CN207994931U

CN207994931U - 带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器

Info

Publication number: CN207994931U
Application number: CN201820556515.3U
Authority: CN
Inventors: 林浩; 张成凤; 王鑫
Original assignee: Chengdu Silicon Core Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Silicon Core Technology Co Ltd
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2018-10-19
Anticipated expiration: 2028-04-19

Abstract

本实用新型公开了带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，包括boost芯片IC1及与boost芯片IC1相连接的外围电路，所述外围电路包括限流电路、输出整流电路、开关管电路、反馈电路、补偿电路、软启动电路、输入电路及输出电路，输入电路与限流电路和boost芯片IC1相连接，限流电路、输出整流电路、开关管电路通过boost芯片IC1的SW脚共接，boost芯片IC1的COMP脚通过补偿电路接地，输出整流电路的输出侧与地之间连接反馈电路和输出电路，反馈电路与boost芯片IC1的FB脚相连接，boost芯片IC1的SS脚通过软启动电路接地。

Description

带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器

技术领域

本实用新型涉及电源变换器技术领域，具体的说，是带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器。

背景技术

如今，便携式电子设备已广泛应用于生活，工业等诸多领域，大部分便携式电子设备都采用电池供电，其中某些设备需要远高于电池电压的供电电压，因此升压型变换器拥有广阔的技术前景。

目前，虽然一些升压型变换器具备软启动功能以防止输出电压产生过冲，频率补偿功能提升环路稳定性，但其软启动时间均为内部设置，不利于用户自行调节。此外一般升压型变换器通过内部补偿环路提高稳定性，难以实现多种条件下对环路的动态设置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，使用户可自定义软启动时间实现可调节的浪涌电流限制以及在多种条件下进行环路动态设置以实现较高的瞬态响应，此外输入隔离功能保证本实用新型即使出现短暂的输入电流过大依然不至于立即切断电源输入，从而提供一种高稳定性、高可靠性的电源管理方案。

本实用新型通过下述技术方案实现：带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，包括boost芯片IC1及与boost芯片IC1相连接的外围电路，所述外围电路包括限流电路、输出整流电路、开关管电路、反馈电路、补偿电路、软启动电路、输入电路及输出电路，输入电路与限流电路和boost芯片IC1相连接，限流电路、输出整流电路、开关管电路通过boost芯片IC1的SW脚共接，boost芯片IC1的COMP脚通过补偿电路接地，输出整流电路的输出侧与地之间连接反馈电路和输出电路，反馈电路与boost芯片IC1的FB脚相连接，boost芯片IC1的SS脚通过软启动电路接地。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述限流电路包括电阻R1、场效应管VT1、及电感L1，输入电路包括连接在boost芯片IC1的IN脚与地之间的输入电容C1，boost芯片IC1的IN脚通过电阻R1连接场效应管VT1的漏极，且电阻R1与boost芯片IC1的IN脚共接端与地之间构成升压型变换器的输入端，场效应管VT1的栅极连接boost芯片的CLDR脚，场效应管VT1的源极通过电感L1连接boost芯片IC1的SW脚，在场效应管VT1的源极和漏极之间还连接有二极管D1。优选的二极管D1的正极与场效应管VT1的源极相连接，场效应管VT1采用N沟道MOS场效应管，且场效应管VT1的衬底与源极相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述输出整流电路包括场效应管VT2及二极管D2，二极管D2并联在场效应管VT2的漏极与源极上，场效应管VT2的源极与boost芯片IC1的SW脚相连接，boost芯片IC1的SDR脚与场效应管VT2的栅极相连接，场效应管VT2的漏极与地之间连接输出电路且构成所述升压型变换器的输出端。优选的场效应管VT2采用N沟道MOS场效应管，且二极管D2的正极连接场效应管VT2的源极，场效应管VT2的衬底与源极相连接，所述输出电路采用电容C6构成。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述开关管电路包括场效应管VT3、二极管D3及电阻R3，所述boost芯片IC1的SW脚连接场效应管VT3的漏极，场效应管VT3的源极通过电阻R3接地，且场效应管VT3的源极还与boost芯片IC1的CST脚相连接，场效应管VT3的栅极与boost芯片IC1的NG脚相连接，二极管D3并联在场效应管VT3的漏极与源极之间。优选的场效应管VT3采用N沟道MOS场效应管，且二极管D3的正极连接场效应管VT3的源极，场效应管VT3的衬底与源极相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述反馈电路包括相互串联的电阻R4和电阻R5，且相互串联的电阻R4和电阻R5的共接端连接boost芯片IC1的FB脚，反馈电路的一端与boost芯片IC1的OUT脚相连接。优选的，电阻R4的非共接端连接场效应管VT2的漏极和boost芯片IC1的OUT脚，电阻R5的非共接端连接地并与boost芯片IC1的PGND脚和AGND脚相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述补偿电路为RC串联电路。优选的，补偿电路包括相互串联的电阻C5和电阻R2，且电容C5的非共接端与boost芯片IC1的COMP脚相连接，电阻R2的非共接端接地。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述boost芯片IC1的SW脚与BST脚之间还设置有电容C4。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述boost芯片IC1的VDD脚与地之间还连接有电容C2。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述软启动电路为连接在boost芯片IC1的SS脚与地之间软启动电容C3。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述boost芯片IC1采用ZCC9428A。

