ZHCAD69 September 2023 TPS61299
3.2 AVIN 影响启动过程的方式
表 3-2 展示了启动时间 △T 随不同 AVIN 的变化，其中 VOUT =3.3V、PVIN = 150mV 且 L =1uH。△T 是 VOUT 从目标电压的 10% 斜升至 90% 的时间。随着 AVIN 的增加，启动时间会逐渐缩短。
| AVIN（V） | △T (ms) |
|---|---|
| 0.7 | 55.4 |
| 1 | 81.6 |
| 1.2 | 88.6 |
| 1.5 | 92.8 |
| 2 | 96.1 |
| 3 | 244 |
图 3-2 和图 3-3 展示了 AVIN=0.7V 和 2V、PVIN=150mV、VOUT=3.3V、L=1uH 时的启动过程。可以看到，AVIN = 0.7V 时的启动过程更快。这两个设置下的启动时间变化主要是因为降压模式周期。不同 AVIN 会导致差异是因为内部模块应检测 AVIN 并将其与 Vout 进行比较，以决定是退出降压模式还是进入升压模式。
图 3-2 AVIN = 0.7V 时的启动波形
图 3-3 AVIN = 2V 时的启动波形在图 2-3 所示的初始阶段，当 Vin 高于 Vout 时，TPS61299 会进入降压模式，原理图如图 2-4 所示。之后，器件会退出降压模式并进入升压模式，直到 VOUT 斜升至 AVIN。AVIN 越低，器件越早退出降压模式运行并进入升压模式运行。在升压模式下，效率要高得多，因为高侧 MOSFET 会完全导通，而不是在饱和区工作，这意味着可以将更多能量转换为输出，因此转换器可以更快地调节到 VOUT 目标。
在降压模式下，在 Ton 周期内，低侧 MOSFET 导通，而电感器电流斜升；在 Toff 期间，低侧 MOSFET 关断，而高侧 MOSFET 导通。根据电感器的伏秒平衡原理，电感的微分表达式为方程式 1 和方程式 2：
在 Ton 期间：
在 Toff 期间：
这两种情况下的 Ton 周期基本相同，因为 PVIN 都是 150mV。在 Toff 期间，由于不同 AVIN 下 SW 节点电压不同，因此电感器两端的压降会发生变化。由于 PMOS 内部 Cgs 的影响，高侧 PMOS 的源极节点电压会因其充电至 AVIN+Vgs(th) 而发生变化。图 3-4 展示了 AVIN=2V 和 0.7V 时的电感器电流，其中 AVIN=0.7V 时的关断时间要长得多。
图 3-4 使用不同 AVIN 时的电感器电流综上所述，建议选择更低的 AVIN 以实现超低 VIN 启动。但是，AVIN 必须高于 TPS61299 的 UVLO，这意味着最小 AVIN 为 0.7V。