本发明专利技术公开了一种电容复用的软启动电路及其方法，包括：误差放大器，其被耦合以接收系统的反馈信号和参考电压信号作为输入，以提供开关信号；一复用单元；选通开关，根据误差放大器提供的开关信号，切换选择连接一软启动微电流源或误差放大器的输出，选通开关的输出耦合连接接地的复用单元；PWM模式比较器，其被耦合以接收复用单元的电压作为反向输入端的输入；电路软启动时，选通开关切换到软启动微电流源的输出，复用单元用作充电用，电路软启动结束后，选通开关切换为误差放大器的输出，复用单元作为补偿用。本发明专利技术利用系统固有的误差放大器进行状态判定，加上简单的逻辑控制，可以在基本不增加额外器件的情况下实现精确的软启动时间控制，极大地降低了系统成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种开关电源电路的软启动实现方法，该方法的特点是软启动计时使用系统必需的补偿电容，同时利用系统固有的误差放大器进行状态判定，而不像别的启动方式，需要引入额外的集成电路器件。本专利技术属于微电子领域模拟集成电路设计。
技术介绍
开关电源在输入电路合闸瞬间，会有很大的瞬时浪涌电流产生，所以一般开关电源电路都采用软启动方式进行逐步分流。软启动可以在电路的很多地方实现，比较常见的是在误差放大器的输出端实现， 这样可以逐步控制系统总限定电流，达到逐步放开总电流的目的。可以先看看开关电源的工作过程当开关电源输入电压上电以后，芯片内的初级线性电压源为片内各模块提供电源和偏置。当电源稳定后，片内的软启动电路开始工作。软启动电路一方面控制充电过程， 给输出端的电容充电；另一方面，软启动电路要消除大的浪涌电流。当输出电压达到某一阈值时，转由片内的控制回路来控制输出端电容的充、放电过程，以保持输出电压的稳定，软启动电路的作用到此结束。这就是电源系统启动时的工作过程。在这个过程中，时间控制是比较重要的。它决定了系统为了软启动，而额外增加的电路规模。常规方式要么使用计数器，要么使用固定用途的电容。而本专利技术仅仅使用系统必需的补偿电容和误差放大器，达到了节省电路面积之目的。常规方式中，为了得到软启动的时间控制，一般都是采用图1或者图2的方式。其中，图1是传统的采用计数器201对固定的时钟进行计数的电路图。包括误差放大器101、补偿电容103和电阻104、软启动结束选通开关105以及PWM模式比较器102， 以虚线框标示出来的是涉及启动的电路部分。其中的计数器201有η个输出端Q1、Q2…… Qn，它们每个之间的时延可以是等间隔的，也可以是不等间隔的，它们分别控制不同的开关 221,222……22η，当最后一个开关22η切换之后，设定的时间到了，开关105将误差放大器 101的输出接入电路，整个软启动过程结束。这种方法比较简单也最常见，但需要大量的D 触发器和译码电路。图2是另一种传统的采用电流源301给专门的电容304充电来完成软启动的时间控制电路图，其中包括，误差放大器101、补偿电容103和电阻104、软启动结束选通开关105 以及PWM模式比较器102，以虚线框标示出来的是涉及启动的电路部分。当系统总输出电压到达一定值之后，反馈电压比参考电压高之后，比较判决单元即比较器302输出一个控制信号，将充电支路断开。和上面的方式相比，系统限流是线性上升的。这种方式中，如果电容304是片内的话，它会大大增加芯片面积，如果是片外的话，系统的成本也会大大上升。
技术实现思路
本专利技术是一种改进了的软启动控制方法。考虑到一般误差放大器输出端是电路主极点，此处有一个大电容，于是可以将这个电容也用于软启动控制之中。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下一种复用的软启动电路，应用于一开关电源系统中，其特征在于，包括一误差放大器，其被耦合以接收所述系统的反馈信号和参考电压信号作为输入， 以提供开关信号；一复用单元；一选通开关，根据所述误差放大器提供的所述开关信号，切换选择连接一软启动微电流源或所述误差放大器的输出，所述选通开关的输出耦合连接所述复用单元并接地；一 PWM模式比较器，其被耦合以接收所述复用单元的电压作为反向输入端的输入；其中，所述电路软启动时，所述选通开关切换到所述软启动微电流源的输出， 所述复用单元用作充电用，当所述电路软启动结束后，所述选通开关切换为所述误差放大器的输出，所述复用单元作为补偿用。