脉宽调制升压系统及其启动方法技术方案

本发明专利技术揭示一种脉宽调制升压系统及其启动方法。所述脉宽调制升压系统包含一升压电路、一分压电路、一比较器、一脉宽调制电路、一前振荡器及一限流电路。所述启动方法包含：（１）提供一误差电压；（２）根据所述误差电压，产生一脉宽调制信号；（３）通过所述脉宽调制信号控制一升压电路中的一开关，以控制一流经所述升压电路中一升压电感的电感电流；（４）利用所述电感电流对所述升压电路中的一电容充电，其中所述电容的存储电荷定义一直流输出电压；以及（５）根据所述直流输出电压，提供一反馈电压以调整所述误差电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉宽调制升压系统(pulse width modulation boost system)及其启动 方法，尤其指一种具有限流软启动(current limit soft-start)功能的脉宽调制升压系统及 其启动方法。背景技水图l为常规的一脉宽调制升压系统l，其包含一升压电路IO、 一脉宽调制电路(pulse width modulation circuit) 11、 一前振荡器(pre-oscillator) 12、 一比较器13、 一分压电路 14及一稳定电路15。图2 (a)及2 (b)为分别显示脉宽调制升压系统l的输出电压V。ut 连接一轻载(light load)及一重载(heavy load)时的相关信号图。信号V叫。Veo!及Iu 分別表示所述脉宽调制升压系统l的直流输出电压、连接所述比较器13及所述脉宽调制 电路ll的节点EOl的电压(即误差电压)及流经所述升压电路10中一升压电感L1的电感 电流。所述稳定电路15包含串接于节点E01与接地端之间的一电阻R3及一电容C2。参考图2 (a)，当脉宽调制升压系统l启动时， 一参考电压Vw施加于所述比较器13 的非反相输入端，所述比较器13的反相输入端则连接来自所述分压电路14的反馈电压 VFB ,以定义宵流输出电压V。ut的大小。当直流输出电压V。ut小于 一 第 一 预定电压Vuvl。 (undervoltage lockout voltage)时(即前振荡期)，所述前振荡器12输出 一 前振荡信号Sosc至所述脉宽调制电路ll,以生成一脉宽调制信号SpwM。注意在所述前振荡期内，所述比 较器13并没有输出信号(即VE(m的电平为O)。所述脉宽调制信号SpWM用以改变开关SWl 导通或关闭的时间，使得由第 一 电压Vi。产生且流经所述升压电感L1的电感电流Iu可间歇地对电容C1充电，而使存储在电容Cl中的电荷产生所述直流输出电压V。u,。其中二极 管D1则限制电容C1放电的方向。进入脉宽调制期后，所述直流输出电压V。u,保持在所述 第一预定电压V^。一段时间。当所述直流输出电压V。u,往上增加时，将伴随着电感电流Iu 产生涌入电流(inrush current):待所述直流输出电压V。^升高至 一第:预定电压Vref x DIV (其中，DIV=(R1+R2)/R2)，所述电感电流Iu才下降。参考图2 (b)，其前振荡期的操作与图2 (a)相同。然而，当前振荡期结束后，因所述脉宽调制升压系统l的输出连接一重载，造成信号VEO,在前振荡期及脉宽调制期的两种操作模式下不断切换，而无法使所述脉宽调制电路ll产生一适当的脉宽调制信号SPWM。结果使得所述直流输出电压V。ut —直在所述第一预定电压Vuv,。附近振荡，而无法达到所述第二预定电压V^XDIV (即无法将所述脉宽调制升压系统l顺利启动)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种脉宽调制升压系统(pulse width modulation boost system), 通过增加一限流电路及一配合一启用信号(enable signal)在一前振荡期启动的比较器， 以消除于轻载启动时的涌入电流并使连接重载时可顺利启动。本专利技术的另一目的是提供一种脉宽调制升压系统的启动方法，通过限制流经一升压 电感的电感电流及在所述前振荡期中启动一比较器，以消除在轻载启动时的涌入电流并 使连接重载时可顺利启动。为达到上述目的，本专利技术揭示一种脉宽调制升压系统，其包含一包含一升压电感的 升压电路、 一分压电路、 一比较器、 一脉宽调制电路、 一前振荡器及一限流电路。所述 升压电路将一第一电压进行升压以产生一直流输出电压。所述分压电路利用所述直流输 出电压产生一反馈电压。