用于电源管理芯片的软起动电路的制作方法

1.本公开一般地涉及电源管理技术领域。更具体地，本公开涉及一种用于电源管理芯片的软起动电路。


背景技术：

2.随着人们对电源的需求日益增加，电源管理芯片得以快速发展，广泛应用于各种电子设备电源、日常照明电源、家用电器电源等方面。
3.buck电路(降压电路)是电源管理芯片最为常用的电路之一，对于buck电路，现有软起动电路通常在实现软起动的过程中，基准电压并未跟随使能信号同时产生，即基准电压会在使能信号产生之后保持一段时间为0，这意味着反馈电压同样应在该段时间内保持为0，但由于使能信号使得芯片有开关动作，因此反馈电压会重复抬高然后再归零，这种震荡不利于电压管理芯片的软起动。


技术实现要素：

4.为了至少部分地解决背景技术中提到的技术问题，本公开的方案提供了一种用于电源管理芯片的软起动电路。
5.本公开提供一种用于电源管理芯片的软起动电路。所述软起动电路包括：斜坡电压生成单元，用于根据所述电压管理芯片内部的使能信号，产生斜坡电压；基准电压生成单元，与所述斜坡电压生成单元连接，用于接收所述斜坡电压并根据所述斜坡电压产生基准电压；比较单元，与所述基准电压生成单元连接，用于根据预设参考电压和所述基准电压生成单元中的预设节点处的预设节点电压输出控制信号，以在产生所述使能信号之后且在产生所述基准电压之前禁止所述电源管理芯片的开关动作。
6.根据本公开的实施例，所述斜坡电压生成单元包括电流源和电容，所述电流源与所述电容的一端连接，所述电容的另一端接地，所述电流源经由第一节点向所述电容充电，以在所述第一节点处产生斜坡电压。
7.根据本公开的实施例，所述基准电压生成单元包括nmos管、第一电阻和第二电阻，所述nmos管的栅极与所述斜坡电压生成单元中的所述第一节点连接，所述nmos管的漏极与漏极电压连接，所述nmos管的源极与所述第一电阻的一端连接，所述第二电阻一端与所述第一电阻的另一端连接，所述第二电阻的另一端接地。
8.根据本公开的实施例，当所述斜坡电压大于所述nmos管的阈值电压时，所述nmos管导通，将在位于所述第一电阻和所述第二电阻之间的第二节点处产生的电压作为所述基准电压。
9.根据本公开的实施例，所述漏极电压是带隙基准电压。
10.根据本公开的实施例，所述基准电压的斜率是所述斜坡电压的斜率与分压比例的乘积，其中所述分压比例是所述第二电阻的电阻值与所述第一电阻和所述第二电阻的电阻值之和的比例。
11.根据本公开的实施例，所述比较单元包括比较器，所述比较器的正相输入端接收所述预设参考电压，所述比较器的负相输入端接收所述预设节点电压，所述比较器的输出端输出所述控制信号，其中所述预设节点位于所述基准电压生成单元中的所述nmos管的源极与所述第一电阻之间。
12.根据本公开的实施例，当所述预设节点电压小于或等于所述预设参考电压时，所述控制信号为高电平，以禁止所述电源管理芯片的开关动作，当所述预设节点电压大于所述预设参考电压时，所述控制信号为低电平，以允许所述电源管理芯片的开关动作。
13.根据本公开的实施例，所述比较单元还包括分压电路，所述预设参考电压通过所述分压电路从所述漏极电压分压得到。
14.根据本公开的实施例，所述预设参考电压为30mv。
15.通过本公开的用于电源管理芯片的软起动电路，可以避免在产生使能信号之后且在产生基准电压之前电源管理芯片反复开关造成的启动震荡问题。
附图说明
16.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
17.图1是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起动电路的结构框架图；
18.图2是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起动电路的结构示意图；
19.图3是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起动电路的使能信号、斜坡电压、基准电压以及控制信号的时序图。
具体实施方式
20.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
21.为了便于理解本公开的技术方案，下面结合附图来描述现有技术的实施方式。
