一種快速軟啟動電路的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及DC-DC開關(guān)電源領(lǐng)域，提供了一種快速軟啟動電路。
[0002]【背景技術(shù)】:
DC-DC開關(guān)電源因效率高、體積小、易攜帶等優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、汽車和消費電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。然而，DC-DC開關(guān)電源在啟動過程中會產(chǎn)生浪涌電，造成輸出過沖。因而常常需要在開關(guān)電源中設(shè)置軟起動電路，以減小或消除啟動過程中因浪涌電而造成的輸出過沖。傳統(tǒng)軟起動電路多為恒流源給電容充電，電容電壓緩慢上升，使得控制電壓緩慢上升，電感電流緩慢上升，輸出電壓緩慢上升，而實現(xiàn)軟啟動。因而，傳統(tǒng)軟起動電路具有啟動時間長、需要大電容、不利于集成的缺點。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明通過限制電感峰值電流、開關(guān)管固定關(guān)斷時間的方式，實現(xiàn)快速軟啟動；通過電流控制位調(diào)節(jié)峰值電流值，實現(xiàn)不同負(fù)載下的快速軟啟動，提供一種快速軟啟動電路。
[0004]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:一種快速軟啟動電路，包括電流檢測模塊、控制電壓生成模塊、比較器模塊、固定關(guān)斷時間模塊、選擇器、驅(qū)動電路、軟啟動檢測模塊以及參考電壓模塊；其中電流檢測模塊輸入端連接電流檢測端口，輸出端連接比較器模塊正向端，比較器模塊負(fù)向端連接控制電壓生成模塊，比較器輸出端連接固定關(guān)斷時間模塊，固定關(guān)斷時間模塊連接選擇器，選擇器連接輸入信號，選擇器連接軟啟動檢測模塊，選擇器連接驅(qū)動電路，驅(qū)動電路連接開關(guān)管，參考電壓模塊連接控制電壓生成模塊，參考電壓模塊連接軟啟動檢測模塊，控制電壓生成模塊輸入端連接電流控制位。
[0005]所述的控制電壓生成模塊包括N位譯碼器、運(yùn)放OP1、M0S管麗1、2N個串聯(lián)電阻、2 N個開關(guān)；N位譯碼器輸入端連接N位電流控制位，輸出端分別接2N個開關(guān)；2N個電阻串聯(lián)，第一個電阻接地，最后一個電阻接OP的負(fù)向端和MNl的源端，串聯(lián)電阻的公共端分別連接2Ν4個開關(guān)，最后一個電阻的另一端接第2 開關(guān)，2 開關(guān)另一端共同連接比較器模塊負(fù)向端；0Ρ正向端接參考電壓模塊，OP輸出端連接麗I的柵端；麗1的漏端連接電源。
[0006]所述的N位譯碼器為Ν_2ν*碼器。
[0007]所述的固定關(guān)斷時間模塊包括一個或門、兩個或非門、一個反相器、一個電容、一個電流源和一個NMOS管ΜΝ2 ;其中，或門兩輸入端分別接比較器輸出端和軟啟動檢測模塊，或門輸出端接第一或非門和ΜΝ2的柵端，ΜΝ2的源端接地，ΜΝ2的漏斷接電流源，ΜΝ2的漏端接電容，ΜΝ2的漏端接第二或非門；電流源另一端接電源；電容另一端接地；第一或非門的輸出端接第二或非門輸入端和反向器輸入端，第一反相器輸出端接選擇器；第二或非門輸出端接第一或非門輸入端。
[0008]所述的軟啟動檢測模塊包括電阻Rl、R2，遲滯比較器C0MP2、C0MP3 ;其中Rl —端連接R2和C0MP2的負(fù)向端和C0MP3的正向端，電阻Rl另一端接地，電阻R2另一端接電源；C0MP2正向端連接VREF2，C0MP2輸出接固定關(guān)斷時間模塊；C0MP3負(fù)向端接VREF3，COMP端輸出接選擇器。
