2 建议电路的原理

建议的解决方案利用 EN 逻辑阈值电压的特殊功能，如表 2-1 所示：

• 当 V_IN > 1.8V 或 V_OUT > 2.2V 时， EN 逻辑高电平阈值 V_{EN_H} 为 1.2V。
• 器件开始运行后，典型的 EN 逻辑低电平阈值 V_{EN_L} 通常为 0.42V，最小值为 0.35V，最大值为 0.42V

图 2-1 展示了建议解决方案的简化原理图。工作原理详述如下：

• 开始时，器件 V_IN < 1.7V 且 V_OUT = 0V。器件关断并断开 VIN 和 VOUT 的连接。NMOS Q1 关断，EN 引脚上的电压 V_EN 等于 V_IN。
• 当 V_IN 增加至高于典型值 1.7V（最大值 1.8V），并且 EN 电压高于逻辑高电平阈值时，器件开始运行。EN 逻辑高电平阈值通常为 0.95V，最大值为 1.2V。当 V_EN = V_IN > 1.7V 时，器件将开始软启动过程。在软启动过程中，该器件最初对 V_OUT 进行预充电，使其接近 V_IN，然后转为将输出升至更高的电压。
• V_OUT 变为高于 2.2V 后，VIN 引脚的 UVLO 值更改为典型值 0.4V，EN 逻辑低电平阈值更改为 0.42V。由于 R5、R6 和 C2，Q1 栅极电压仍然过低而无法导通，V_EN 仍等于 V_IN。
• 在 V_OUT 滑行至设置值并且 Q1 导通后，EN 引脚上的电压由Equation1 定义。
  Equation1.
• 如果 VIN 下降并导致 V_EN 低于典型值 0.42V，器件将关断。V_OUT 由负载放电。Q1 关断后，V_EN 将再次等于 VIN。但是，如果 V_IN < 1.7V，器件将保持关闭。

图 2-1 建议电路的原理图

根据前面的分析，此方法设置的 UVLO 值必须低于 1.7V。

R5、R6 和 C2 的功能是在 VOUT 就绪前使 Q1 保持关断状态。但在输出电压稳定在设置电压后，Q1 必须导通。稳定条件下的栅源电压由Equation2 定义，该电压应比 MOSFET 栅源阈值电压高 10%，以实现设计裕度。

Equation2.

其中

• V_GS(th) 是 MOSFET 的栅源阈值电压
• V_OUT 是输出电压的设置值

R5、R6 和 C2 的时间常数由Equation3 定义，建议为器件的启动时间 - 700µs（典型值）。

Equation3.

图 2-2 显示了通过外部控制逻辑引脚关断升压转换器的方法。如果 CTRL 为高电平，器件将关断；如果 CTRL 为低电平，器件将由建议的电路控制。如果 CTRL 信号可以支持开漏输出，即可直接连接到 EN 引脚。然后在 CTRL 低电平逻辑时升压会关闭，这由 CTRL 开漏上的建议电路控制。

图 2-2 使用 I/O 关断建议电路的方法

假设输出电压设置为 5V，新的 UVLO 电压为 1.2V，以下过程详细介绍了建议电路的元件设计：

• 将 R3 设为 1MΩ，根据Equation1，R4 将为 538kΩ。考虑到表 2-1 中的阈值变化，新的 UVLO 值将具有 1V 的最小值和 1.29V 的最大值。
• 选择 CSD13381F4 作为 Q1，其栅源阈值电压 V_GS(th) 的典型值为 0.85V，室温下的最小值为 0.65V，最大值为 1.1V。考虑到 V_{GS (TH)} 过热的变化，栅源电压必须高于 1.2V 才能安全地导通 MOSFET。选择 1MΩ R5，根据Equation2，R6 将为 359kΩ。
• 将 R5、R6 和 C2 的时间常数选为 700µs（TPS61022 启动时间），根据Equation3，C2 将为 2.6nF。

图 2-3 显示了外部元件的值。

图 2-3 建议电路的元件值