所述比较器用以比较一参考电压及所述反馈电压以产生一误差 电压。所述脉宽调制电路接收所述误差电压以产生一脉宽调制信号以控制所述升压电 路。所述前振荡器在一前振荡期内产生一前振荡信号至所述脉宽调制电路。所述限流电 路控制一流经所述升压电感的电感电流。其中当所述直流输出电压小于一第一预定电压 的期间定义所述前振荡期，而当所述直流输出电压大于所述第一预定电压的期间定义一 脉宽调制期。本专利技术另外揭示一种脉宽调制升压系统的启动方法，其包含以下步骤(l)提供一 误差电压；(2)根据所述误差电压，产生一脉宽调制信号；(3)通过所述脉宽调制信号 控制一升压电路中的一开关，以控制一流经所述升压电路中一升压电感的电感电流(4) 利用所述电感电流对所述升压电路中的一电容充电，其中所述电容的存储电荷定义一直 流输出电压以及(5)根据所述直流输出电压，提供一反馈电压以调整所述误差电压。 其屮当所述直流输出电压小于一第一预定电压的期间定义为一前振荡期，而当所述直流 输出电压大于所述第-预定电压的期间定义为-脉宽调制期且所述误差电压在所述前 振荡期内经由-启用信号启动所产生。附图说明图l为常规的一脉宽调制升压系统；图2 (a)及2 (b)为分别显示图l的输出电压连接一轻载及一重载时的相关信号图;图3为本专利技术的脉宽调制升压系统示意图； 图4 (a)及4 (b)为分别显示图3的输出电压连接一轻载及一重载时的相关信号图；以及图5为图3的脉宽调制升压系统2的启动方法流程图。具体实施方式图3为本专利技术的脉宽调制升压系统2示意图。图4 (a)及4 (b)为分别显示本专利技术的 脉宽调制升压系统2的输出电压V。ut连接一轻载及一重载时的相关信号图。所述脉宽调制 升压系统2包含一包含一升压电感L2的升压电路20、 一分压电路24、 一比较器23、 一脉 宽调制电路21、 一前振荡器22、 一限流电路26及一稳定电路27。所述升压电路20包含一 连接一第一电压Vin的升压电感L2、 一与所述升压电感L2串联的开关SW2、 一连接于所 述升压电感L2与所述开关SW2的二极管D2以及一连接于所述二极管D2及一接地端间的 电容C3。所述电容C3存储的电荷用以产生所述直流输出电压V。ut。所述升压电路20通过 控制所述开关SW2的导通时间而间歇地对电容C3充电，以将第一电压VJJ行升压而生成 直流输出电压V。w。所述分压电路24在本实施例包含一连接所述二极管D2的第一电阻R4 以及一连接所述第一 电阻R4与所述接地端之间的第二电阻R5。所述分压电路24利用所述直流输出电压V叫,产生一反馈电压VFB。当所述直流输出电压V。ut小于一第一预定电压时(即在前振荡期内)， 一启用信号ENABLE启动所述比较器23以比较一参考电压V^及所 述反馈电压VFB以产生一误差电压VE02 (即节点E02的电压)。所述脉宽调制电路21接收 所述误差电压VE02以产生一脉宽调制信号SpwM以控制所述升压电路20。所述前振荡器22 在一前振荡期内产生一前振荡信号Sosc至所述脉宽调制电路21。所述限流电路26控制一 流经所述升压电感L2的电感电流lL2。所述稳定电路27包含串接于节点E02与接地端之间 的一电阻R6及一电容C4。其中当所述直流输出电压V。ut小于所述第一预定电压(在本实 例是undervoltage lockout voltage, Vuvl。)的期间定义为所述前振荡期，而当所述直流输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉宽调制升压系统，其特征在于包含：一升压电路，包含一升压电感，所述升压电路将一第一电压进行升压以产生一直流输出电压；一分压电路，利用所述直流输出电压产生一反馈电压；一比较器，在一脉宽调制期内比较一参考电压及所述反 馈电压以产生一误差电压；一脉宽调制电路，接收所述误差电压以产生一脉宽调制信号以控制所述升压电路；一前振荡器，在一前振荡期内产生一前振荡信号至所述脉宽调制电路；以及一限流电路，控制一流经所述升压电感的电感电流； 其中当所述直流输出电压小于一第一预定电压的期间定义为所述前振荡期，而当所述直流输出电压大于所述第一预定电压的期间定义为所述脉宽调制期。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张咏青，罗炎国，毕文嘉，
申请(专利权)人：台湾类比科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]