一种应用于开关式稳压器的脉宽调制控制器制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于开关式稳压器的脉宽调制控制器，其包含一误差放大器、一软启动控制电路、一补偿负载以及一比较器。其中，误差放大器接收一参考电压及一反馈电压，并据此输出一误差电流信号；软启动控制电路根据至少一软启动控制信号输出一补偿电流信号；补偿负载接收该误差电流信号及补偿电流信号并输出一补偿信号；比较器接收一斜坡信号及该补偿信号，并输出一脉宽调制信号；误差放大器，在电源电压上升时，依据预设软启动补偿电流作补偿，缓慢对电路共地ＶＳＳ充电，使得上述误差信号缓慢提升，直至软启动控制周期结束为止，藉以实现电源电压上升时的软启动功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及软启动 一种脉宽调制控制器，特別涉及一种应用于开关式 稳压器的脉宽调制控制器。
技术介绍
开关式稳压器起始电源电压VDD上升时，由于误差放大器增益过高， 使得脉宽调制输出起始时具有最大的责任周期(Duty cycle),而由输入电 源快速对电源转换模块输出端充电，对功率转换系统产生过电压及过电 流的损害，故需要利用软启动方式，以确实保护功率转换系统。图1为现有的脉宽调制控制器，利用电阻121,电容122,以及稳压 二极管123、 124实现软启动的电路图。该电路IO,利用电容122以及稳 压二极管124于电源电压VDD正要上升时，将误差信号ERR自误差放 大器ll输出，放电至电路共地VSS;而在电源电压VDD上升时，参考 电压REF经由电阻121开始充电至电容122，其充电时间常数为t = R1*C1;当电容122充满电荷时，稳压二极管124会被反向偏压，使得比 较器13输出与软启动电路12隔离，不再受到软启动电路12的影响，达 到转换器软启动的目的。由于需要较大的充电时间常数，故而需要较大 的电阻121值及电容122值，因此一般现有的应用上将电容122外接， 以节省芯片面积，但也因此而增加了外部组件，以及封装脚位数。图2为另一现有的利用电阻221，电容222,以及输入端緩沖器223 实现软启动的电路图。该电路20，利用电阻221以及电容222由电源电 压VDD充电的特性，其充电时间常数为t; = R2*C2， ^使得电容222两端 电压VC随电源电压VDD上升而升高。而误差放大器21正端输入电压 REF2于电源电压VDD上升时参考于电容222电压VC，使抑制误差放大 器21负端输入电压FB2的比4交参考电位为电容222两端电压VC;当电 容222充满电荷，即不再对误差》文大器21正端输入电压REF2产生影响， 使得比较器23输出与软启动电路22隔离，不再受到软启动电路22的影 响，达到转换器软启动的目的。同样的，由于需要较大的充电时间常数， 故而需要较大的电阻221值及电容222值， 一般现有的应用上将电容222 外接，以节省芯片面积，但也因此而增加了外部组件，以及封装脚位数。
技术实现思路
有鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一软启动方式，利用控制误差 放大器的输出端以实现软启动的功能，同时达到小面积高整合度的目的。为达成上述目的，本专利技术提供一种应用于开关式稳压器的脉宽调制控 制器，其包含一误差放大器、 一软启动控制电路、 一补偿负载以及一比 较器。其中，误差放大器接收一参考电压及一反馈电压，并据此输出一 误差电流信号。软启动控制电路根据至少 一软启动控制信号输出 一补偿 电流信号。补偿负载接收该误差电流信号及补偿电流信号并输出 一补偿 信号。比较器接收一斜坡信号及该补偿信号，并输出一脉宽调制信号。如此，误差放大器，在电源电压VDD上升时，依据预设软启动补偿 电流作补偿，缓慢对电路共地VSS充电，使得误差信号緩慢提升，直至 软启动控制周期结束为止，藉以实现电源电压VDD上升时的软启动功能。 附图说明图1为现有的利用电阻，电容，以及稳压二极管实现软启动的电路图。 图2为另一现有的利用电阻，电容，以及输入端緩沖器实现软启动的 电路图。图3为本专利技术应用于开关式稳压器的脉宽调制控制器的电路示意图。图4为图3的误差放大器实施例的电路示意图。图5为图3的软启动控制电路实施例的电路示意图。图6为本专利技术应用于开关式稳压器的软启动方式的详细电路示意图。图7( — )、 (二)分别为开关式稳压器不作软启动保护的电压、电流 波形示意图。