[发明专利]一种升压变换电路

说明书

提出一种通过两级变换实现高升压变比直流升压变换的方法和电路，第一级升压电路的开关支路由两个MOS晶体管级联组成，通过比较输出电压与预设偏置电压产生关断信号以控制其通断；电路启动时第一级升压电路工作，输出电压升高后第一级电路受关断信号作用断开，同时第二升压电路开始提供稳定的高输出电压。

技术领域

本发明涉及直流-直流电压变换电路。

背景技术

一般升压电路如图1所示，开关T周期性的导通或关断，假设开关周期为T_S，其中开关导通时间t_on为DT_S，开关关断时间t_off为(1-D)T_S，这里0D1。则开关输出电压为，

通过调节占空比D可以得到所需要的输出电压。

当开关信号或输入电压比较低时，需要采用低阈值的MOS管作为开关器件，但低阈值的MOS由于栅氧化层厚度与衬底掺杂浓度比较小，使得其耐受电压低，因此不能获得高的输出电压和升压变比。为了获得高的输出电压，需要使用耐受电压高的开关MOS管，但这样的器件的栅氧化层厚度与衬底掺杂浓度都比较大，阈值电压会增加，使得低输入电压时电路的启动困难。

本发明提出一种新型的两级直流升压变换电路，可以在低输入电压条件下获得高的输出电压与电压变比。

发明内容

升压电路是一种常用的直流电压变换电路，但是当输出电压或升压变比较高时需要开关管具有较大的耐受电压，大的耐受电压所需的器件结构与掺杂浓度会引起高的阈值电压，使得电路的启动困难，为了解决此问题，本发明提出一种新型的两级直流升压变换电路。

本发明提出一种高升压变比直流升压变换方法，第一级升压电路的开关支路由低阈值MOS晶体管构成，同时该开关支路的工作受到关断信号控制，当输出电压低时该关断信号使得第一级开关支路正常工作，当输出电压高时该关断信号使得第一级开关支路关断；输出电压与预设参考电压作为差分对栅极的两个偏置电压，当输出电压改变时，差分对尾电流源中的电流在两个差分对中的电流分配关系改变，引起晶体管负载压降改变，晶体管的漏极所输出的关断信号电压随之变化，引起第一级开关支路通断状态的改变；第二级升压电路的开关支路由耐受电压高的高阈值电压MOS晶体管构成，第二级升压电路的开关支路的控制信号由电平移位电路产生，开关控制脉冲连接到电平移位电路输入端，电平移位电路输出端连接到第二级开关管的控制栅极，当输出电压在第一级升压电路作用下升高时，电平移位电路的输出电压升高，从而可以控制第二级开关支路高阈值电压开关MOS管的通断。

本发明提出一种高升压变比直流升压变换电路，所述电路包括第一级升压电路110，第二级升压电路130，电平移位电路120，关断信号产生电路140。

上述高升压变比直流升压变换电路中的第一级升压电路，电感L₁一侧与输入电压连接，另一侧与开关支路及二极管D₁的正极连接；开关支路由两个晶体管M₈与M₉级联，其中晶体管M₉的栅极连接开关控制脉冲信号，晶体管M₉的漏极与晶体管M₈的源极连接，晶体管M₈的栅极与关断电路140输出的关断信号V_sw1连接，晶体管M₈的漏极与电感L₁和二极管D₁的公共端连接；二极管D₁的负极与输出电容C₁和电阻R_L的一个公共端连接，输出电容C₁和电阻R_L并联，另外一个公共端接地。