所述boost芯片IC1的结构如下所述：

在boost芯片本体的内部设置有内部使能模块、振荡器及斜波发生器、升压调节模块、功率管驱动模块、限流开关控制逻辑模块、PWM控制逻辑模块、电流检测放大器、反馈电压误差比较器及电荷泵，内部使能模块通过内部电源模块与限流开关控制逻辑模块相连接，电荷泵连接内部电源模块，电流检测放大器输出与斜波发生器斜波信号经过加法器混合后经比较器与PWM控制逻辑模块相连接，功率管驱动模块与PWM控制逻辑模块相连接，所述反馈电压误差比较器输出与经加法器混合后的信号通过比较器与PWM控制逻辑模块相连接，所述功率管驱动模块与升压调节模块相连接。

其中，在内部使能模块上形成boost芯片的EN引脚，所述内部使能模块与内部电源模块相连接的端形成boost芯片的IN引脚，限流开关控制逻辑模块还形成boost芯片的SENSE引脚和CLDR引脚，电流检测放大器的输出端通过加法器接入比较器的同相输入端，比较器的输出端与PWM控制逻辑模块相连接，反馈电压误差比较器的输出端连接比较器的反相输入端，从反馈电压误差比较器的输出端引出boost芯片的COMP引脚，在电流检测放大器的同相输入端与反相输入端之间连接电阻，且电流检测放大器的同相输入端形成boost芯片的CST引脚，电流检测放大器的反相输入端形成boost芯片的AGND引脚；PWM控制逻辑模连接振荡器及斜波发生器模块，振荡器及斜波发生器输出端连接加法器；优选的，振荡器及斜波发生器中的振荡器为PWM控制逻辑模块提供时钟、通过PWM控制逻辑模块内部产生的使能信号控制振荡器及斜波发生器中的斜波发生器产生斜波，所生成的斜波输入到加法器中与电流检测放大器所输出的信号相混合，而后输送至比较器的同相输入端内，反馈电压误差比较器输出接入到比较器的反相输入端，两者在比较器内进行比较，并输出信号通过PWM控制逻辑模块产生功率管和整流管驱动信号。

所述反馈电压误差比较器的反相输入端形成boost芯片的FB引脚，且反馈电压误差比较器的同相输入端上接入1.225v直流电压，反馈电压误差比较器的输出端连接NMOS管的漏极，NMOS管的栅极形成boost芯片的SS引脚，在NMOS管的栅极上还连接有5μA的电流源，NMOS管的源极接地；稳压二极管的负极为boost芯片的BST引脚；PWM控制逻辑模块通过驱动器形成boost芯片的NG引脚；所述升压调节模块由boost芯片的OUT引脚提供输入，升压调节模块通过稳压二极管连接功率管驱动模块，且功率管驱动模块与稳压二极管连接端形成boost芯片的BST引脚，功率管驱动模块还形成boost芯片的SDR引脚和SW引脚，PWM控制逻辑模块控制功率管驱动模块。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型提供可调节片外补偿功能，使得用户可在多种条件下进行环路动态设置以实现较高的瞬态响应。

