具有节能器的SMPS上电制造技术

本申请涉及具有节能器的SMPS上电。在实施例中，用于软启动SMPS的方法包括：使使能信号生效；禁用SMPS的输出级；在使使能信号生效之后，测量SMPS的反馈电压；在输入参考节点处接收第一参考电压；比较所测量的反馈电压与第一参考电压；以及当所测量的反馈电压低于第一参考电压时，将反馈电压存储在软启动电容器中，将输出参考节点连接到软启动电容器，启用SMPS的输出级，并切换输出级的晶体管以基于反馈电压和输出参考节点处的第二参考电压来调节输出电压，并将电流注入到软启动电容器中。

Power on SMPS with energy saver

【技术实现步骤摘要】
具有节能器的SMPS上电
本专利技术总体上涉及一种电子系统和方法，并且在特定实施例中，涉及一种具有节能器的开关模式电源(SMPS)上电。
技术介绍
电子系统在现代社会中无处不在。电源系统或转换器通常被用来为许多电子系统供电。例如，图1示出了具有转换器102的示例性电子系统100的示意图，该转换器102从电池104接收电力并且向负载供应受控电压(Vout)。负载例如可以是诸如智能手机或可穿戴设备之类的电子设备内部的集成电路。效率通常是针对电子系统、尤其是针对电源系统的重要参数。提高效率可导致许多好处，诸如增加电池寿命、减少热量等。SMPS是一种类型的转换器，它使用开关调节器将电力从交流或直流源传输到负载。SMPS通常比其他类型的电源系统更有效，因为它基于感应元件的受控充电和放电，这减少了由于电阻性电压降所引起的功耗而导致的能量损失。SMPS尤其可以被实现为降压(buck)转换器、升压(boost)转换器、降压-升压(buck-boost)转换器等。例如，降压转换器通常在很宽的输入电压和负载范围上在其输出处保持恒定电压。SMPS可以以各种模式操作，尤其是诸如脉冲宽度调制(PWM)模式、脉冲频率调制(PFM)模式。通常使用诸如脉冲跳跃的技术来进一步提高效率。
技术实现思路
根据一个实施例，一种用于软启动SMPS的方法包括：使使能信号生效；禁用SMPS的输出级；在使使能信号生效之后，测量SMPS的反馈电压；在输入参考节点处接收第一参考电压；比较所测量的反馈电压与第一参考电压；以及当所测量的反馈电压低于第一参考电压时，将反馈电压存储在软启动电容器中，将输出参考节点连接到软启动电容器，启用SMPS的输出级，并切换输出级的晶体管以基于反馈电压和输出参考节点处的第二参考电压来调节输出电压，并将电流注入到软启动电容器中。根据一个实施例，一种电路包括：输入端子，被配置为接收输入电压；输出端子，被配置为耦合到电感器和输出电容器；反馈端子，被配置为耦合到输出电容器；输出级，耦合到输出端子；控制器，被配置为基于第一参考电压和反馈端子的反馈电压来调节输出电容器处的输出电压；以及软启动电路。该软启动电路包括：输出参考端子，被配置为提供第一参考电压；输入参考端子，被配置为接收第二参考电压；软启动电容器；第一开关，耦合在输入参考端子和输出参考端子之间；第二开关，耦合在软启动电容器和反馈端子之间；以及第三开关，耦合在软启动电容器和输出参考端子之间，其中，当使能信号从第一状态转变为第二状态时，所述软启动电路被配置为：禁用输出级，确定反馈电压，将所确定的反馈电压与第二参考电压进行比较，以及当所确定的反馈电压低于第二参考电压时：闭合第二开关以将反馈电压存储在软启动电容器中，闭合第三开关，启用输出级，并将电流注入到软启动电容器中。根据一个实施例，一种降压转换器包括：第一电源端子和第二电源端子，被配置为耦合到电源；输出端子；电感器，耦合到输出端子；输出电容器，耦合在电感器和第二电源端子之间；反馈端子，耦合到输出电容器；输出级，耦合到输出端子，该输出级包括耦合到输出端子的半桥，以及耦合到半桥的栅极驱动器电路；斜坡发生器；误差放大器，具有被配置为接收第一参考电压的第一输入和耦合到反馈端子的第二输入；PWM控制器，具有耦合到输出级，并且被配置为基于误差放大器的输出和斜坡发生器的输出来调节输出电容器处的输出电压；以及软启动电路。该软启动电路包括：输出参考端子，被配置为提供第一参考电压；输入参考端子，被配置为接收第二参考电压；软启动电容器；第一开关，耦合在输入参考端子和输出参考端子之间；第二开关，耦合在软启动电容器和反馈端子之间；以及第三开关，耦合在软启动电容器和输出参考端子之间，其中，当使能信号从第一状态转变为第二状态时，软启动电路被配置为：禁用输出级，确定在反馈端子处的反馈电压，将所确定的反馈电压与第二参考电压进行比较，以及当所确定的反馈电压低于第二参考电压时：闭合第二开关以将反馈电压存储在软启动电容器中，闭合第三开关，启用输出级，并将电流注入到软启动电容器中。