[发明专利]一种用于DC-DC变换器的软启动电路

说明书

一种用于DC‑DC变换器的软启动电路，属于电子电路技术领域。在软启动阶段利用斜坡电压V_{SS_OUT}与输出电压的分压V_FB做比较，实现输出软启动，斜坡电压V_{SS_OUT}首先以较高的斜率k1上升，以缩短软启动建立的时间，当第一电容C1两端电压达到第一NMOS管M1的阈值电压时斜坡电压Vss_out上升斜率减小为k2，防止电感电流出现过冲；在软启动结束后，即斜坡电压V_{SS_OUT}超过基准电压V_REF，额外的充电支路开启，将第四NMOS管M4的栅极电压V_SS迅速拉至接近电源电位，斜坡电压V_{SS_OUT}退出，比较器正输入端输入基准电压V_REF。本发明在软启动阶段保证了输出的缓慢上升，斜坡电压Vss_out刚开始上升斜率较大，缩短了软启动建立的时间，而后上升斜率变小，抑制了浪涌电流的发生。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及到一种用于DC-DC变换器的软启动电路。

背景技术

随着手持式设备与便携式电子产品的广泛应用，对电源管理IC的需求不断上升。DC-DC开关电源因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。开关电源是将误差信号转换为占空比控制信号来驱动开关而工作的。在启动阶段，误差放大器处于非平衡状态，使得环路处于100％占空比工作，因此在功率管开启后，对电容充电会产生一个较大的浪涌电流。有可能损坏开关管和其他器件，导致系统电路系统异常。此外，在实际应用中，便携式电子产品的电源大都是电池，电池由于内阻、发热等问题，瞬间流过大电流会有被烧毁的危险。为此，软启动电路应运而生，它的设计思想是通过限制占空比或者限制开关电流来消除浪涌电流，避免输出电压过冲。传统软启动电路中的软启动电压上升时保持一个恒定斜率上升。

对于恒定导通时间(Constant On-timer，COT)控制的BUCK电路，当输出电压V_OUT的分压V_FB小于基准电压V_REF时，PWM比较器输出电平触发上管开启一段恒定的时间，这段时间内输出电压V_OUT的分压V_FB随输出电压V_OUT上升至大于基准电压V_REF，上管关闭后V_FB的电压值下降，当V_FB降到V_REF时，PWM比较器重新控制打开上管。在启动阶段，由于输出电压远低于设定值，所以V_FB远低于V_REF，这时上功率管会一直以最大占空比(受限于系统最小关断时间)导通直到V_FB达到V_REF，因此会引入很大的浪涌电流灌入输出电容，使得输出产生较大的过冲，有可能损坏开关管和其他器件，导致系统电路系统异常。

发明内容

本发明的目的，就是在上电时利用偏置电流给串联的软启动电容即第一电容C1和第二电容C2充电为系统软启动阶段提供稳定的斜坡电压V_{SS_OUT}参与和输出电压的分压V_FB的比较，斜坡电压V_{SS_OUT}初始时上升斜率较大，缩短软启动建立时间，而后斜率变小，实现输出的缓慢上升，避免浪涌电流。

本发明的技术方案为：

一种用于DC-DC变换器的软启动电路，包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、三极管Q1、第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4、第一PMOS管M5、第一反相器D1、第二反相器D2、比较器和偏置电流I_B；

三极管Q1的发射极通过偏置电流I_B后接电源电压VDD，其集电极接地GND，其基极接第二电容C2的一端、第四NMOS管M4的栅极、第三NMOS管M3和第一PMOS管M5的漏极；