(2)本实用新型使用内部的栅驱动电路驱动外部N沟道的MOSFET以实现输入隔离功能。它具有可调整的大电流限制功能(I_CL)和过流定时功能，该功能允许在短暂的时间流过负载的电流达到很高(等于I_CL)情况下，电源输入端不会被切断。当定时结束完成时，如果短路条件仍然存在，电源输入端会被立即被切断，防止负载被损坏。

(3)本实用新型包含了软启动电路来限制COMP端口电压以防止在启动过程中过大的输入电流。防止在启动过程中由于电流过大导致的电源电压切断。

(4)本实用新型所采用的boost芯片完全适配Intel Thunderbolt Power Spec，具有输入隔离、输入限流开关栅极驱动的功能；利用改进的PWM控制模式以实现快速响应，具有3V～20V的宽输入范围，最高输出电压22V；具有可编程的欠压锁定，欠压锁定电压迟滞及软启动，且低关断电流<1μA，并具有160℃热关断特性；适用于Thunderbolt接口，笔记本电脑和平板电脑，热插拔电源管理、电信电力供应等领域的应用。

(5)本实用新型在使用时，产生一个同步的驱动信号与QB(场效应管VT1)管的驱动电压互补，死区时间可内部优化；该信号可被用来驱动同步整流管，从而提高整个变换器的效率。

(6)本实用新型的boost芯片IC1采用ZCC9428A，其采用固定频率、峰值电流模式升压型结构对反馈电压进行调节。电流模式提高了瞬态响应及环路稳定性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

本实用新型设计出带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，如图1所示，特别采用下述设置结构：包括boost芯片IC1及与boost芯片IC1相连接的外围电路，所述外围电路包括限流电路、输出整流电路、开关管电路、反馈电路、补偿电路、软启动电路、输入电路及输出电路，输入电路与限流电路和boost芯片IC1相连接，限流电路、输出整流电路、开关管电路通过boost芯片IC1的SW脚共接，boost芯片IC1的COMP脚通过补偿电路接地，输出整流电路的输出侧与地之间连接反馈电路和输出电路，反馈电路与boost芯片IC1的FB脚相连接，boost芯片IC1的SS脚通过软启动电路接地。

VIN端口输入时，通过ISENSE端口检测输入端口与该端口之间的电压，决定输入电流大小，限流电路通过CLDR端口驱动限流管进行限流，在每个周期的开始，N沟道MOS开关管VT3打开，电感电流上升。此时开关管VT3源端电流通过CST端口内部检测转换的电压VS也上升。该电压与误差电压VEA进行比较。其中误差电压VEA由输出电压经过电阻分压通过FB端与基准电压进行比较产生。当VS仍小于VEA时，开关管驱动端NG输出高电平保持其打开状态，当VS大于VEA时，开关管驱动端NG输出低电平使其关断，SDR驱动整流管打开，使得电感电流对输出电容充电，电感电流下降。从而实现电流电压双环控制。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述限流电路包括电阻R1、场效应管VT1、及电感L1，输入电路包括连接在boost芯片IC1的IN脚与地之间的输入电容C1，boost芯片IC1的IN脚通过电阻R1连接场效应管VT1的漏极，且电阻R1与boost芯片IC1的IN脚共接端与地之间构成升压型变换器的输入端，场效应管VT1的栅极连接boost芯片的CLDR脚，场效应管VT1的源极通过电感L1连接boost芯片IC1的SW脚，在场效应管VT1的源极和漏极之间还连接有二极管D1。优选的二极管D1的正极与场效应管VT1的源极相连接，场效应管VT1采用N沟道MOS场效应管，且场效应管VT1的衬底与源极相连接。

所述boost芯片IC1提供可编程的限流电流。电阻R_SENSE(R1)连接到SENSE端口和输入电压之间，限制电流为：

L_CL＝V_CL/R_SENSE

其中I_CL单位为A，R_SENSE单位为Ω，当电路短路时，输入电流会被限制在I_CL，该电流通过内部时间设定周期性地流过限流开关(场效应管VT1)，周期一般为500μs。

