一种用于对电压发生器进行软启动的方法，包括：禁用输出驱动器；检测输出节点上的电压；将基准电压以受控速率从预定第一电平开始斜变，直到基准电压达到第二电平，该第二电平是输出节点电压的预定函数；当基准电压达到所述第二电平时使能输出驱动器；并随后将基准电压和输出节点电压以受控速率斜变到启动电压电平。一种用于输出电压发生器的软启动电路，包括：比较器，用于一旦在比较器检测到基准电压基本等于输出节点上的电压就使斜坡发生器将基准电压和输出节点上的电压以受控速率斜变至启动电压电平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及功率转换器，尤其涉及用于这类转换器的改进的软启动电路以及方法。
技术介绍
通常通过在电压基准VREF从接地斜变至预定启动电压VBOOT时将VOUT调节为 VREF来对功率转换器进行软启动。在大多数情况下，这目的是为了生成受控的平滑软启动斜变，其不会在输出电流L中导致任何非受控尖峰，或在VOUT上导致任何大电压冲击。如果功率转换器的输出节点被预偏置或预充电以使得VOUT大于O伏，特别地如果VOUT被预充电至比VBOOT更高的电压电平，则这样的任务十分困难。例如，这会在由转换器所供电的负载的操作(诸如，中央处理单元CPU负载的超频)使得VOUT已经被增加到超过其正常规定电平时发生。当转换器被关闭时，输出负载可具有低漏电流，并因此输出电压VOUT会非常缓慢地下降，因而转换器的输出节点长时间保持在高于常规电压电平下的预偏置。如果转换器此时被软启动，则其输出节点预偏置的结果可能是产生大输出电流尖峰和/或电压冲击，这在附连到转换器输出的负载中导致不利的结果，诸如，CPU负载被锁止。
技术实现思路
在一个实施例中，用于对电压发生器进行软启动的方法包括如下步骤禁用输出驱动器；检测输出节点上的电压；将基准电压以受控速率从预定第一电平开始斜变，直到基准电压达到第二电平，该第二电平是输出节点电压的预定函数；当基准电压达到所述第二电平时使能输出驱动器；以及将基准电压和输出节点电压以受控速率斜变到启动电压电平。在另一个实施例中，用于带有输出节点的输出电压发生器的软启动电路包括输出驱动器；第一电压发生器，用于生成基准电压；斜坡发生器，用于使第一电压发生器将基准电压以受控速率从预定第一电压电平开始斜变；以及第一比较器，用于将所述输出节点上的电压与所述基准电压进行比较，并当所述输出节点上的电压基本上不等于所述基准电压时生成第一信号，并当所述输出节点上的电压基本上等于所述基准电压时生成第二信号，所述第一信号使得所述输出驱动器被禁用，所述第二信号使得所述斜坡发生器将基准电压斜变到启动电压电平并使能所述输出驱动器以使得所述输出节点上的电压以受控速率被斜变到所述启动电压电平。附图说明将下面的描述与附图一起结合考虑，可以更为清晰地理解本专利技术的特征、优点和益处，附图只是为了示范目的，并且不旨在限制本专利技术，在附图中图I示出了结合有软启动电路的系统，软启动电路对预偏置(也称为预充电)输出负载进行补偿；图2是根据一个实施例的电压发生器的示意图和框图，该电压发生器可操作用于软启动至预偏置输出；图3是示出了当软启动至预偏置输出时图2的电压发生器的若干信号的电压和逻辑电平相对于时间而绘制的时序图，其中输出电压电平初始低于启动电压；图4是示出了当软启动至预偏置输出时图2的电压发生器的若干信号的电压和逻辑电平相对于时间而绘制的时序图，其中输出电压电平初始高于启动电压；图5是示出用于对具有预偏置输出的电压发生器进行软启动的方法的实施例的流程图； 图6是时序图，示出当软启动至包括I. 5V的预偏置输出电源(VOUT)的预偏置输出时对与图2的电压发生器相关联的斜坡电压、输出电压、输出电感电流以及“功率良好” 信号的仿真，其中启动电压(VBOOT)是I. 2V ;图7是示出了当软启动至预偏置输出时图2的电压发生器的若干信号的电压和逻辑电平相对于时间而绘制的时序图，其中输出电压电平初始高于启动电压并且VREF从大于VBOOT或VOUT的预定电压向下斜变；图8是根据另一个实施例的电压发生器的示意图和框图，该电压发生器可操作用于软启动至预偏置输出；以及图9是根据另一个实施例的电压发生器的示意图和框图，该电压发生器可操作用于软启动至预偏置负载。具体实施例方式给出以下描述以使本领域技术人员能在特定应用及其需求的背景下实施和利用所提供的本专利技术。然而，在此描述的实施例的多种修改对本领域技术人员将会是明显的，而且可将本文所限定的一般原理应用于其它实施例。因此，本专利技术不旨在局限于本文中示出和描述的特定实施例，而应给予与本文中披露的原理和新颖特征一致的最宽范围。图I是根据本专利技术的一个实施例的在示例性系统10(诸如，计算机或电信系统) 中的电压发生器的示意图和框图，该电压发生器被实现为功率供给器或转换器100，其包括软启动电路。功率转换器100包括常规DC到DC开关模式功率转换器，其被用于在节点118 上提供经调节的输出电压V0UT，用于对负载120供电。如图I所示，系统10包括电源20， 电源20耦合至功率转换器100。电源20可以是常规AC到DC电源、电池、或另一种本领域公知的电源。负载120可以是以下中的一个或多个处理器130、存储器140、总线150、上述的两个或多个的组合、或一些其他负载。电压VOUT以虚线124、126和128来示意性地示出，分别耦合到处理器130、存储器140以及总线150。处理器130可以是以下的一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器、或本领域公知的其他处理系统。在一个实施例中，处理器130由总线150耦合到存储器140。存储器140可以是以下的一个或多个静态随机存取存储器、动态随机存取存储器、只读存储器、闪存、或其他存储器。