[发明专利]一种DC/DC变换器的分段控制软启动电路

说明书

本发明公开了一种DC/DC变换器的分段控制软启动电路，包括前级软启动线路和后级软启动线路，前级软启动线路在DC/DC变换器启动时产生一个从零逐渐升高的控制电平，消除启动时的浪涌电流；当前级软启动电容充电到嵌位电压，三极管P1截至，前级软启动结束，后级软启动线路接力工作，通过由稳压源和阻容元件构成的反馈控制线路，使输出电压逐渐向正常的环路控制转换，通过调整使DC/DC变换器的输出电压到达设定值。本发明通过前级软启动线路设计、后级软启动线路设计和软启动分段控制设计技术，很好的解决DC/DC变换器启动过程的浪涌电流问题，同时避免传统的软启动电路在软启动结束时出现的启动过冲现象。

技术领域

本发明属于半导体集成电路技术领域，具体涉及一种DC/DC变换器的分段控制软启动电路。

背景技术

DC/DC变换器因转换效率高、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，以驱动开关。传统DC/DC变换器在上电过程中由于启动前负载电容上没有电荷，输出电压为0V，电路瞬间开启后，输出电压反馈到误差放大器的比较电压为一个很小的值，此时误差放大器处于非平衡状态，功率管驱动信号PWM输出占空比达到最大值。功率管开启之后，对电容充电产生一个很大的浪涌电流。此时，通过功率管的电流很大，容易损毁电路系统。因此，软启动电路应运而生。其设计思想是通过限制PWM输出的占空比，缓慢提高输出电压，驱动信号PWM占空比从最小值开始逐渐变化，不会使功率管在较长时间一直导通，从而避免了浪涌电流与过冲电压。

传统开关电源的软启动有两种：1)通过电阻给电容充电来箝位误差放大器的输入或者输出，进而限制PWM的占空比。这种软启动电路方法比较简单，但需要的电容值较大；2)采用微控制器来控制启动过程的纯数字控制。虽然这种软启动电路能够集成到芯片内部，但是由于需要另外的微控制器控制，且需要在电源电路部分上电前就已经开始工作，对于一般用途的开关电源，此类软启动电路过于复杂，成本太高。

图1为传统的RC充电软启动线路，由二极管D、电阻R1、电容C1构成的软启动线路可抑制DC/DC变换器的启动浪涌电流。DC/DC变换器刚上电时，电容C1上的电压为零，加在UC1843PWM控制器补偿端口(①脚)的电压也为零，PWM控制器输出端(⑥脚)输出低电平。随着+5V基准电压通过R1对C1充电，①脚的电压逐渐升高，⑥脚输出PWM脉冲的占空比在刚开机阶段受到限制。当C1被充电到一定电压后，二极管D截至，软启动结束。此方法理论上比较简单，然而，为了实现较长的软启动时间，需要一个大电容来产生平缓上升的斜坡电压。但是大电容不易集成，再者，这种方法在软启动结束之后的切换过程中线性度很差，电感电流与输出电压还会出现过冲现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种DC/DC变换器的分段控制软启动电路，通过前级软启动线路设计、后级软启动线路设计和软启动分段控制设计技术，很好的解决DC/DC变换器启动过程的浪涌电流问题，同时避免传统的软启动电路在软启动结束时出现的启动过冲现象。

本发明采用以下技术方案：

一种DC/DC变换器的分段控制软启动电路，包括前级软启动线路和后级软启动线路，前级软启动线路在DC/DC变换器启动时产生一个从零逐渐升高的控制电平，消除启动时的浪涌电流；当前级软启动电容充电到嵌位电压，三极管P1截至，前级软启动结束，后级软启动线路接力工作，通过由稳压源和阻容元件构成的反馈控制线路，使输出电压逐渐向正常的环路控制转换，通过调整使DC/DC变换器的输出电压到达设定值。

具体的，前级软启动线路包括端口001和端口002，端口001的一端连接电压源，另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1上反向并联有二极管D1，电阻R1的另一端分别与电容C1和三极管P1的基极连接，三极管P1的发射极分两路，分别与端口002和电容C2的一端连接，电容C1的另一端、电容C2的另一端与三极管P1的集电极共地。