應用于太陽能電池供電的升壓電路的討論

一般單節(jié)太陽能電池最低電壓在0.4-0.7V之間，在這樣低的輸入電壓情況下，就會遇到以下三大問題：

1.開關器件的驅動問題

現(xiàn)在的DCDC升壓電路一般有兩種供電方式，一種是直接從輸入供電，一種是從輸出供電。

如果是從輸入供電則正常情況下驅動NMOS的高電平最多等于輸入電壓，當輸入電壓很低時，需要選取開啟電壓也很低的NMOS，而如果是選擇輸出供電就可以在EXT驅動端獲得等于升壓后電壓的更高的驅動電壓，這樣不僅可以使NMOS更容易開啟，而且可獲得更低的Rdson來提高效率。當然這些都是在IC啟動工作的前提下，但是當電源電壓低于整個IC的啟動電壓時，后者由于會經(jīng)過一個二極管，甚至會比前者更難以啟動，于是帶來一個問題，如何來啟動這顆IC？

2.升壓電路的啟動問題

傳統(tǒng)DCDC的工作電壓一般都在1.0V以上，而如果輸入電壓降到0.6V以下，DCDC的內(nèi)部電路不能正常工作。

這時，我們就需考慮在原有的DCDC基礎上增加一個啟動電路。這個電路需要包括以下幾個主要部分：在低至0.3V仍然可以工作的振蕩器，充電泵倍壓電路，以及電壓檢測比較器。

基本工作狀況如下：首先0.3V接入，振蕩器工作，之后充電泵開始倍壓，當?shù)玫剿�需要的IC驅動電壓，則向IC的VDD供電，當IC進入正常工作后，再由輸出供電來代替啟動電路的供電，此時啟動電路進入休眠。升壓電路正常工作后，人們會關心自己能得到的最高電壓是多少。

這就引出另一個問題，最大占空比能到多少？

3.最大占空比的問題

對與超低輸入升壓電路來說，為了取得高的輸出電壓，必須要有大占空比的支持。

在連續(xù)電流模式下，占空比(Duty)的計算公式為Duty=1-Vin/Vout。按照這個公式來計算，如果是輸入0.5V時而輸出想要得到5V的升壓電路，最大占空比為90%，一般的升壓電路的占空比為80%～90%，這樣是不能完全滿足要求的。

理論上占空比越大，最大升壓能力越強(當然占空比不能像降壓一樣到達100%)，但由于非理想因素：電感寄生電阻、驅動管內(nèi)阻、肖特基正向壓降等等，占空比大到一定的程度后，其升壓能力反而會變差。因此需要改善以上非理想因素，得出一個合適的足夠高的占空比，來滿足我們升壓的需求。

總之，解決了上述的三個問題就可以使太陽能單節(jié)供電這樣需要超低電壓輸入啟動的升壓電路的設計的問題迎刃而解。