用于DC-DC转换器系统的软启动电路技术方案

本实用新型专利技术提出一种用于DC

【技术实现步骤摘要】
用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路


[0001]本技术属于DC
‑
DC转换器
，尤其涉及一种用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路。

技术介绍

[0002]如说明书附图1所示，为DC
‑
DC转换器系统框图，带隙基准(Bandgap)和时钟(OSC)为系统提供时钟和基准，误差放大器EA、PWM比较器、内部Type II型补偿电路、斜波补偿电路(Slope Compensation)、峰值电流检测电路(Peak Current Sensing Circuit)、驱动逻辑控制(Logic Control)、功率管MP和同步整流管MN构成主体控制环路，软启动(Soft Start)、关断电路(Shut Circuit)、欠压锁存(UVLO)和过温保护(Thermal Detect)等构成其它辅助电路。
[0003]刚上电时，由于转换器的输出电压为零，反馈电压VFB与基准电压VREF的差值很大，造成输出端电流浪涌和电压上冲，导致器件甚至电子系统的损坏，为了避免这一现象，必须加入软启动电路。一般的软启动需要外部引脚挂载电容，从而过多占用电路板的空间。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的缺陷，本技术提出一种用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路，旨在实现软启动电路可以实现集成在片内，无需引脚和外挂电容。且基于电流差的原理可以实现片内电容较小，进一步节省了面积和成本。
[0005]本技术具体采用以下技术方案：
[0006]一种用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路，其特征在于：具有电流差的第一电流源和第二电流源相连接，连接部接入第一放大器的反相输入端，第二电流源的两端并联有电容C1和开关管S1；所述第一放大器的正向输入端接入基准电压V
ref
，输出端接入开关管S2的基极，并经延迟器和反相器接入开关管S1的基极；第三电流源经开关管S2输出软启动电路的输出电压V
ref_ss
再连接电容C2；所述电容C1、电容C2、开关管S1均有一端接地。
[0007]作为一种优选方案，基准电压V
ref
及输出电压V
ref_ss
分别输入至第二放大器的正向输入端和反响输入端，第二放大器的的输出端作为控制电压SEL，经一反相器作为控制电压SELB；
[0008]开关管Mp1与偏置电流源I
bias
相连接，且开关管Mp1的发射极经模拟开关TG1，基极和集电极经模拟开关TG2，分别连接开关管Mp2和Mp3的基极；所述模拟开关TG1接入控制电压SELB和控制电压SEL之间，模拟开关TG2则接入控制电压SEL和控制电压SELB之间；
[0009]所述开关管Mp2和Mp3经开关管MN1和MN2构成的1：β的电流镜接地，且开关管Mp3和开关管MN2的连接处接开关管Mp4的基极；所述开关管Mp4经开关管MN3接地，且连接部接入第一放大器的反相输入端，开关管MN3的两端并联有电容C1和开关管Ms1；
[0010]所述第一放大器的正向输入端接入基准电压V
ref
，输出端接入开关管Mp6的基极，并经3个反相器接入开关管Ms1的基极；开关管Mp4的集电极接开关管Mp5的基极；所述开关
管Mp5经开关管Mp输出软启动电路的输出电压V
ref_ss
再连接电容C2；所述电容C1、电容C2、开关管Ms1均有一端接地。
[0011]本技术及其优选方案实现软启动电路可以实现集成在片内，无需引脚和外挂电容。且基于电流差的原理可以实现片内电容较小，进一步节省了面积和成本。
附图说明
[0012]下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步详细的说明：
[0013]图1为现有技术峰值电流模PWM降压型DC
‑
DC系统框图；
[0014]图2为本技术实施例软启动电路原理图；
[0015]图3为本技术实施例软启动时序图；
[0016]图4为本技术实施例作为优选方案软启动电路图；
[0017]图5为本技术实施例启动仿真结果图。
具体实施方式
[0018]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：
[0019]如图2所示，作为本专利技术软启动电路所设计的最基础方案，其电路的原理是电容电压分段充电上升至基准电压V
ref
后送给误差放大器，该过程为DC
‑
DC转换器的软启动，因此产生一个控制电容分段充电的信号至关重要。图2中，电流I1和I2存在微弱电流差I
C1
、电容C
S1
和开关S1构成斜波产生电路，斜波V
ramp
与V
ref
相比较，产生控制电容C
S2
的充电信号V
cmp
，直至V
ref_ss
等于V
ref
时停止，V
ref_ss
送给运放EA后启动完成，启动时序如图3所示。
[0020]图4所示为根据上述原理设计的一种完整的软启动电路，当V
ref_ss
小于V
ref
，SEL为低电平，由MOS构成模拟开关TG1关闭，模拟开关TG2打开，电流镜像后IC1给C1充电，V
ramp
上升，此时V
cmp
为低电平，Mp6导通，I
s2
对电容C2充电；当V
ramp
上升至V
ref
时，V
cmp
为高电平，Mp6截止，I
s2
停止对电容C2充电，同时V
s1
为高电平，Ms1导通，C1开始放电，V
ramp
下降，如此反复；直到V
ref_ss
等于V
ref
时，SEL为高电平，电流镜像管MS1关闭，V
ramp
接近V
ref
值，V
cmp
维持高电平，因此V
ref_ss
维持在V
ref
值，启动结束。
[0021]设置上电时间为100ns，进行模拟仿真，图5为启动仿真结果图，前4个波形对应图3的启动时序图，最后一个波形对应V
ref
，可以看出，V
ref_ss
达到稳定的时间大于300us，可以较好地避开上电瞬间导致的电流浪涌等问题。
[0022]本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路，凡依本技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路，其特征在于：具有电流差的第一电流源和第二电流源相连接，连接部接入第一放大器的反相输入端，第二电流源的两端并联有电容C1和开关管S1；所述第一放大器的正向输入端接入基准电压V
ref
，输出端接入开关管S2的基极，并经延迟器和反相器接入开关管S1的基极；第三电流源经开关管S2输出软启动电路的输出电压V
ref_ss
再连接电容C2；所述电容C1、电容C2、开关管S1均有一端接地。2.根据权利要求1所述的用于DC
‑
DC转换器系统的软启动电路，其特征在于：基准电压V
ref
及输出电压V
ref_ss
分别输入至第二放大器的正向输入端和反向输入端，第二放大器的输出端作为控制电压SEL，经一反相器作为控制电压SELB；开关管Mp1与偏置电流源I
bias

【专利技术属性】
技术研发人员：黄淑燕，宋佳，胡晓华，
申请(专利权)人：福建江夏学院，
类型：新型
国别省市：