一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路制造技术

一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路，属于电子电路技术领域。本发明专利技术应用于开关变换器，包括自适应软启动电压产生电路和电压选择电路，开关变换器包括误差放大器，电压选择电路比较自适应软启动电压产生电路输出的软启动信号和第二偏置电压，并将其中电压值较低的信号输入到误差放大器的正向输入端；误差放大器将其输入信号的误差进行放大后输出到自适应软启动电压产生电路的第二输入端，自适应软启动电压产生电路的第一输入端连接第一偏置电压，根据其输入信号的调控对其内部电容C的充电电流。上述电路构成负反馈结构，使软启动期间误差放大器输出信号钳位在第一偏置电压附近，使得电感电流在启动期间保持在合适的值。

An adaptive soft start circuit with an unsteady current limit

An adaptive soft start circuit with an unsteady current limit, which belongs to the field of electronic circuit technology. The invention is applied to the switch converter, including adaptive soft start voltage selection circuit and voltage generating circuit, switching converter comprises an error amplifier, voltage selection circuit is adaptive soft start signal and a second bias voltage soft start voltage generating circuit outputs, and the positive input voltage value low signal input to the error amplifier the error amplifier; the second input of the input signal of the error amplifier output to the adaptive soft start voltage generating circuit, a first input adaptive soft start voltage generating circuit is connected with the first bias voltage, the charging current according to the input signal to control the internal capacitance of C. The above circuit constitutes a negative feedback structure, which enables the output signal of the error amplifier to be clamped near the first bias voltage during soft start, so that the inductance current is kept at a suitable value during startup.

【技术实现步骤摘要】
一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路
本专利技术属于电子电路
，涉及一种应用于DC-DC开关变换器的带有限制非稳态电流功能的自适应软启动电路。
技术介绍
在许多DC-DC变换器的应用中，通常设计软启动模块以防止芯片在硬上电过程中出现电流过大以及逻辑错误等问题。软启动电路传统的做法是用一股恒定的电流给电容充电，电容电压作为软启动电路的输出电压，该输出电压供给误差放大器的其中一个输入，使得变换器的输出电压跟随软启动电压的上升速度上升，以达到软启动的目的。但由于传统软启动的充电电流是固定的，其输出电压的上升斜率也被固定，而DC-DC变换器通常存在多种启动情况，包括不同的输出电压以及不同的负载电流等情况。上述情况会导致一些启动情况出现占空比过高等问题。同时，由于电容和偏置电流受工艺偏差影响较大，通常需要设置较大的裕度来保证软启动的正常功能，这常常使得DC-DC变换器有着比较长的启动时间。此外，在软启动等过程中，变换器未工作在稳定状态，特别是在电流模的DC-DC变换器中，其非稳态电流在这些过程中不受控，在极端的情况下甚至会出现大电流烧毁芯片的情况。
技术实现思路
就是针对上述不足之处，本专利技术提出一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路，适用于开关变换器，能够根据开关变换器不同的输出电压或不同的负载电流等情况，自适应地提供软启动电压。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路，适用于开关变换器，所述自适应软启动电路包括自适应软启动电压产生电路和电压选择电路，所述开关变换器包括误差放大器EA，所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端连接第一偏置电压Vref1，其第二输入端连接所述误差放大器EA的输出端，其输出端连接所述电压选择电路的第一输入端；所述电压选择电路的第二输入端连接第二偏置电压Vref2，其输出端作为所述自适应软启动电路的输出端连接所述误差放大器EA的正向输入端，所述误差放大器EA的负向输入端连接所述开关变换器输出电压的采样信号Vfb；所述自适应软启动电压产生电路包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第一PMOS管MP1、第一电压放大器OPA1、第二电压放大器OPA2和电容C，第二电压放大器OPA2的负向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端，其正向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第二输入端，其输出端连接第一PMOS管MP1的栅极；第一电压放大器OPA1的正向输入端连接其输出端并作为所述自适应软启动电压产生电路的输出端，其负向输入端连接第一NMOS管MN1的源极和第二NMOS管MN2的漏极并通过电容C后接地；第一NMOS管MN1的栅极连接第一使能信号EN1，其漏极连接第一PMOS管MP1的漏极，第一PMOS管MP1的源极接电源电压；第二NMOS管MN2的栅极连接第二使能信号EN2，其源极接地；所述电压选择电路包括第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3和偏置电流源IB，第二PMOS管MP2的栅极作为所述电压选择电路的第一输入端，其源极连接第三PMOS管MP3的源极和偏置电流源IB的正极并作为所述电压选择电路的输出端，其漏极连接第三PMOS管MP3的漏极并接地；第三PMOS管MP3的栅极作为所述电压选择电路的第二输入端，偏置电流源IB的负极接电源电压。具体的，所述第一偏置电压Vref1的电压值小于所述误差放大器EA的输出电压EA_OUT的最大电压值。具体的，所述第二偏置电压Vref2为高精度的基准电压。具体的，所述第一使能信号EN1为软启动有效信号，当第一使能信号EN1为高时，自适应软启动电压产生电路的输出端正常输出软启动信号SS_OUT；当第一使能信号EN1为低时，自适应软启动电压产生电路停止对电容C进行充电，输出保持不变。具体的，所述第二使能信号EN2为软启动重置信号，当第二使能信号EN2为高时，所述电容C上的电量通过第二NMOS管MN2的通路进行泄放，软启动信号SS_OUT被置为低电平。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的自适应软启动电路能够根据DC-DC开关变换器不同的输出电压或不同的负载电流等情况，自适应地提供软启动信号SS_OUT，使得无论开关变换器在何种情况下，误差放大器EA的输出信号EA_OUT都能钳位在所设置电压即第一偏置电压Vref1的附近，进而电感电流也被限制在一定范围内进行软启动；相对传统的软启动电路，本专利技术限制了非稳态下的电感电流峰值，具有更安全更快速的特点，且受工艺偏差的影响大大降低。附图说明图1为本专利技术提供的一种带非稳态电流限制的自适应软启动电路的结构框图。图2为本专利技术中自适应软启动电压产生电路的结构示意图。图3为本专利技术中电压选择电路的结构示意图。图4为本专利技术提供的一种带非稳态电流限制的自适应软启动电路的功能示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细描述本专利技术。本专利技术适用于开关变换器，下面以电流模形式的开关变换器为例，如图1所示为本专利技术提供的带非稳态电流限制的自适应软启动电路的结构框图，包括自适应软启动电压产生电路和电压选择电路，电流模开关变换器包括误差放大器EA，自适应软启动电压产生电路的第一输入端连接第一偏置电压Vref1，其第二输入端连接误差放大器EA的输出信号EA_OUT，其输出端输出软启动信号SS_OUT连接电压选择电路的第一输入端；电压选择电路的第二输入端连接第二偏置电压Vref2，其输出端作为自适应软启动电路的输出端连接误差放大器EA的正向输入端，误差放大器EA的负向输入端连接开关变换器输出电压的采样信号Vfb。其中，第一偏置电压Vref1一般小于误差放大器EA的输出电压EA_OUT的最大值，可根据所希望的软启动期间电感电流峰值而定；第二偏置电压Vref2为高精度的基准电压。电压选择电路比较自适应软启动电压产生电路输出的软启动信号SS_OUT和第二偏置电压Vref2，并将其中电压值较低的信号输入到误差放大器EA的输入端，使得当软启动信号SS_OUT大于第二偏置电压Vref2时软启动停止。误差放大器EA将其输入信号的误差进行放大后输出。误差放大器EA的输出信号EA_OUT和第一偏置电压Vref1作为自适应软启动电压产生电路的输入电压，自适应软启动电压产生电路根据误差放大器EA的输出信号EA_OUT和第一偏置电压Vref1调控对其电容C的充电电流。上述电路构成的负反馈可使软启动期间误差放大器EA的输出信号EA_OUT钳位在第一偏置电压Vref1附近，使得电感电流在启动期间保持在合适的值，进而使得开关变换器拥有安全、快速的软启动特性的同时拥有限制非稳态电流的功能。如图2所示为本专利技术中自适应软启动电压产生电路的原理图，误差放大器EA的输出信号EA_OUT和第一偏置电压Vref1作为自适应软启动电压产生电路的输入电压，当EA_OUT>Vref1时，第二电压放大器OPA2的输出电压升高，使得流过第一PMOS管MP1的电流变小，软启动信号SS_OUT上升变慢，误差放大器的输出信号EA_OUT变低。当EA_OUT<Vref1时，第二电压放大器OPA2的输出电压降低，使得流过第一PMOS管MP1的电流变大，软启动信号SS_OUT上升变快，误差放大器输出信号EA_OUT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路，适用于开关变换器，其特征在于，所述自适应软启动电路包括自适应软启动电压产生电路和电压选择电路，所述开关变换器包括误差放大器(EA)，所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端连接第一偏置电压(Vref1)，其第二输入端连接所述误差放大器(EA)的输出端，其输出端连接所述电压选择电路的第一输入端；所述电压选择电路的第二输入端连接第二偏置电压(Vref2)，其输出端作为所述自适应软启动电路的输出端连接所述误差放大器(EA)的正向输入端，所述误差放大器(EA)的负向输入端连接所述开关变换器输出电压的采样信号(Vfb)；所述自适应软启动电压产生电路包括第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第一PMOS管(MP1)、第一电压放大器(OPA1)、第二电压放大器(OPA2)和电容(C)，第二电压放大器(OPA2)的负向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端，其正向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第二输入端，其输出端连接第一PMOS管(MP1)的栅极；第一电压放大器(OPA1)的正向输入端连接其输出端并作为所述自适应软启动电压产生电路的输出端，其负向输入端连接第一NMOS管(MN1)的源极和第二NMOS管(MN2)的漏极并通过电容(C)后接地；第一NMOS管(MN1)的栅极连接第一使能信号(EN1)，其漏极连接第一PMOS管(MP1)的漏极，第一PMOS管(MP1)的源极接电源电压；第二NMOS管(MN2)的栅极连接第二使能信号(EN2)，其源极接地；所述电压选择电路包括第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)和偏置电流源(IB)，第二PMOS管(MP2)的栅极作为所述电压选择电路的第一输入端，其源极连接第三PMOS管(MP3)的源极和偏置电流源(IB)的正极并作为所述电压选择电路的输出端，其漏极连接第三PMOS管(MP3)的漏极并接地；第三PMOS管(MP3)的栅极作为所述电压选择电路的第二输入端，偏置电流源(IB)的负极接电源电压。...

