一种启动直流至直流（ＤＣ－ＤＣ）变换器进入预充电输出电压的方法，其包含：产生与输出电压成线性关系的参考电压，使得当所述输出电压的范围介于零和输入电压电平之间时，所述参考电压的范围介于ＰＷＭ三角波形的最小电压电平和最大电压电平之间；及当参考电压大约等于由误差放大器比较参考电压和表示输出电压的反馈信号所产生的补偿信号时，使能ＤＣ－ＤＣ变换器的输出开关。产生参考电压方法包含：根据输入电压以一个方向施加第一电流流过两个电阻器，以产生最小电压电平及最大电压电平；施加第一电流流过第三电阻器；及根据输出电压以相反方向施加第二电流流过第三电阻器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种脉冲宽度调制(PWM)功率调整器及/或直流至直流(DC-DC)变换器，尤其涉及用于启动进入预充电或预偏置负载的PWM切换的DC-DC变换器的方式。
技术介绍
一种脉冲宽度调制(PWM)的DC-DC变换器的典型启动顺序是在反馈控制误差放大器的非反相或者正相输入端输入一个从0伏至目标VREF设定电压电平的斜波信号，该误差放大器是一个反馈控制回路中的一部分，该反馈控制回路系通过比较该参考电压VREF与基于所检测到的部分输出电压VOUT来调整输出电压VOUT。在典型的推挽式变换器中，该PWM控制电路提供一个控制栅极驱动器的PWM信号，该PWM信号进一步控制一对开关器件，从而将输入电压变换成调整过的输出电压。这对开关器件包含一个上方开关器件及一个下方开关器件，上方开关器件及下方开关器件一般可采用金氧半导体场效晶体管(MOSFET)对来实现。如果该变换器系启动进入一个预偏置负载状态，诸如当VOUT系已经被充电时，则存在着很大的潜在破坏瞬态电流，因为VREF小于反馈信号。特别是，因为该反馈回路企图通过VOUT的反馈信号时电压电平与在该误差放大器的输入端的VREF比较来调整VOUT，其中，该反馈信号已经是高电电平而VREF则是启动时为斜坡电压，所以该控制电路企图通过导通“下拉”输出开关器件(例如，开关器件对中的下面器件)将VOUT拉低。在这种情况下，该下面器件能够导通足够久的时间，以至超过其热限制。涌电流会对片上元件产生明显的应力，从而有可能引起灾难性的故障。此外，这些涌电流还会引起输出电压产生“非单调值”或变化，在某些情况下，该输出电压的“非单调值”或变压化，导致下游的集成电路闩锁住且失效。所述，希期能够防止下开关器件保持导通的时间太久，以及防止输出电压中所不期望的变化，特别是在启动时。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示范性实施例的一种用于直流至直流(DC-DC)功率变换器的启动电路，其包括第一电路、第二电路及一个比较器。DC-DC功率变换器包括一个误差放大器，它向脉宽调制电路(PWM)提供补偿信号，由PWM电路使用补偿信号和三角PWM波形来产生PWM信号，以控制一个开关电路，该开关电路将输入电压转换成相对于共同功率参考电压的输出电压。该开关电路包括一个使能输入端，使得DC-DC功率变换器的输出可以由启动电路使能。第一电路建立用于三角PWM波形的一个最小峰值电压和一个最大峰值电压。第二电路建立一个参考电压，该参考电压与输出电压具有线性关系。特别是，参考电压的范围系由最小峰值电压至该最大峰值电压，而输出电压的范围是从共同功率参考电压至输入电压的电平。比较器系具有一个用于接收补偿信号的第一输入端；一个用于接收参考电压的第二输入端；和一个向开关电路使能输入提供使能信号的输出端。在一个实施例中，第二电路包括一个提供偏置节点的偏置电路，一个参考电阻器，第一和第二电流发生器及第一和第二电流镜电路。参考电阻器耦合于偏置节点和产生参考电压的参考节点之间。第一电流发生器产生一个正比于输入电压的第一电流。第二电流发生器产生一个正比于输出电压的第二电流。第一电流镜电路施加由偏置节点经过参考电阻器流至参考节点的第一电流。第二电流镜电路施加由参考节点经过参考电阻器流至偏置节点的第二电流。第一和第二电流发生器及参考电阻器构成了如果输出电压为共同功率参考电压，则参考电压系大约等于最小峰值电压，且如果输出电压为输入电压电平，则参考电压系大约等于最大峰值电压。在一个更具体的实施例中，启动电路包括第一和第二电阻器及第三电流镜电路。该第一电阻器及第二电阻器各自具有与参考电阻器大致相同的电阻值，且第一电阻器及第二电阻器各自皆连接至偏置节点。第三电流镜电路将第一电流施加至第一电阻器，和从第二电阻器吸取第一电流，使得第一电阻器产生最大峰值电压而第二电阻器产生最小峰值电压。再者，第二电流发生器系可以构成如果输出电压大约等于输入电压，则第二电流发生器就产生第二电流且为第一电流的电流电平的两倍。