外置限流管实现限流功能：使用内部的栅驱动电路驱动外部的N沟道MOSFET(场效应管VT1)以实现输入隔离功能。它具有可调整的大电流限制功能(I_CL)和过流定时功能，该功能允许在短暂的时间流过负载的电流达到很高(等于I_CL)情况下，电源输入端不会被切断。当定时结束完成时，如果短路条件仍然存在，电源输入端会被立即被切断，防止负载被损坏。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述输出整流电路包括场效应管VT2及二极管D2，二极管D2并联在场效应管VT2的漏极与源极上，场效应管VT2的源极与boost芯片IC1的SW脚相连接，boost芯片IC1的SDR脚与场效应管VT2的栅极相连接，场效应管VT2的漏极与地之间连接输出电路且构成所述升压型变换器的输出端。优选的场效应管VT2采用N沟道MOS场效应管，且二极管D2的正极连接场效应管VT2的源极，场效应管VT2的衬底与源极相连接，所述输出电路采用电容C6构成。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述开关管电路包括场效应管VT3、二极管D3及电阻R3，所述boost芯片IC1的SW脚连接场效应管VT3的漏极，场效应管VT3的源极通过电阻R3接地，且场效应管VT3的源极还有boost芯片IC1的CST脚相连接，场效应管VT3的栅极与boost芯片IC1的NG脚相连接，二极管D3并联在场效应管VT3的漏极与源极之间。优选的场效应管VT3采用N沟道MOS场效应管，且二极管D3的正极连接场效应管VT3的源极，场效应管VT3的衬底与源极相连接。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述反馈电路包括相互串联的电阻R4和电阻R5，且相互串联的电阻R4和电阻R5的共接端连接boost芯片IC1的FB脚，反馈电路的一端与boost芯片IC1的OUT脚相连接。优选的，电阻R4的非共接端连接场效应管VT2的漏极和boost芯片IC1的OUT脚，电阻R5的非共接端连接地并与boost芯片IC1的PGND脚和AGND脚相连接。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述补偿电路为RC串联电路。优选的，补偿电路包括相互串联的电阻C5和电阻R2，且电容C5的非共接端与boost芯片IC1的COMP脚相连接，电阻R2的非共接端接地。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述boost芯片IC1的SW脚与BST脚之间还设置有电容C4。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：在所述boost芯片IC1的VDD脚与地之间还连接有电容C2。

本实用新型设置软启动电路来限制COMP端口电压以防止在启动过程中过大的输入电流导致的电源电压切断。当boost芯片IC1上电后，使能端使能然后限流开关(场效应管VT1)开启，内部的电流将给SS端口外部电容(电容C3)充电，当SS端口电容充电完成，SS端口的电压升高，开始时，芯片启动开关以恒定频率的四分之一(自适应降频模式)开启闭合，电压继续上升至一定值时，开关频率才变为恒定频率值。当SS端口电压满足需求时，软启动结束。

实施例9：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述软启动电路为连接在boost芯片IC1的SS脚与地之间软启动电容C3。

本实用新型包含了软启动电路来限制COMP端口电压以防止在启动过程中过大的输入电流。能够防止在启动过程中由于电流过大导致的电源电压切断。当boost芯片IC1上电后，使能端使能然后限流开关(场效应管VT1)开启，内部的电流将给SS端口外部电容(电容C3)充电，当SS端口电容充电完成，SS端口的电压升高，开始时，芯片启动开关以恒定频率的四分之一(自适应降频模式)开启闭合，电压继续上升至一定值时，开关频率才变为恒定频率值。当SS端口电压满足需求时，软启动结束。这就在启动阶段限制了电感电流，迫使输入电流缓慢上升至能对输出电压进行控制的电流值。

软启动时间单位为ms，由以下公式计算：

其中C_SS为SS端与GND端之间的软启动电容(电容C3)，t_SS为软启动时间。

本实用新型用两个极点和一个零点来稳定控制环路。极点F_P1由输出电容C_OUT(电容C6)和负载电阻设置，极点F_P2由补偿电容C_COMP(电容C5)和补偿电阻R_COMP(电阻R2)设置，公式如下：

通过调节外部补偿电容C_COMP使得用户可在多种条件下对环路进行动态设置，达到理想的瞬态响应。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1所示，进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述boost芯片IC1采用ZCC9428A。

输出电压的优选设置为：

输出电压指的是实际输出电压。它通过两个电阻(电阻R4、电阻R5)串联分压反馈。反馈电压的典型值为1.225V。输出电压计算公式为

其中R₄为上反馈电阻，R₅为下反馈电阻，V_REF为基准电压，选择10k或以上的反馈电阻可提升效率。

输入电容优选选择为：

输入电容(电容C1)为电感(L1)提供交流纹波电流，同时可在输入端抑制噪声。较低的ESR(电容的阻抗)电容可有效降低IC1的噪声干扰，在实际应用时，倾向于使用陶瓷电容来满足要求，但是钽介质电容或者低ESR的电解电容也能满足需求。

优选的，输入端采用大于4.7uF的电容，该电容可以是电解电容、钽介质电容或者陶瓷电容，但是当其吸收输入开关电流时需要较为精准的额定纹波电流，使用RMS(电流有效值)额定电流高于电感纹波电流的电容。

为确保稳定性，优选的输入电容被放置在尽量接近IC的位置，输入电容由较小的高质量0.1uF的陶瓷电容与大电容交替放置构成，小电容放置在IC近端，大电容放置在远端。

输出电容优选选择为：

输出电容(电容C6)用于保持直流输出电压，较低的ESR电容能使输出电压纹波较小，输出电容的参数同样影响到控制系统的稳定性。陶瓷电容、钽介质电容或者低ESR电解电容都可使用。采用陶瓷电容时，在以开关频率工作时，电容的阻抗主要取决于电容值，因此输出电压纹波与ESR几乎无关。输出电压纹波可用下式估算：

其中V_RIPPLE是输出纹波电压，V_IN和V_OUT分别是直流输入电压和输出电压，I_LOAD为负载电流，F_SW是600kHz的固定开关频率，C_OUT为输出电容(电容C6)。采用钽介质电容或者低ESR电解电容时，开关频率下ESR主要决定着电容阻抗，因此输出纹波可由下式计算：

其中，R_ESR为输出电容的等效串联电阻。

选择合适的输出电容可满足输出电压纹波需求及负载瞬态需求，优选的，4.7uF～22uF陶瓷电容即可满足大部分应用需要。

电感(L1)的优选选择：

电感需在输入电压驱动下提供较高输出电压，大电感纹波电流较低从而峰值电流较低，降低了场效应管VT1开关应力。然而，大电感也意味着大尺寸，高串联电阻，低饱和电流。优选的，在实际应用时，电感的选择可满足：使峰峰纹波电流为最大输入电路的30％～50％，在占空周期应确保峰值电感电流小于限制电流的75％以避免由于限流而产生调节误差，同时也要保证在最差的负载瞬态响应和启动条件下电感不至于饱和，通过下式计算电感值：

其中I_LOAD(max)是最大负载电流；ΔI为电感峰峰纹波电流；ΔI＝(30％～50％)×I_LOAD(max)，η为转换效率。

输出整流电路的输出整流管(场效应管VT)的选择：

Boost芯片IC1带有SR栅驱动，以NMOS管代替输出二极管用于外置的MOS功率管关断时的续流输出，SR栅驱动电压高为5V，优选的选择NMOS管来以兼容5V的栅极驱动电压。

NMOS管(场效应管VT2)以一个等于或大于输出电压的反向电压来处理。平均额定电流大于预计的最大负载电流，额定峰值电流设置比电感峰值电流大。

在进行频率补偿时：

用跨导型误差放大器的输出来补偿控制环路。以两个极点和一个零点来稳定控制环路。极点F_P1由输出电容C_OUT(电容C6)和负载电阻设置，极点F_P2由补偿电容C_COMP(电容C5)和补偿电阻R_COMP(电阻R2)设置，公式如下：

