作者：德州儀器Michael O'Loughlin

透過調整啟動電路的并聯穩壓器來縮短自舉升壓時間

有些應用設計對系統的交換式電源供應提供電壓輸出的速度有更高要求，圖1就是這類電源供應系統的自舉升壓（bootstrap）電路，亦稱啟動電路。在交換式電源的功率因子修正式（PFC）前置穩壓器里，電路的脈沖寬度調變器（PWM）IC1會從纏繞在升壓電感L2磁核心及二極管D1的輔助線圈L1上汲取正常操作所需的電源。

圖1：在傳統交換式電源供應的自舉升壓電路里，涓流充電電阻RT和電容CH會提供啟動電源給脈沖寬度調變器與控制器IC1

電阻RT和電容CH共同組成一個涓流充電（trickle-charge）電路，負責提供電源給自舉升壓組件IC1，以便其正常運作。傳統設計中的RT電阻值通常很大，讓電路在提供所需的待機電流后，還能以小電流持續對電位保持電容CH充電，從而確保該電容在電源轉換器開始操作前可供應足夠的電力給PWM電路。這類電路的啟動響應速度雖慢，但在正常操作情形下都不成問題。

若需加快系統的開機反應速度，設計人員可重新安排啟動電路的并聯穩壓器以加快自舉升壓時間（圖2）。自舉升壓電路是由電容CT、并聯穩壓組件D1（TL431）、二極管D3、晶體管Q1以及從RA到RD的電阻所構成。電源剛接通時，電容CT沒有任何電荷，而PWM電源輸入端的電壓VAUX是由Q1和D1所構成的串聯穩壓器決定。

圖2：在這個改良后的自舉升壓電路里，晶體管Q1提供可靠的初始電流脈沖給電容CH，促使電路以更快的速度啟動和提供電源輸出

開機時，VAUX電壓會上升到峰值電壓VAUX_PEAK，其值是由電阻RA對RB的比值所決定。電容CT和電阻RC則會設定自舉升壓電路的截止時間和電壓，以便保存電力。電阻RD提供偏壓電流給并聯穩壓組件D1（TL431），而電阻RE會限制晶體管Q1的集極電流，確保它留在安全操作區。

設計電路時，首先根據下列公式選擇電阻RA和RB，讓峰值充電電壓符合要求：

其中VREF是TL431的內部參考電壓。接著選擇電阻RC，使并聯穩壓值低于輔助線圈所提供之額定VAUX電壓（VAUX_NOMINAL）：

較后選擇電容CT，將自舉升壓時間TBOOT設為：

這個電路如同圖1所示，其中的二極管D2和輔助線圈L2會提供正常操作電源給IC1。