种BOOST型DC-DC转换器的电源切换电路。

背景技术

单片BOOST型DC-DC转换器广泛的应用于便携式电子设备中，采用流行的非隔离功率级拓扑结构，其输出电压总是比输入电压高，且极性相同。随着电子设备电源电压的降低，有的甚至低于0.5V，这对单片BOOST型DC-DC转换器的设计提出了挑战。

当BOOST型DC-DC转换器的输入电压大于2V以上时，电路内部模块一般是采取直接把输入电压作为电源电压。当BOOST型DC-DC转换器的输入电压较低时（小于2V），该输入电压无法直接作为开关电源芯片内部电路模块正常工作的电源电压。目前主要采取输入电压和输出电压分段供电的方法，但是现有BOOST型DC-DC转换器从启动到正常工作过程中存在过渡不够平稳的现象，且其启动性能和效率也有很大的缺点。

可见，在BOOST型DC-DC转换器从启动到正常工作时，电源切换电路的性能就非常关键，如果切换过渡不够平稳，引起浪涌电流，就会极大的影响BOOST型DC-DC转换器启动性能。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题提供一种BOOST型DC-DC转换器的电源切换电路，提高单片低压BOOST型DC-DC转换器的启动性能，使其从启动到正常工作过程平稳过渡，提高了效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种BOOST型DC-DC转换器的电源切换电路，共栅连接的第一PMOS管和第二PMOS管；所述第一PMOS管的源极与输入电压连接，栅极与其漏极相连，漏极分别与第一NMOS管和第五NMOS管的漏极相连；

第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管以及第四NMOS管组成电流镜，其栅极和源极分别与偏置电压端和地相连，第五NMOS管的源极与第二NMOS管的漏极相连，第五NMOS管的栅极与缓冲器的输出端相连；

第二PMOS管的源极分别与输出电压、第三PMOS管的源极和第四PMOS管的源极相连，第二PMOS管的漏极分别与第三NMOS管的漏极、第一电容的一端及第一反相器的输入端连接，第一电容另一端接地；

第一反相器的输出端与第三PMOS管的栅极连接，缓冲器的输入端、第四NMOS管漏极、第三PMOS管的漏极分别与第四PMOS管的栅极和第二反相器的输入端相连，第二反相器的输出端与第五PMOS管的栅极相连，第五PMOS管的源极与输入电压相连，第四PMOS管和第五PMOS管漏极分别与电源切换电路输出电压和第二电容的一端相连，第二电容的另一端接地。

所述的输入电压与输出电压通过共栅形式连接的第一PMOS管和第二PMOS管进行比较：

当输出电压小于输入电压时，第二PMOS管的源漏电流小于第一PMOS管的源流电流，也就小于第三NMOS管的源漏电流，此时第三NMOS管进入线性区，第三NMOS管的漏极电位为低电平；从而第四PMOS管导通，输出电源切换电路输出电压等于输入电压；

当输出电压高过输入电压时，第二PMOS管的源漏电流大于第一PMOS管的源漏电流，也就大于第三NMOS管的源漏电流，此时第二PMOS管进入线性区，第三NMOS管的漏极电位为为高电平；从而第五PMOS管导通，输出电源切换电路输出电压等于输出电压。

所述的缓冲器与第五NMOS管构成正反馈回路，以提高电源切换电路的转换速度。

所述的缓冲器的电源电压为输入电压，第一反相器的电源电压为输出电压；第二反相器的电源电压为电源切换电路输出电压。

所述的偏置电压端是由低压偏置生成电路输出的，低压偏置生成电路包括：

由电阻、第六NMOS管构成的与输入电压相连接的初始偏置电流产生电路，并由第七NMOS管镜像提供给第六PMOS管，以及由第九NMOS管、第十NMOS管、第二电阻构成的峰值电流镜；第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS、第九PMOS管还构成电流源，电流源中各PMOS管宽长比相等；第八NMOS管起负反馈作用，减小输入电压对偏置电压VBIAS的影响。

所述的低压偏置生成电路的构成为：

第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管以及第九PMOS管的栅极分别与第六PMOS管的漏极相连，第六PMOS管的源极分别与输入电压和电阻一端相连，电阻的另一端分别与第六NMOS管和第八NMOS管的漏极以及第三电容相连；