图8 ( — )、 (二)分别为本专利技术软启动方式应用于开关式稳压器的电压、电流波形示意图。其中10、 20、 30...应用于开关式稳压器的软启动方式；11、 21、 31...误差 放大器；12、 22、 32...软启动控制电路；13、 23、 33...比较器；121...电 阻；122...电容;123、 124...稳压二极管;221...;电阻；222...电容;223... 输入緩沖器；2231、 2232…偏压电流；2233、 2234、 2235...晶体管;34... 补偿负载；41…跨导放大器；410、 411、 412、 413、 414、 415、 416、 417、 418...晶体管;419...电阻;420...参考电流源;50、 51、 52、 53、 54、 55、 56、 57、 58...晶体管；59...参考电流源 具体实施例方式为了让本专利技术的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文将 特举本专利技术优选实施例，并配合附图，作详细说明如下本专利技术釆用跨导放大器作为误差放大器，并于开关式稳压器启动之 初，控制跨导放大器的输出电流，使其输出电流缓慢上升，进而緩慢对 补偿负载充电。如此，PWM比4交器的PWM输出讯号的责任周期可柔性 上升，避免开关式稳压器于启动之初输出过电压及过电流而损害开关功 率组件。以下参考图示详细说明本专利技术应用于开关式稳压器的软启动方式。 图3为本专利技术应用于开关式稳压器的脉宽调制(PWM， Pulse Width Modulated)控制器的电路示意图。如该图所示，该软启动方式30利用一 误差放大器31比较参考电压REF与开关式稳压器输出反馈信号FB，产 生误差信号ERR，其中，该误差放大器31为跨导放大器。同时利用软启动控制电路32控制误差放大器31的输出电流，使其緩慢对补偿负载34 充电。其中，补偿负载34可以现有的的电阻341串联电容342实现，进 而使得误差放大器31输出的误差信号ERR緩慢提升，其中，软启动控制 电路32由数字控制电路322以及补偿电流321构成。同时利用一比较器 33比较上述误差信号ERR及一斜坡信号RAMP，产生脉宽调制信号 PWM，以作开关式稳压器的调节控制，其中，比较器33可利用现有的的 运算放大器实现。由于误差信号ERR被控制而緩慢上升，故比较器33 输出的脉宽调制信号PWM具有责任周期緩慢开启的特性，达到软启动的 目的。图4为图3的误差放大器31实施例的电路示意图。 一跨导差动放大 单元包含构成差动放大对的晶体管411、 412及构成跨导源的电阻419。 参考电流源420，以及晶体管410、 415、 416、 418,构成偏压电流源； 晶体管413、 414构成有源负载。其中，晶体管413用以传送由差动;汶大 对(晶体管411、 412)比较参考电压REF与稳压器输出反馈信号FB后 通过电阻419所产生的差动电流，晶体管414为对称性负载，用以实现 差动放大对称；晶体管417与上述晶体管413形成电流镜，用以作电流 输出，依据晶体管418的偏压电流源，决定该误差放大器31的输出电流 值。图5为图3的软启动控制电路32的实施例的电路示意图。软启动控 制电路32利用参考电流源59以及晶体管58构成输入偏压电流源。晶体 管50、 51、 52、 53构成四位调控输出的偏压电流源，分别具不同的调节 能力，例如晶体管50、 51、 52、 53的跨导分别为gm=l、 gm=2、 gm=4、 gm=8。晶体管54、 55、 56、 57形成输出电流控制开关，是依据数字控制 信号C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于开关式稳压器的脉宽调制控制器，其特征在于，其包含：一个误差放大器，接收一个参考电压及一个反馈电压，并据此输出一个误差电流信号；　一个软启动控制电路，根据至少一个软启动控制信号输出一个补偿电流信号；　一个补偿负载，接收该误差电流信号及补偿电流信号并据此输出一个补偿信号；以及　一个比较器，接收一个斜坡信号及所述补偿信号，并输出一个脉宽调制信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明强，
申请(专利权)人：尼克森微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[]