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在对以下结合附图的描述进行参考，其中：图1示出了示例性电子系统的示意图；图2A示出了根据本专利技术实施例的电子系统的示意图；图2B示出了根据本专利技术实施例的图2A的降压转换器的波形；图3示出了根据本专利技术实施例的用于SMPS上电的实施例方法的流程图；图4示出了根据本专利技术实施例的软启动电路的示意图；图5和图6示出了根据本专利技术实施例的图4的软启动电路的波形；以及图7示出了根据本专利技术实施例的软启动电路的示意图。除非另外指出，否则不同附图中的相应数字和符号通常指代相应的部分。绘制附图以清楚地图示出优选实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。为了更清楚地图示出某些实施例，在附图编号之后可以加上指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母。具体实施方式下面将详细讨论所公开的实施例的制造和使用。然而，应当理解，本专利技术提供了许多可应用的专利技术构思，其可以被体现在各种各样的特定上下文中。所讨论的特定实施例仅说明制造和使用本专利技术的特定方式，并且不限制本专利技术的范围。以下描述图示出了各种特定细节，以提供对根据该描述的若干示例实施例的深入理解。可以在没有一个或多个特定细节的情况下或者在其他方法、组件、材料等的情况下获得各实施例。在其他情况下，没有详细描述或示出已知的结构、材料或操作，以免混淆实施例的不同方面。在本说明书中对“实施例”的引用指示相对于实施例描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的不同点处的诸如“在一个实施例中”之类的短语不一定精确地指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定的形式、结构或特征。将在特定上下文——具有软启动电路的降压转换器中相对于实施例描述本专利技术。本专利技术的实施例可以被使用在其他SMPS拓扑中，例如升压和降压-升压拓扑中，以及被使用在实现软启动电路的其他电路中。在本专利技术的实施例中，降压转换器通过周期性地禁用降压转换器(例如，当未在使用中时)而不使输出电容器放电从而节省能量。通过在启用降压转换器时对反馈信号进行采样并将采样信号与阈值进行比较，可以避免流过降压转换器的电感器的电流的尖峰。如果采样信号高于阈值，则降压转换器将等待，直到负载汲取足够的电流以将输出电压降低到阈值以下，在阈值点处降压转换器开始正常操作。如果采样信号低于阈值，则降压转换器被启用并且参考信号从采样电压开始倾斜。图2A示出了根据本专利技术实施例的电子系统200的示意图。电子系统200包括电池104、负载106和降压转换器202。降压转换器202包括PWM控制器206、控制逻辑212、栅极驱动器电路214、半桥216、电感器218、输出电容器220、分压器222、软启动电路204、误差放大器208和斜坡发生器210。在正常操作期间，PWM控制器206调整信号VPWM的占空比，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对开关模式电源(SMPS)进行软启动的方法，所述方法包括：/n使使能信号生效，其中基于所述使能信号来激活或去激活所述SMPS；/n禁用所述SMPS的输出级；/n在使所述使能信号生效之后，测量所述SMPS的反馈电压，所述反馈电压基于所述SMPS的输出电压；/n在输入参考节点处接收第一参考电压；/n比较所测量的反馈电压与所述第一参考电压；以及/n当所测量的反馈电压低于所述第一参考电压时：/n将所述反馈电压存储在软启动电容器中，/n将输出参考节点连接到所述软启动电容器，/n启用所述SMPS的所述输出级并且切换所述输出级的晶体管，以基于所述反馈电压和在所述输出参考节点处的第二参考电压来调节所述输出电压，以及/n将电流注入到所述软启动电容器中。/n