总线150可以是以下的一个或多个片上(集成电路制式)总线、片下总线、或本领域公知的其他总线。处理器130、存储器140以及总线150可以被结合在一个或多个集成电路和/或其他组件中。根据一个实施例的启动系统提供了一种新颖的方法以对电压发生器进行软启动， 该电压发生器的输出节点或端子已经被预偏置或预充电至一未知电压。本新方法通过将输出电压VOUT与基准电压VREF进行比较来进行。VREF在启动期间从第一电压电平进行斜变，直到达到第二电平为止，该第二电平是输出电压VOUT的预定函数。随后将VOUT和VREF 按照受控速率斜变至启动电压电平VB00T。VBOOT是电压调节器在软启动中被编程为启动至的初始电压。图2是电压发生器300的示意图和框图，电压发生器300在一个实施例中操作为功率转换器，在其输出节点已经被预偏置或预充电的情况下进行软启动。在此实施例中，功率转换器300包括调节器301、DC-DC降压转换器315以及补偿网络331。调节器 301包括软启动电路303、误差放大器309、脉宽调制器(PWM)310以及输出驱动器311。调制器310生成脉宽调制信号(PWM信号)，该信号被耦合至输出驱动器311以驱动降压转换器315。输出驱动器311提供上选通(UGATE)和下选通(LGATE)输出信号，以控制降压转换器315。在图2所示的实施例中，降压转换器315生成输出电压VOUT，VOUT的电平由PWM 信号的占空比所控制。降压转换器315包括一对电气开关111和113，在一个实施例中每一个电气开关均被配置为N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。电气开关111 和113具有串联耦合在输入电压VIN和接地之间的源极和漏极端子，并形成中间节点103。 UGATE信号被提供给开关111的栅极输入,LGATE信号被提供给开关113的栅极输入。输出电感107 (Lqut)被耦合在节点103和输出节点或端子118之间。输出电容108 (Cqut)被耦合在输出节点118和接地之间。输出电压VOU本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.11 US 61/441,784;2011.12.15 US 61/576,174;1.一种用于对电压发生器进行软启动的方法，包括 禁用输出驱动器； 检测输出节点上的电压； 以受控速率将基准电压从预定第一电平开始斜变，直至基准电压达到第二电平，所述第二电平是所述输出节点电压的预定函数； 当所述基准电压达到所述第二电平时，使能所述输出驱动器；以及 将所述基准电压和所述输出节点电压以受控速率向启动电压电平斜变。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二电平等于所述输出节点电压。3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，一旦所述基准电压达到所述第二电平，如果所述输出节点电压大于所述启动电压电平，所述基准电压向下斜变至所述启动电压电平，如果所述输出节点电压小于所述启动电压电平，所述基准电压向上斜变至所述启动电压电平。4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，一旦所述基准电压斜变至所述启动电压电平，生成功率良好信号。5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，还包括生成开始(start)信号，以开始所述基准电压从所述第一电平的斜变。6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一电平是接地。7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一电平是高于所述第二电平和所述启动电压电平的电压。8.一种用于带有输出节点的输出电压发生器的软启动电路，包括 输出驱动器； 第一电压发生器，用于生成基准电压； 斜坡发生器，用于使得所述第一电压发生器将所述基准电压以受控速率从预定第一电压电平开始斜变；以及 第一比较器，用于将所述输出节点上的电压与所述基准电压进行比较，并用于在所述输出节点上的电压基本不等于所述基准电压时生成第一信号，并在在所述输出节点上的电压基本等于所述基准电压时生成第二信号，所述第一信号使得所述输出驱动器被禁用，所述第二信号使得所述斜坡发生器将所述基准电压斜变至启动电压电平并使能所述输出驱动器以使得所述输出节点上的电压以受控速率斜变至所述启动电压电平。9.如权利要求8所述的软启动电路，其特征在于，响应于所述第二信号，所述输出驱动器使得所述输出节点上的电压以与所述基准电压基本相同的速率斜变至所述启动电压电平。10.如权利要求8所述的软启动电路，其特征在于，还包括第二比较器，用于当所述输出节点上的电压基本等于所述启动电压电平时生成功率良好信号。11.如权利要求8所述的软启动电路，其特征在于，一旦所述基准电压基本等于所述输出节点上的电压，所述斜坡发生器在所述输出节点电压大于所述启动电压电平的情况下使得所述基准电压向下斜变...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·埃文斯，B·M·杜杜曼，C·C·马尼恩，
申请(专利权)人：英特赛尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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