其中R_LOAD是负载电阻，G_EA为误差放大器的跨导，A_VEA为误差放大器的电压增益。直流环路增益为：

其中G_cs为补偿电压与电感电流的比值，V_FE为反馈调节的阈值电压。

在连续模式下的步进转换器中(电感电流在每个周期内不会下降至0)还存在一个右半平面的零点(F_PHPZ)，其频率为：

补偿需要经过直流环路的增益和临界频率的计算来检验，在每个极点处作-20dB斜率的曲线，每个零点处作+20dB斜率的曲线，取使环路增益降为0dB的频率即可得到临界频率。为了提高相位裕度从而提升稳定性，在最大输出负载电流情况下，临界频率应至少比右边平面零点频率低一个数量级。

本实用新型的极限参数为：SW，OUT：-0.5V～+24V；IN，SENSE：-0.5～+24V；CLDR：-0.5V～V_IN+6.5V；BST，SDR：-0.5V～V_SW+6.5V；其他管脚：-0.3V～+6.5V；EN偏置电流：0.5mA；工作温度：150℃；焊接温度：260℃；储存温度：-65℃～+150℃；连续功率损耗(T_A＝+25℃)。

热阻：θ_JA：48℃/W；θ_JC：11℃/W。

本实用新型的电气特性如下表所示：

除非特别说明，V_IN＝V_EN＝3.3V，T_A＝+25℃

下表为本实用新型的各个引脚(管脚)功能表：

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：包括boost芯片IC1及与boost芯片IC1相连接的外围电路，所述外围电路包括限流电路、输出整流电路、开关管电路、反馈电路、补偿电路、软启动电路、输入电路及输出电路，输入电路与限流电路和boost芯片IC1相连接，限流电路、输出整流电路、开关管电路通过boost芯片IC1的SW脚共接，boost芯片IC1的COMP脚通过补偿电路接地，输出整流电路的输出侧与地之间连接反馈电路和输出电路，反馈电路与boost芯片IC1的FB脚相连接，boost芯片IC1的SS脚通过软启动电路接地。

2.根据权利要求1所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述限流电路包括电阻R1、场效应管VT1、及电感L1，输入电路包括连接在boost芯片IC1的IN脚与地之间的输入电容C1，boost芯片IC1的IN脚通过电阻R1连接场效应管VT1的漏极，且电阻R1与boost芯片IC1的IN脚共接端与地之间构成升压型变换器的输入端，场效应管VT1的栅极连接boost芯片的CLDR脚，场效应管VT1的源极通过电感L1连接boost芯片IC1的SW脚，在场效应管VT1的源极和漏极之间还连接有二极管D1。

3.根据权利要求1所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述输出整流电路包括场效应管VT2及二极管D2，二极管D2并联在场效应管VT2的漏极与源极上，场效应管VT2的源极与boost芯片IC1的SW脚相连接，boost芯片IC1的SDR脚与场效应管VT2的栅极相连接，场效应管VT2的漏极与地之间连接输出电路且构成所述升压型变换器的输出端。

4.根据权利要求1所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述开关管电路包括场效应管VT3、二极管D3及电阻R3，所述boost芯片IC1的SW脚连接场效应管VT3的漏极，场效应管VT3的源极通过电阻R3接地，且场效应管VT3的源极还与boost芯片IC1的CST脚相连接，场效应管VT3的栅极与boost芯片IC1的NG脚相连接，二极管D3并联在场效应管VT3的漏极与源极之间。

5.根据权利要求1所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述反馈电路包括相互串联的电阻R4和电阻R5，且相互串联的电阻R4和电阻R5的共接端连接boost芯片IC1的FB脚，反馈电路的一端与boost芯片IC1的OUT脚相连接。

6.根据权利要求1所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述补偿电路为RC串联电路。

7.根据权利要求1～6任一项所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：在所述boost芯片IC1的SW脚与BST脚之间还设置有电容C4。

8.根据权利要求1～6任一项所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：在所述boost芯片IC1的VDD脚与地之间还连接有电容C2。

9.根据权利要求1～6任一项所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述软启动电路为连接在boost芯片IC1的SS脚与地之间软启动电容C3。

10.根据权利要求1～6任一项所述的带输入隔离的可编程软启动及片外补偿的升压型变换器，其特征在于：所述boost芯片IC1采用ZCC9428A。