[发明专利]一种快速升压电路及其控制方法

权利要求书

1.一种快速升压电路，其特征在于，包括比较器A1、NMOS管MN1、PMOS管MP1、D触发器D1和D2、电源VIN、电感L1、contrl模块：

所述电源VIN的第一端与电感L1相连接，第二端接地；

所述电感L1的第二端与NMOS管MN1的漏极以及PMOS管MP1的漏极连接；

所述NMOS管MN1的源极与地连接，栅极连接与门G1的输出端；

所述PMOS管MP1的源极连接输出电容Co、负载R_L以及电阻R1，栅极连接与门G2的输出端；电阻R1通过电阻R2接地；

所述contrl模块的输入端in1连接电阻R1与R2之间的分压信号FB，输入端in2为电感L1的电感电流I_L的感应信号，输出端out0分别与D触发器D1和D2的复位端rst连接，输出端out1与与门G1输入端连接，输出端out2与与门G2输入端连接，输出端out3与D触发器D1的时钟信号CK连接；contrl模块根据输出电压分压信号FB以及电感电流I_L感应信号于输出端out1输出占空比信号dn，于输出端out2输出占空比信号dp，并且当电感电流I_L为零时于输出端out3输出高脉冲的信号IS；

所述D触发器D1的时钟信号CK与contrl模块的输出端out3连接，数据输入信号D端与地连接，输出端Q与比较器A1的使能端EN连接；当EN为低电平时，比较器A1输出高电平；

所述D触发器D2的时钟信号CK与比较器A1输出端连接，数据输入信号D端与电源VIN连接，输出端Q分别与与门G1，G2的输入端连接；

所述比较器A1反向输入端与电源VIN连接，同向输入端与b倍的输出电压Vo连接，输出端与D触发器D2的时钟信号CK连接；

所述输出电容Co的一端与PMOS管MP1的源极、负载R_L以及电阻R1连接，另一端与地连接；所述负载R_L的一端与PMOS管MP1的源极、输出电容Co以及电阻R1连接，另一端与地连接；

所述电阻R1的一端与PMOS管MP1的源极、负载R_L以及输出电容Co连接，另一端与电阻R2以及contrl模块输入端in1连接；

所述PMOS管MP1的源极和漏极之间连接有二极管D，所述二极管D为所述PMOS管MP1的寄生二极管。

2.一种基于权利要求1所述的快速升压电路的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、电路上电启动，上电复位，PMOS管MP1与NMOS管MN1都关断，电源VIN与电感L1、二极管D、输出电容Co以及负载R_L构成振荡回路；

步骤2、电源VIN上电后，b倍的输出电压b×V_O小于电源VIN的电压V_IN，比较器A1输出vc为低电平，通过门组合电路得到dn与dp都为低电平，则NMOS管MN1处于关断状态，而PMOS管MP1处于导通状态；

步骤3、当NMOS管MN1处于关断状态，PMOS管MP1处于导通状态，电压V_IN与电感L1、MP1、输出电容Co以及负载构成振荡回路；

步骤4、由于输出电容Co的存在，输出电压从零开始上升，上电时，SW为低电平，因此电感L1两端的电压在上电时等于V_IN，随着输出电压Vo的增大，电感L1两端的电压减小到零；其中SW为电感L1、NMOS管MN1的漏极、PMOS管MP1的漏极三端的连接点；

步骤5、电感L1两端的电压始终为正电压，因此流经电感L1的电流一直在增大；当电感L1两端的电压为负时，电感L1的电流开始降低，即输出电压大于输入电压，电感电流开始下降；

步骤6、随着输出电压Vo的增加，当b×Vo大于V_IN时，比较器A1的输出vc跳变为高电平，D触发器D2出现有效时钟信号，由于D触发器D2的数据输入信号D端为固定高电平，D触发器D2的输出端Q锁存为高电平，电路退出振荡模式，电路进入传统工作模式。