本发明专利技术公开了一种用于DC-DC升压变换器的预充电电路及预充电方法，其通过调节流过所述参考晶体管的参考电流，以使所述参考电流保持不变；控制所述参考晶体管的漏极电压跟随所述功率晶体管的漏极电压变化，以使所述参考晶体管与所述功率晶体管在预充电过程中为电流镜电路，通过所述功率晶体管对所述参考晶体管的镜像，获得一恒定的镜像电流来作为预充电电流，这样即实现了所述预充电电路的预充电电流保持不变。本发明专利技术不但能够进行预充电以升高输出电压，而且能够保证在预充电过程中，预充电电流不变，满足快速启动负载的要求。此外，本发明专利技术所述的预充电控制技术方案的预充电电流的启动电流小，维持时间长，因而电路损耗更小，稳定性更高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电カ电子
，更具体的说，涉及一种用于DC-DC升压变换器中的预充电电路及预充电方法。
技术介绍
DC-DC升压变换器可应用于多种不同的电子设备中，在DC-DC升压变换器的启动过程中，为了避免在启动时強大的冲击电流损坏电子设备，一般在变换器正式启动工作前进行预充电，即预先充电使其输出电压达到与输入电压较接近。因此，在DC-DC升压变换器的电路设计中，预充电电路是不可缺少的ー个环节。參考图1A,所示为传统的一种预充电电路,其功率晶体管PFET和參考晶体管Pl组成一电流镜电路，功率晶体管PFET的漏极电压作为输出电压，在正式启动工作前，所述预充电电路对输出电压进行预充电，使其升闻到与输入电压较相近；其中，迟滞比较器Wr接收输出电压和输入电压，并产生ー预充电控制信号，所述预充电控制信号用以控制系统预充电状态和正式启动工作状态的切換。功率晶体管NFET在预充电阶段处于关断状态。这种电路的缺点是随着输出电压的不断升高，其功率晶体管PFET的漏源电压差会逐渐减小，因此，其充电电流也会减小，如图IB所示，为图IA所示预充电电路的工作波形图，充电电流Idiaw随着输出电压Vtjut的增加而减小，在输出电压Vtjut接近于输入电压Vin吋，充电电流Idiaw会降到很低，甚至接近于零，这样会导致后续ー些较大的负载无法启动，限制了启动过程中负载的大小，而且会导致DC-DC升压变换器启动时间的延迟。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供ー种用于DC-DC升压变换器的预充电电路及预充电方法，通过控制參考晶体管的漏源电压跟随功率晶体管的漏源电压变化，同时控制流过參考晶体管的參考电流保持不变，以此来控制功率晶体管的电流保持不变，实现DC-DC升压变换器的预充电过程中预充电电流不随输出电压变化，能維持在负载启动所需的电流值。并且，本专利技术的预充电电流起始电流小，稳定时间长，其损耗更小，可靠性更高。依据本专利技术的一种用于DC-DC升压变换器的预充电方法，所述DC-DC升压变换器中的预充电电路包含一由參考晶体管和功率晶体管组成的电流镜电路，包括以下步骤S1 :调节流过所述參考晶体管的參考电流，使所述參考电流维持不变；S2 :控制所述參考晶体管的漏源电压跟随所述功率晶体管的漏源电压变化，以使所述參考晶体管的漏源电压与所述功率晶体管的漏源电压保持相等；S3 :通过所述功率晶体管对所述參考晶体管的镜像，获得ー恒定的镜像电流，来作为所述预充电电路的预充电电流。进ー步的，在步骤SI中，当所述參考电流减小时，控制所述參考晶体管的栅源电压增大以提闻流过所述參考晶体管的參考电流；当所述參考电流增大时，控制所述參考晶体管的栅源电压减小以降低流过所述參考晶体管的參考电流。进ー步的，在步骤S2中，控制所述參考晶体管的漏极电压跟随所述功率晶体管的漏极电压变化，以使所述參考晶体管的漏极电压与所述功率晶体管的漏极电压保持为相坐寸ο依据本专利技术的一种用于DC-DC升压变换器的预充电电路，所述预充电电路包含由參考晶体管和功率晶体管组成的电流镜电路，其特征在于，所述预充电电路还包括ー电压箝位电路和电流调节电路，其用以控制所述预充电电路的预充电电流保持不变，其中，所述电流调节电路的ー输入端与所述电压箝位电路连接，另ー输入端接收ー參考电压，其输出端接到所述參考晶体管和所述功率晶体管的栅极，所述电流调节电路将接收到的表征流过所述參考晶体管的參考电流的检测电压与所述參考电压进行比较，井根据比较的结果来调节流过參考晶体管的參考电流，以使所述參考电流保持不变；所述电压箝位电路分别与所述參考晶体管和所述功率晶体管的漏极相连接，所述电压箝位电路用以控制所述參考晶体管的漏源电压与所述功率晶体管的漏源电压保持相等，以在预充电过程中所述參考晶体管和所述功率晶体管保持为电流镜电路。