【技术特征摘要】
20181119 US 16/195,4481.一种用于对开关模式电源(SMPS)进行软启动的方法，所述方法包括：
使使能信号生效，其中基于所述使能信号来激活或去激活所述SMPS；
禁用所述SMPS的输出级；
在使所述使能信号生效之后，测量所述SMPS的反馈电压，所述反馈电压基于所述SMPS的输出电压；
在输入参考节点处接收第一参考电压；
比较所测量的反馈电压与所述第一参考电压；以及
当所测量的反馈电压低于所述第一参考电压时：
将所述反馈电压存储在软启动电容器中，
将输出参考节点连接到所述软启动电容器，
启用所述SMPS的所述输出级并且切换所述输出级的晶体管，以基于所述反馈电压和在所述输出参考节点处的第二参考电压来调节所述输出电压，以及
将电流注入到所述软启动电容器中。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所测量的反馈电压高于所述第一参考电压时，
将所述输入参考节点连接到所述输出参考节点，
等待直到所述反馈电压降低到低于所述第一参考电压的电压，以及
当所述反馈电压变得低于所述第一参考电压时，启用所述SMPS的所述输出级，并切换所述输出级的所述晶体管，以基于所述反馈电压和所述第二参考电压来调节所述输出电压。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所测量的反馈电压低于所述第一参考电压时，在所述软启动电容器的电压达到所述第一参考电压之后，将所述输入参考节点连接到所述输出参考节点。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：从带隙电路接收所述第一参考电压。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述反馈电压低于所述输出电压。


6.根据权利要求1所述的方法，其中所述晶体管是所述SMPS的半桥的晶体管。


7.根据权利要求6所述的方法，其中禁用所述SMPS包括：使所述半桥的所述晶体管和第二晶体管截止。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：每300ms或更快地使所述使能信号生效和无效。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述SMPS被去激活时，上拉所述输出电压。


10.一种电路，包括：
输入端子，所述输入端子被配置为接收输入电压；
输出端子，所述输出端子被配置为耦合到电感器和输出电容器；
反馈端子，所述反馈端子被配置为耦合到所述输出电容器；
输出级，所述输出级耦合到所述输出端子；
控制器，所述控制器被配置为基于第一参考电压和所述反馈端子的反馈电压，来调节所述输出电容器处的输出电压；和
软启动电路，所述软启动电路包括：被配置为提供所述第一参考电压的输出参考端子；被配置为接收第二参考电压的输入参考端子；软启动电容器；耦合在所述输入参考端子和所述输出参考端子之间的第一开关；耦合在所述软启动电容器和所述反馈端子之间的第二开关；以及耦合在所述软启动电容器和所述输出参考端子之间的第三开关，其中，当使能信号从第一状态转变为第二状态时，所述软启动电路被配置为：
禁用所述输出级，
确定反馈电压，
将所确定的反馈电压与所述第二参考电压进行比较，以及
当所确定的反馈电压低于所述第二参考电压时：
闭合所述第二开关，以将所述反馈电压存储在所述软启动电容器中，
闭合所述第三开关，
启用所述输出级，以及
将电流注入到所述软启动电容器中。


11.根据权利要求10所述的电路，其中所述软启动电路还被配置为：当所确定的反馈电压高于所述第二参考电压时，
闭合所述第一开关，以向所述输出参考端子提供所述第二参考电压，
等待直到所述反馈电压降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·佩兰，V·卡拉，M·萨布特，
申请(专利权)人：意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR