各種便攜式電子產(chǎn)品，如照相機、攝像機、手機、筆記本電腦、多媒體播放器等都需要DC-DC變換器等電源管理芯片。這類便攜式設(shè)備一般使用電池供電，總能量有限，因此，電源芯片需要最大限度地降低工作電壓，延長電池的使用壽命。傳統(tǒng)DC-DC的工作電壓一般都在1.0 V以上，本文設(shè)計了一種DC-DC升壓型開關(guān)電源的低壓啟動電路，啟動電壓降低至0.8 V，該電路采用兩個在不同電源電壓范圍內(nèi)工作頻率較穩(wěn)定的振蕩器電路，利用電壓檢測模塊進行合理的切換，解決了低輸入電壓下電路無法正常工作的問題，并在0.5μm CMOS工藝庫（ VthN = 0.72 V， VthP = -0.97 V）下仿真。仿真結(jié)果表明，在0.8 V低輸入電壓時，通過此升壓型開關(guān)電源，可以將VDD升高至3.3 V.
　　電路整體示意圖
　　DC-DC升壓型開關(guān)電源在低輸入電壓下工作，利用控制電路導通和關(guān)斷功率管，在功率管導通時，電感儲存能量；當功率管關(guān)斷時，電感釋放能量，對輸出電容充電，輸出電壓升高。當輸入電源低至1. 0 V以下，如果DC-DC芯片的驅(qū)動電壓取自輸入電源，芯片內(nèi)部電路就不能正常工作，DC-DC便無法啟動；如果DC-DC芯片的驅(qū)動電壓取自輸出電壓，同樣，芯片根本無法啟動及進行任何升壓動作。本文針對輸入電源電壓變化范圍較大，在考慮商業(yè)成本的情況下，設(shè)計了2個振蕩器電路：主振蕩器和輔助振蕩器。輔助振蕩器靠輸入電壓供電，0. 8 V即能起振，在V DD升至1.9 V以前控制功率管的導通與關(guān)斷，使V DD逐步抬升。主振蕩器靠輸出電壓即VDD供電，在VDD升至1.9 V以后以一個較穩(wěn)定的頻率工作，抬升并維持輸出電壓。電路的整體示意圖如圖1所示。該電路包括主振蕩器、輔助振蕩器以及它們的切換電路、帶隙基準電路、PWM比較器、過壓保護電路、過流保護電路等。
　　
　　圖1 DC-DC升壓型開關(guān)電源芯片的整體示意圖
　　主振蕩器的設(shè)計
　　本文所設(shè)計的主振蕩器采用如圖2所示的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)。VC1， VC2分別為過壓保護電路，PWM比較器的輸出信號，MP10和MP11為帶隙基準提供的鏡像電流，合理的控制鏡像電流和電容C1 ， C2的大小，即能夠使主振蕩器在1. 9~ 8 V的V DD區(qū)間輸出350 kHz左右較穩(wěn)定的振蕩頻率。
　　
　　圖2主振蕩器電路輔助振蕩器的設(shè)計
　　輔助振蕩器電路采用環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)，它利用亞閾值導通的原理，使得起振電壓降至0. 8 V，但是這個輔助振蕩器在0. 8~ 1. 9 V的VDD區(qū)間里頻率變化很大，會在電路啟動階段造成很大的浪涌電流，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。