比较好的是，所述软启动电路进一步包括一控制逻辑单元，其被耦合以接收所述误差放大器的输出，并用以控制所述选通开关的切换。比较好的是，所述控制逻辑单元包括一个施密特触发器。比较好的是，所述复用单元包括一个电容，比较好的是，所述复用单元进一步包括与所述电容串联的一电阻。比较好的是，所述复用单元是一高阶的低通滤波器。本专利技术公开了一种采用电容复用的软启动电路的方法，包括产生一开关信号，所述开关信号用于切换选择一微电流源或一误差放大器的输出；当软启动时，所述开关信号选通接入所述微电流源，所述软启动电路的反馈节点电压上升；当所述反馈节点电压高于一参考电压时，所述误差放大器输出逻辑低电压，所述开关信号选通接入所述误差放大器，软启动结束。比较好的是，所述电路软启动时，所述复用单元用作充电用，当所述电路软启动结束后，所述复用单元作为补偿用。本专利技术的软启动时间由电流给电容充电来控制，软启动使用的充电电容和系统正常的补偿电容是同一电容，由简单的判决逻辑来判定这个过程的开始和结束。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对本专利技术方法的详细描述中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。图1是传统的采用计数器对固定的时钟进行计数的软启动电路；图2是采用电流源301给专门的电容304充电来完成软启动的时间控制电路；图3是本专利技术的电路示意图；图4是图3的电路波形示意图。具体实施例方式下面结合图3，给出本专利技术的一个具体实施例子，并予以详细说明。本专利技术的采用电容复用的软启动电路，包括误差放大器101、PffM模式比较器102、 电阻103和电容104组成的复用单元，以及软启动控制开关105，并在此基础上，还加上一个微电流源306和逻辑控制单元307构成的。此图只是一个具体的实施方式，对这个方式所4做的简单修改、等效变化或者修饰，皆落入本专利技术专利的权利要求保护范围。当该电路上电时，软启动控制开关105默认将电流源306接入回路，于是PWM模式比较器102正向输入端，即节点501的电压随时间逐步上升，而这个值也控制了系统的限流值，使系统总电流逐步上升。这样，系统输出电压由于输出电流给输出电容充电而上升，导致反馈节点511处电压上升。误差放大器101在整个软启动过程中，工作在非线性状态，即误差放大器101此处作为比较器工作。在软启动过程结束前，反馈节点511处电压比系统的参考电压VREF，即参考电压输入端510处电压要低，于是误差放大器101输出始终为电源电压，即逻辑高；只有软启动结束后，由于反馈电压大于参考电压而使误差放大器输出逻辑低电压。随着时间推移，节点501电压越来越高，输出电压也越来越高，反馈电压VFB也随之升高。当反馈电压VFB升高到比参考电压VREF要高时，误差放大器101输出发生了变化， 节点500电压跳到了低电压。而其后的控制逻辑单元307检测到了这个变化后，将软启动控制开关105切换至误差放大器101的输出端，这样整个系统的软启动过程完成。逻辑控制单元307比较典型且简单的实现是采用施密特触发器。图4是上述整个过程的波形示意图。在这里和下面的分析之中，忽略了斜率补偿和静态偏置部分的影响。PWM模式比较器102的同相输入端电压Vcomp在微电流源306给补偿支路103、104充电的作用下逐步升高；Vcomp电压逐步升高导致输出电感平均电流IL 升高，这样输出点电压Vout由于电流给输出电容Cout充电而升高，输出点电压Vout升高导致参考电压VFB电压升高，当参考电压VFB升高到大于参考电压VREF时，控制逻辑307 检测到了这个变化，它发出一个信号，将PWM模式比较器102的同向输入端切换到误差放大器101的输出端，软启动过本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王立龙，王家庆，
申请(专利权)人：华润矽威科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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