基于J-FET的DC/DC转换器采用300mV电源启动和运行

J-FET的自偏置特性 可用于构建直流/直流 转换器供电时间低至 300mV.太阳能电池、热电堆和 单级燃料电池，全部带输出 低于600mV，典型功率 这种转换器的来源。

图 1，N 沟道 J-FET I-V 图，显示漏源传导 在零偏置下（栅极和源极连接） 一起）条件。此属性可以 被利用来产生自启动 DC/DC 转换器，工作电压为 0.3V 至 1.6V 输入。

图1.零伏偏置JFET I-V曲线在10mV时显示100mA导通，在40mV时上升至500mA以上。该特性使 DC/DC 转换器能够构建由 300mV 电源供电的转换器。

电路如图2所示。Q1 和 T1 与 T1 的次级形成振荡器 提供再生反馈 到Q1的大门。通电时， Q1 的栅极处于零伏，其漏极 通过 T1 的初级传导电流。T1 的 相位反相次级响应由 在Q1的门口变为负值，转向 它关闭了。T1的初级电流停止， 它的二次坍塌和振荡 开始。T1 的主要操作 导致积极的“飞返”事件 在Q1的排水管处，经过整流和 过滤。Q2 的大约 2V 导通 电位隔离负载，帮助 启动。当Q2导通时，电路 输出头朝向 5V。C1，有源 从Q2的源头，强制输出 通过比较一部分进行监管 输出及其内部电压 参考。C1的开关输出控制 Q1 通过 Q3 的开机时间，形成 控制回路。

图2.基于 J-FET 的 DC/DC 转换器采用 300mV 输入工作。Q1-T1振荡器输出经过整流和滤波。负载被隔离，直到Q2源达到约2V，从而有助于启动。比较器和Q3围绕振荡器闭环，控制Q1的导通时间以稳定5V输出。

电路的波形包括 交流耦合输出（图 3，迹线） A）、C1的输出（走线B）和Q1的漏极 反激事件（跟踪 C）。当 输出降至5V以下，C1变为低电平， 打开 Q1。Q1 由此产生的飞返 事件一直持续到5V输出 恢复。此模式重复，保持 输出。

图3.基于 J-FET 的 DC/DC 转换器波形。当电源输出（走线A）衰减时，C1（走线B）切换，允许Q1振荡。Q1漏极（走线C）产生的反激事件恢复电源输出。

5V 输出可提供高达 2mA，足以为电路供电或 为更高功率开关提供电源偏置 电流较大时的稳压器 必填。电路将启动进入 300mV 输入时负载为 300μA;2毫安 负载需要 475mV 电源。 图4绘制了最小输入电压 在一定范围内与输出电流的关系 的负载。

图4.图 2 中基于 J-FET 的 DC/DC 转换器在 V 时启动并运行至 100μA 负载在= 275mV。调节电流可达 2mA，但需要 V在上升至500mV。图5的静态电流控制电路略微提高了支持V负载所需的输入电压在< 500mV.

Q3对Q1的分流控制很简单 有效，但产生25mA 静态电流消耗。图 5 的 修改后将此数字降低至 1mA 通过串联切换T1的次级。 这里，Q3开关串联 Q4，更有效地控制Q1 门驱动。负关断偏置 Q4 是从 T1 的辅助设备自举的; 6.8V 齐纳二极管可阻止偏置 初始电源负载期间的电源负载 应用，辅助启动。数字 4 显示由 增加静态电流控制 电路。

图5.增加Q3、Q4和自举负偏置发生器可降低静态电流。比较器导向的Q3开关Q4，更有效地控制Q1的栅极驱动。Q2和齐纳二极管隔离Q1启动期间的所有负载。

审核编辑：郭婷