用于切换式直流/直流转换器的芯片上软启动电路的方法技术

本发明专利技术提出了一种切换式直流/直流转换器的控制方法，包含步骤：当输出电压小于或等于第一预定值时，使该转换器的切换频率运作于额定值乘以第二预定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种切换式直流/直流转换器(switching mode DC/DC converter) 的软启动电路(soft-start circuit)的方法，尤指一种切换式直流/直流转换器的芯片上 (on-chip)软启动电路的方法。
技术介绍
各种不同的直流/直流转换器，都会遭遇到在启动时期所出现的突波电流 (inrush current)与过冲电压(overshoot voltage)，将损害全系统、减低功率效率以及导致系统错误。因此，软启动的功能被用于平稳地增加输出电压与电感电流至其目标值，以减低上述的该突波电流与该过冲电压。许多不同类型的软启动电路已被执行。现有的具软启动电路的降压型直流/直流转换器如图1所示。在图1中，该直流/直流转换器包括模式切换电路(mode switch circuit)、软启动电路(soft-start circuit)、误差放大器、第一比较器、第二比较器、振荡器、驱动器、开关、二极管、电感、电容、第一电阻与第二电阻。该开关与该电感及该二极管耦合于节点SW，该直流/直流转换器接收输入电压VIN并产生输出电压V0，且该第一电阻与该第二电阻所组成的分压电路产生该输出点压VO的感测电压Vfb， 用于反馈至该直流/直流转换器的该误差放大器的输入端。然而，当责任比(duty ratio) = V0/VIN太低(例如，少于10%时)，且切换频率也非常低(例如，50KHz)时，该突波电流与该过冲电压将远高于该直流/直流转换器所能承受的安全范围。如图1所示的直流/直流转换器，当责任比太低，且切换频率也非常低时的电感电流iL，输出电压VO的感测值(Vfb)与节点SW处的电压Vsw的波形如图2所示。在图2与Vfb有关的波形中，呈梯型的波形是显示该直流/直流转换器所能承受的安全范围， 而Vfb的波形在略大于500 μ秒处，开始超出该安全范围。当切换频率太高时(例如，IMHz)，该突波电流与该过冲电压仍将发生，并高于该直流/直流转换器所能承受的安全范围。如图1所示的直流/直流转换器，当切换频率太高时的该电感电流iL，该输出电压的感测值(Vfb)与该节点SW处的电压Vsw的波形如图3 所示。在图3与Vfb有关的波形中，呈梯型的波形亦是显示该直流/直流转换器所能承受的安全范围，而Vfb的波形始终超出该安全范围，且在约为100 μ秒处，开始大幅超出该安全范围。本人鉴于现行方案的上述缺陷，努力改进，提出新方案“”，详述如下。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，用以抑制该转换器于软启动时所产生的突波电流与过冲电压。本专利技术的又一主要目的在于提供一种切换式直流/直流转换器的控制方法，包含步骤当该转换器的输出电压的检测值小于或等于第一预定值时，使该转换器的切换频率运作于额定值(rated value)乘以第二预定值，以抑制该转换器于软启动时所产生的突波电流(inrush current)与过冲电压(overshoot voltage)至少其一。本专利技术的另一主要目的在于提供一种直流/直流转换器的控制方法，包含下列的步骤当该转换器的输出电压的检测值大于第一预定值时，使该转换器的切换频率运作于额定值；以及当该输出电压的该检测值小于或等于该第一预定值时，使该转换器的该切换频率运作于该额定值乘以第二预定值。本专利技术的另一主要目的在于提供一种切换式直流/直流转换器的控制方法，包含步骤当该转换器的输出电压小于或等于该第一预定值时，使该转换器的工作频率运作于额定值乘以第二预定值。为了让本专利技术的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较优实施例，并配合所附图式，作详细说明如下附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1为现有的具软启动电路的降压型直流/直流转换器的电路示意图；图2为依据现有的直流/直流转换器的控制方法，当责任比较低，且切换频率也较低时，如图1所示的该直流/直流转换器的电感电流iL，输出电压的感测值Vfb与节点SW 处的电压Vsw的波形图；图3为依据现行的一直流/直流转换器的控制方法，当切换频率较高时，如图1所示的该直流/直流转换器的该电感电流iL，该输出电压的感测值(Vfb)与该节点SW处的电压Vsw的波形图；以及图4为依据本专利技术的第一较优实施例的直流/直流转换器的控制方法，如图1所示的该直流/直流转换器的该电感电流iL，该输出电压的感测值Vfb与该节点SW处的电压 Vsw的波形图。具体实施例方式本专利技术提供一种切换式直流/直流转换器的芯片上软启动电路的方法。本专利技术在软启动期间调适性地交换切换频率以解决上述该转换器于软启动时所产生的该突波电流与该过冲电压的问题。依据本专利技术的第一较优实施例的切换式直流/直流转换器(例如图1)的控制方法，包含步骤当该转换器的输出电压(VO)的检测值(Vfb)小于或等于第一预定值时，使该转换器的切换频率运作于额定值乘以第二预定值，以抑制该转换器于软启动时所产生的突波电流与过冲电压至少其一。该转换器包括输入端(例如，该误差放大器的输入端)，且该方法更包括下列的步骤反馈该检测值(Vfb)至该输入端，据以调整该输出电压(VO)；以及当该输出电压(VO)的该检测值(Vfb)大于该第一预定值时，使该转换器的该切换频率运作于该额定值。该转换器包括二输出端与并联电连接于该二输出端的分压电路(例如，图1 中的该第一电阻与该第二电阻所组成的一分压电路)，该分压电路用以检测该输出电压VO 的该检测值(Vfb)，该第一预定值为该分压电路的额定输出值(Vfb的额定值)乘以第一比率，该第二预定值为第二比率。例如，该第一比率为0. 75，该第二比率是介于1/3到1/4的范围之间。该分压电路包含串联电连接的该第一与该第二电阻，且该额定输出值为该第二电阻的电压降。当如图1所示的该直流/直流转换器的该感测电压Vfb小于Vfb的额定值的75% 时，将该直流/直流转换器的切换频率设定于较低的频率(例如切换频率fsw = fnor/n, η = 3-4，其中fsw为目前的切换频率，fnor为切换频率的额定值)。当该感测电压Vfb的检测值大于Vfb的该额定值的75%时，则将该直流/直流转换器的该切换频率设定于该切换频率的该额定值。如此一来，则该突波电流与该过冲电压的问题可被显著地改善。当责任比(duty ratio)与该切换频率分别为第一与第二相对较低值，或者当该切换频率为相对较高值时，该转换器于该软启动时将产生该突波电流与该过冲电压。如前所述，当责任比(duty ratio)与该切换频率分别为第一与第二相对较低值， 或者当该切换频率为相对较高值时，该转换器于该软启动时将产生该突波电流与该过冲电压。该转换器接收输入电压VIN与产生该输出电压V0，该责任比=V0/VIN，该第一相对较低值是0. 1，该第二相对较低值是50KHz，且该相对较高值是IMHz。依据本专利技术的第一较优实施例的切换式直流/直流转换器的控制方法，如图1所示的该直流/直流转换器的该电感电流iL，该输出电压的感测值(Vfb)与该节点SW处的电压Vsw的波形如图4所示。在图4与Vfb有关的波形中，呈梯型的波形也是显示该切换式直流/直流转换器所能承受的安全范围。在图4中Vfb很明显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄崇光，段晓明，张荣璋，
申请(专利权)人：汉能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：