[0009]所述的選擇器包括三個與非門、一個反向器；其中，第一與非門一輸入端連接比較器模塊，另一輸入端接軟起動檢測模塊和第二反向器輸入端，輸出端連接第三與非門一輸入端；第二與非門一輸入端接第二反向器輸出端，另一輸入端連接固定關(guān)斷時間模塊，輸出端連接第三與非門；第三與非門輸出端連接驅(qū)動電路。
[0010]所述的電流檢測模塊包括電阻Rsense、R3、R4、R5，一個運(yùn)放和NMOS管MN3 ;其中，電阻Rsense —端接電流檢測正端和R4 —端，電阻Rsense另一端接電流檢測負(fù)端和R5 —端，R4另一端接麗2的漏端和OP正端，R5另一端接接OP負(fù)端；0P輸出接麗3的柵端，麗3的源端串聯(lián)電阻到地，MN3的源端連接比較器正端。
[0011]所述的比較器模塊為高速比較器電路，可快速比較控制電壓生成模塊的輸出電壓和電流檢測模塊的輸出電壓。
[0012]本發(fā)明因為采用上述技術(shù)方案，因此具備以下有益效果:本發(fā)明在系統(tǒng)啟動過程中，通過限制電感峰值電流、固定關(guān)斷時間，實現(xiàn)快速軟啟動；可通過改變電流控制位的值，實現(xiàn)不同負(fù)載條件下的快速軟啟動。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的框圖；
圖2為本發(fā)明的電路圖；
圖3本發(fā)明電流檢測模塊圖；
圖4為本發(fā)明比較器模塊圖；
圖5為本發(fā)明的關(guān)斷時間模塊圖；
圖6為本發(fā)明的選擇器電路圖。
【具體實施方式】
[0014]參照圖1，一種快速軟啟動電路，包括電流檢測模塊、比較器模塊、固定關(guān)斷時間模塊、選擇器、驅(qū)動電路、軟啟動檢測模塊、參考電壓模塊以及控制電壓生成模塊；其中電流檢測模塊輸入端連接電流檢測端口，輸出連接比較器正向端，比較器負(fù)向端連接控制電壓生成電路，比較器輸出端連接固定關(guān)斷時間模塊，固定關(guān)斷時間模塊連接選擇器，選擇器連接輸入信號，選擇器連接軟啟動檢測，選擇器連接驅(qū)動電路，驅(qū)動電路連接開關(guān)管，參考電壓模塊連接控制電壓生成模塊，參考電壓模塊連接軟啟動檢測模塊，控制電壓生成模塊連接電流控制位。
[0015]圖3中，假設(shè)電感電流為II，采樣生成電流為ISENSE，R5=R4=R3/N，那么檢測電阻Rsense兩端壓降為AV=I1^Rsense ;由OP兩端電壓相等可得:R4*ISENSE= Λ V，所以Isensi^流為〖IsH^IjRsense/IM ;因此，采樣電流生成的電壓為:Vsense=N*Ii^Rsenseo
[0016]圖2中的控制電壓生成電路中，假設(shè)Rsl~Rs2N電阻阻值相等，那么參考電壓VREFl被分為2N等分，開關(guān)S1、S2…S2 別一端接電位VREF1/2 N，2*VREF1/2n，VREFl。
[0017]圖2中N位譯碼器為N_2n譯碼器，例如2-4譯碼器、3_8譯碼器等，通過電流控制位的不同組合譯碼選擇控制電壓。
[0018]圖4為比較器模塊的一個實例電路，該電路為一高速比較器，具體工作過程如下: MPO, MPl是比較器輸入對管，當(dāng)VP端電壓高于VN端電壓時，流過MPl的電流減小，流過MPO的電流增大，同時，Y點電壓升高，X點電壓降低，使得流過M8的電流減小，流過麗5的電流增大，進(jìn)一步促使流過MPO的電流更多流過麗5，同樣，流過MPl的電流被麗7分走更多，流過MN8的電流進(jìn)一步減小，經(jīng)過麗5，MN6和MN8，MN9這兩組電流鏡鏡像后，流過MP2的電流遠(yuǎn)大于流過MN9的電流，從而使輸出電壓VOUT被拉為高電平。同理，若VP電壓低于VN端電壓，通過類似分析可得VOUT端電壓被拉低。
[0019]圖2中軟啟動檢測模塊，包含兩個遲滯比較器，輸入比較器C0MP2負(fù)端和C0MP3正端的電壓為:Vdiv=Vqut*R2/(R1+R2) ;iVDIV〈VREF2、SP V0UT<VREF2 (1+R1/R2)時，比