启动电路可以进一步包括第一分压器，该第一分压器可用于分压输入电压，以提供一个输入检测电压；及第二分压器，该第二分压器可用于分压输出电压，以提供一个输出检测电压。在这种情况下，第一电流发生器可以包括第一跨导放大器，其具有一个接收输入检测电压的输入端；及一个输出端，该输出端可产生流过第三电阻器的第一电流，以维持其电压接近于输入检测电压的相同电压电平。第二电流发生器可以包括第二跨导放大器，其具有一个接收输出检测电压的输入端；及一个输出端，该输出端可产生流过第四电阻器的第二电流，以维持其电压接近于输出检测电压的相同电压电平，其中，该第三电阻器具有第四电阻器的电阻值大约两倍的电阻值。DC-DC功率变换器包括一个输出电感器，其一般可耦合在一个产生输出电压的输出节点和开关电路的一个中间相位节点之间。在一个实施例中，第二电流发生器通过该在相位节点检测输出电压。在一个替代实施例中，第二电路包括第一电阻器和第二电阻器；两个放大器，其包括一个缓冲放大器；及第一电流器件和第二电流器件。第一电阻器具有一个用于接收输入电压的第一端及第二端。第二电阻器具有一个用于接收输出电压的第一端及一个产生参考电压的第二端，其阻值大约等于第一电阻器的电阻值。第一放大器具有一个接收最大峰值电压的反相输入端，一个连接着第一电阻器的第二端的同相输入端，以及一个输出端。缓冲放大器维持其输出为最小峰值电压。第一电流器件具有一个耦合在第一电阻器的第二端和缓冲放大器的输出端之间的电流路径，还具有一个连接着第一放大器的输出端的控制输入端。第二电流器件的结构基本类似于第一电流器件，具有一个耦合在第二电阻器的第二端和缓冲放大器的输出端之间的电流路径，还具有一个连接着第一放大器的输出端的控制输入端。在这种情况下，第一放大器控制第一电流器件，以维持第一电阻器的第二端的电压大致等于最大峰值电压。因此，这些器件的电流路径可产生大致相同的电阻值，以均匀地分压输入电压和输出电压。根据本专利技术的另一个实施例的一种DC-DC变换器包括一个输出开关电路，一个误差放大器，PWM逻辑电路及一个启动电路。输出开关电路具有一个用于接收使能信号的使能输入端，使之使能时，可将输入电压切换施加至输出电感器，以根据一PWM信号产生输出电压。误差放大器根据参考电压与输出电压反馈信号的比较值产生补偿电压。PWM逻辑电路根据补偿电压和范围从最小斜坡电压至最大斜坡电压之间的斜坡信号来产生PWM信号。启动电路系包括一个参考电路及一个比较器。参考电路产生参考电压，以线性方式相对于输出电压进行变化，其变化范围为在输出电压为零的情况下对应可最小斜坡电压以及在输出电压为输入电压的相同的电压的情况下对应于最大斜坡电压。比较器系比较补偿电压和参考电压，且提供使能信号。根据本专利技术的一个实施例的一种启动DC-DC变换器进入预充电输出电压的方法，其包含产生一个与输出电压具有线性关系的参考电压，其中，当输出电压的范围在零和输入电压电平之间时，该参考电压的范围在PWM三角波形的最小电压电平和最大电压电平之间；及当参考电压大约等于由误差放大器比较参考电压和表示输出电压的反馈信号所产生的补偿信号时，使能DC-DC变换器的输出切换。产生参考电压的方法可以包含基于输入电压施加第一电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于直流至直流功率变换器（ＤＣ－ＤＣ）的启动电路，所述ＤＣ－ＤＣ功率变换器系包括一个误差放大器，其将补偿信号提供至一个脉冲宽度调制（ＰＷＭ）电路，所述ＰＷＭ电路使用补偿信号和三角ＰＷＭ波形，以产生ＰＷＭ信号，用于控制开关电路，所述开关电路用于将输入电压转换成为相对于共同功率参考电压的输出电压，所述开关电路还包括一个使能输入端，所述启动电路包括：第一电路，所述第一电路建立三角ＰＷＭ波形的最小峰值电压及最大峰值电压；第二电路，所述第二电路系建立参考电压，所述参 考电压与输出电压具有线性关系，其中，所述参考电压范围从所述最小峰值电压至所述最大峰值电压，而所述输出电压的范围系从所述共同功率参考电压至所述输入电压的电平；比较器，它具有：用于接收补偿信号的第一输入端；用于接收所述参考电压的第二输入 端；及将使能信号提供至所述开关电路的使能输入端的输出端。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：GJ梅哈斯，JW雷斯，BD戴，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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