优选的，所述电压箝位电路对所述參考晶体管的漏极电压进行箝位控制，以使所述參考晶体管的漏极电压与所述功率晶体管的漏极电压为相等。进ー步的，所述电压箝位电路具体包括一第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管与所述參考晶体管串联连接后经ー取样电路连接至地；所述第二晶体管与所述功率晶体管串联连接后经ー稳流电路连接至地，且所述第ニ晶体管的栅极与所述第一晶体管的栅极相连接，所述第二晶体管的栅极与其漏极相连接。进ー步的，所述电流调节电路包括一误差放大器，所述误差放大器的同相输入端接所述第一晶体管和所述取样电路的公共连接点，反相输入端接收所述參考电压，其输出端连接至所述參考晶体管和所述功率晶体管的栅极，所述第一晶体管和所述取样电路的公共连接点的电压作为表征流过所述參考晶体管的參考电流的检测电压，当所述检测电压小于所述參考电压时，所述误差放大器输出ー负电平的误差电压イM号以提闻流过所述參考晶体管的參考电流；当所述检测电压大于所述參考电压时，所述误差放大器输出一正电平的误差电压信号以降低流过所述參考晶体管的參考电流。优选的，所述參考电压的电压值为根据所述DC-DC升压变换器的负载大小来调节。本专利技术的ー种DC-DC升压变换器中的预充电电路通过电压箝位电路对所述參考晶体管的漏极电压进行箝位控制，以使參考晶体管的漏极电压跟随功率晶体管的漏极电压的变化，从而保证所述參考晶体管和所述功率晶体管的漏源电压为相等，这样，在输出电压预充电的过程中，根据电流镜原理，当所述參考晶体管流过的參考电流不变时，所述功率晶体管流过的电流也不变，这样即实现了所述预充电电路的预充电电流不随输出电压的变化，能維持在一固定值。本专利技术解决了现有技术在预充电过程中预充电电流下降的问题，使预充电电流能稳定在一固定值，可靠性好，启动快。附图说明图IA所示为传统的一种预充电电路；图IB所示为图IA所示预充电电路的工作波形图；图2A所示为依据本专利技术的一种用于DC-DC升压变换器的预充电电路；图2B所示为图2A所示预充电电路的工作波形图；图3所示为依据本专利技术的一种用于DC-DC升压变换器的预充电方法的流程具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髄和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。參考图2A，所示为依据本专利技术的一种用于DC-DC升压变换器的预充电电路，所述预充电电路包含有一參考晶体管Qr，所述參考晶体管Qr与所述DC-DC升压变换器中的功率晶体管Qm构成ー电流镜电路，其中，所述參考晶体管Qr和所述功率晶体管Qm为同一类型的晶体管，其面积比为I : N，所述功率晶体管Qm的漏极电压作为输出电压，在预充电过程中，进行预充电的输出电压可根据需要控制，一般为充电到输入电压的90%左右。本专利技术的所述预充电电路还包括电压箝位电路201和电流调节电路202，其用以控制所述预充电电路的预充电电流保持不变。其中，所述电压箝位电路201具体包含有第一晶体管Q1、第二晶体管Q2，所述第一晶体管Ql与所述參考晶体管Qr串联连接后经ー取样电路连接至地，所述第一晶体管Ql和所述參考晶体管Qr的公共连接点设为NI点；所述第二晶体管Q2与所述功率晶体管Qm串联连接后经ー稳流电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董晋平，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。