[发明专利]一种采用电容复用的软启动电路及方法

说明书

技术领域

本发明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。本发明属于微电子领域模拟集成电路设计。

背景技术

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。而本发明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n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……22n，当最后一个开关22n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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案如下：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。

本发明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。