在300mV供电电压下工作的JFET DC/DC转换器

2006-08-02 14:37:57来源: EDN China

  使用JFET的自偏置特性可以建立一个 DC/DC 转换器,它能用太阳能电池、热电偶和单级燃料电池等电源工作,这些电源电压都低于600 mV,有的甚至低至300 mV。图1示出的是一个N沟道JFET在零偏置条件下的源特性,产生方法是连接其栅极和源极。施加100 mV电压可以使10 mA电流流经器件,350 mV时电流增加到30 mA。通过利用JFET在零偏置时导通大电流的能力,能够设计出一种自起动、低输入电压的转换器。         


  该电路可以在大至2mA电流时提供5V电压,这足以为很多微功耗的应用提供电能,或者为更大功率的开关模式稳压器提供辅助偏压。在300 mV 输入时,电路在负载电流为 300mA下起动。2 mA的负载电流需要475 mV输入电压。

  在图2中Q1是一对并联的飞利浦半导体公司BF862 JFET,与Coiltronics (www.coiltronics.com)的Versa-Pac变压器T1构成一个振荡器,其中T1的次级绕组提供到Q1栅级的反馈。当首次加电时,Q1的栅级保持在0V,漏极电流流经 T1的初级绕组。T1的反相位次级绕组为Q1栅极提供一个负电压作为响应,该电压使Q1关断,中止流经T1初级绕组的电流。于是,T1的次级电压聚降,开始不断的振荡。虽然BF862的公开规格中并没有表明该器件的内部几何尺寸,但该器件有低的导通电阻,并可维持低的栅极导通阈值电压。Q1使用了一对并联的JFET,可以保证在低的电源电压下有低的饱和电压。


  对Q1漏极的正向回扫电压作整流和滤波后,在电容器C1上产生一个直流电压。为辅助电路的起动,用一支P沟道MOSFET Q2将输出负载与整流器隔离,Q2要求导通的栅源电压约为2V。当Q2导通时,输出电压增加到5V。比较器IC1是Linear技术公司(www.linear.com)的 LTC-1440,它从Q2源极获取能量,通过将其内部电压基准与输出电压采样作比较,完成输出电压的稳压。IC1的输出通过Q3改变Q1的导通时间,关闭控制回路,维持输出稳压。图3显示的是电源输出端的纹波电压。当输出电压降低时,比较器IC1转换(中间B迹线),使Q1振荡。Q1漏极产生回扫(下方C迹线)恢复输出电压。


  Q3是作为Q1栅极电压的一个简单而有效的分流控制,它从电源消耗25 mA静态漏极电流。经过改进,静态漏极电流可以降低到1 mA(图4)。在T1次级绕组串联插入一个开关Q4可以更有效地控制Q1的栅极。T1次级绕组自举的电压可为Q4产生负关断偏压。图5显示如何连接T1绕组。当Q4关断时,切断了T1次级绕组中的电流,使T1的第5脚为正。没有二极管D4和D5时,峰值电压接近15V,并反向偏置D4,这不是我们期望的情况。正常工作情况下,管脚5有近0.8V的偏移,因而须用两支串联的二极管将电压箝位在安全电平内。齐纳二极管D3保持偏压负荷,在初始电源应用时起辅助起动作用。

关键字:绕组  电压  栅极  偏压

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200608/5274.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
绕组
电压
栅极
偏压

小广播

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 安防电子 医疗电子 工业控制

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved