当前消费类电子产品的巨大市场和发展潜力,使采用电池供电的
便携式产品的小
功率、低功耗、高效率、小体积、轻重量的直流电平转换器(DC/DC Converter)发展迅猛。对于许多应用于便携式产品中的电子系统,如彩色
LCD显示屏、手机背光屏等,DC/DC是其非常理想的
电源转换器件。
本文基于2μm 15V双极型工艺设计了一种电流控制型PFM Boost DC-DC
开关变换器芯片,通过采用低反馈电阻技术减小外部反馈电阻的损耗,并采用负载电流反馈技术调节系统占空比以减小系统稳态时输出电压电流
纹波系数。芯片采用Fixed-On-Time控制方式,当整个系统稳态时处于Boost PFM的不连续导通模式(DCM),而这种工作模式具有天然的稳定性。
1 、电路系统结构设计 系统采用如图1所示典型的电流控制型PFM Boost DC-DC 变换器拓扑结构,虚线框内为芯片原理框图,框外为外围器件连接示意图。其中,STDN为芯片的使能端,低电平时关断整个芯片以降低静态功耗;SENSE为输出电压反馈采样端;VFB为负载电流反馈采样端;DRIVE为外部功率开关控制端;基准电压通过电阻分压产生A2比较器的参考电压VRA2;A1比较器的参考电压为VRA1;A1和A2通过一个二端与非门控制一个暂稳态为1.7μs单稳态电路;输出级DRIVE
驱动外部功率管QT。

系统将工作在两个状态:连续导通模式(CCM)和不连续导通模式(DCM)。VIN上电,STDN置高电平,基准源为A2比较器提供的比较参考电压为VRA2。由于系统刚启动,A1、A2输出高电平,单稳态电路不触发,输出高电平,外部功率管QT导通。当VSENSE>VRA1,A1输出低电平,单稳态电路触发,DRIVE电压迅速被拉低,开始给外部C2充电,在RS2两端电压未达到A2比较参考电压前,系统将重复上述过程,系统工作在连续导通模式。当RS2两端电压超过A2比较电压VRA2时,A2比较器输出低电平,单稳态电路触发,外部功率管关断,从此时起1.7μs内L给C2充电,当L放完电后,C2开始放电,致使RS2两端电压仍然超过A2比较电压,A2输出低电平,单稳态电路持续输出低电平,外部功率管继续处于关断状态,系统工作在不连续导通模式。系统启动升压为连续导通模式,进入稳态后系统为不连续导通模式。