【技术特征摘要】
1.一种带有非稳态电流限制的自适应软启动电路，适用于开关变换器，其特征在于，所述自适应软启动电路包括自适应软启动电压产生电路和电压选择电路，所述开关变换器包括误差放大器(EA)，所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端连接第一偏置电压(Vref1)，其第二输入端连接所述误差放大器(EA)的输出端，其输出端连接所述电压选择电路的第一输入端；所述电压选择电路的第二输入端连接第二偏置电压(Vref2)，其输出端作为所述自适应软启动电路的输出端连接所述误差放大器(EA)的正向输入端，所述误差放大器(EA)的负向输入端连接所述开关变换器输出电压的采样信号(Vfb)；所述自适应软启动电压产生电路包括第一NMOS管(MN1)、第二NMOS管(MN2)、第一PMOS管(MP1)、第一电压放大器(OPA1)、第二电压放大器(OPA2)和电容(C)，第二电压放大器(OPA2)的负向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第一输入端，其正向输入端作为所述自适应软启动电压产生电路的第二输入端，其输出端连接第一PMOS管(MP1)的栅极；第一电压放大器(OPA1)的正向输入端连接其输出端并作为所述自适应软启动电压产生电路的输出端，其负向输入端连接第一NMOS管(MN1)的源极和第二NMOS管(MN2)的漏极并通过电容(C)后接地；第一NMOS管(MN1)的栅极连接第一使能信号(EN1)，其漏极连接第一PMOS管(MP1)的漏极，第一PMOS管(MP1)的源极接电源电压；第二NMOS管(MN2)的栅极连接第二使...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗萍，黄龙，刘泽浪，陈佳伟，曾鹏灏，杨鹏博，周先立，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51