[发明专利]用于对具有预充电输出的功率转换器进行软启动的系统和方法

说明书

优先权要求

本申请要求2011年2月11日提交的美国临时专利申请61/441,784以及2011年12月15日提交的美国临时专利申请61/576,174的优先权，以上申请通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明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。

背景技术

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I_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0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。

发明内容

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发明的特征、优点和益处，附图只是为了示范目的，并且不旨在限制本发明，在附图中：

图1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1.5V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1.2V；

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。

具体实施方式