近些年来,随着手机、数码相机、掌上电脑等由电池供电的便携设备及可穿戴装备销量的与日激增,因为便携设备自身向着高续航、小体积发展,因而非常关注DC-DC开关电源的芯片面积和功耗。此外,由于现在几种常见的电池输出电压随着其电量下降而降低,所以能够低压启动的电源芯片可以在电池低电量时继续工作,无疑有利于提高设备续航能力。而电源电压范围宽的电源芯片支持设备根据具体使用情况更自由的选择电池种类及单节或多节供电方案。总的来说,具有面积小、功耗低、启动电压低且电源电压范围宽等特点的芯片更加适用于电池供电的便携设备中。本文针对由电池供能的便携式设备及可穿戴式设备等应用场景,设计了一款采用恒定关断时间（Constant Off Time,COFT）控制的微功率低启动电压Boost变换器。为了实现最小化芯片面积的目的,芯片采用电压迟滞比较器实现环路控制避免复杂的环路补偿设计:将采样电压与基准电压比较,当采样电压低于基准值时,功率管开启,采用固定峰值电流调制T_ON时间,而后关断固定T_OFF时间。电压迟滞比较器在固定的T_OFF时间后判断反馈电压与基准值的大小关系,决定是否再次开启功率管。因为峰值电流固定,使得整个系统天然稳定无需补偿,同时简化了芯片架构,又继承了常规COFT控制响应速度快等优点。在子模块的设计中,由输入电源为子模块供电。为实现低启动电压与宽工作电压,基于BJT器件构建了低工作电压比较器、PTAT电流源、负温度系数电流源以及关断时间定时器模块。本文所述Boost变换器芯片基于0.35μm BCD工艺设计,采用Spectre进行了子模块及整体芯片的仿真。仿真结果显示,Boost变换器芯片电感电流限为100mA,恒定关断时间为400ns,启动电压低至1V,输入电压范围宽达1V¹5V,输出电压最高可达40V,片内集成40V功率管,负载电流在5mA以上时转换效率可以维持在80%以上,最高可到86.9%。