22.参见图1，图1是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起动电路1的结构框架图。如图1所示，所述软起动电路1包括斜坡电压生成单元10、基准电压生成单元20和比较单元30。斜坡电压生成单元10用于根据所述电压管理芯片内部的使能信号，产生斜坡电压vramp。基准电压生成单元20与所述斜坡电压生成单元10连接，用于接收所述斜坡电压vramp并根据所述斜坡电压产生基准电压vref。比较单元30与所述基准电压生成单元20连接，用于根据预设参考电压和所述基准电压生成单元20中的预设节点处的预设节点电压输出控制信号，以在产生所述使能信号之后且在产生所述基准电压vref之前禁止所述电源管理芯片的开关动作。
23.进一步地，参见图2，图2是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起
动电路1的结构示意图。如图2所示，所述斜坡电压生成单元10包括电流源101和电容c，电源电压vdd为电流源101供电，所述电流源101与所述电容c的一端连接，所述电容c的另一端接地，所述电流源101经由第一节点n1向所述电容c充电，以在所述第一节点n1处产生斜坡电压vramp。
24.所述基准电压生成单元20包括nmos管m、第一电阻r1和第二电阻r2，所述nmos管m的栅极与所述斜坡电压生成单元10中的所述第一节点n1连接以接收斜坡电压vramp，所述nmos管m的漏极与漏极电压vbg连接，所述nmos管m的源极与所述第一电阻r1的一端连接，所述第二电阻r2一端与所述第一电阻r1的另一端连接，所述第二电阻r2的另一端接地。
25.当所述斜坡电压vramp大于所述nmos管m的阈值电压时，所述nmos管m导通，将在位于所述第一电阻r1和所述第二电阻r2之间的第二节点n2处产生的电压作为所述基准电压vref。
26.根据本公开的实施例，所述漏极电压vbg是带隙基准电压。由此可以便于nmos管的漏极供电。
27.根据本公开的实施例，所述基准电压vref的斜率是所述斜坡电压vramp的斜率与分压比例的乘积，其中所述分压比例是所述第二电阻r2的电阻值与所述第一电阻r1和所述第二电阻r2的电阻值之和的比例。由此，可以形成符合需求的基准电压，并且该基准电压可以跟随斜坡电压平稳抬升。
28.所述比较单元30包括比较器301，所述比较器301的正相输入端接收所述预设参考电压vref_low，所述比较器301的负相输入端接收所述预设节点电压vs，所述比较器301的输出端输出所述控制信号noref，其中所述预设节点n3位于所述基准电压生成单元10中的所述nmos管m的源极与所述第一电阻r1之间。
29.当所述预设节点电压vs小于或等于所述预设参考电压vref_low时，所述控制信号noref为高电平，以禁止所述电源管理芯片的开关动作，当所述预设节点电压vs大于所述预设参考电压vref_low时，所述控制信号noref为低电平，以允许所述电源管理芯片的开关动作。
30.根据本公开的实施例，所述比较单元30还包括分压电路302，所述预设参考电压vref_low通过所述分压电路302从所述漏极电压vbg分压得到，由此可以便于预设参考电压的形成。其中，所述分压电路302可以是电阻分压电路。
31.根据本公开的实施例，所述预设参考电压vref_low为30mv。由此，可以更好地判断nmos管的导通。
32.参见图3，图3是示出本公开的一个实施例的用于电源管理芯片的软起动电路的使能信号、斜坡电压、基准电压以及控制信号的时序图。结合图2，如图3所示，在电源管理芯片内部的使能信号endc产生时，也就是使能信号endc电平翻高时，电流源101开始为电容c充电，从而在第一节点n1处产生一个斜坡电压vramp。在斜坡电压vramp升高到nmos管的阈值电压之前，nmos管不导通，预设节点n3处的预设节点电压vs保持为0，且基准电压vref保持为0。由于此时预设节点电压vs小于预设参考电压，使得控制信号noref一直保持初始的高电平，高电平的控制信号可以禁止电源管理芯片的开关动作，由此在基准电压vref为0的期间内就不存在由于电源管理芯片的开关动作而导致的反馈电压不断上升再归零的现象。在斜坡电压vramp高于nmos管的阈值电压之后，预设节点电压vs上升，基准电压vref也开始上
升。而当预设节点电压vs大于预设参考电压vref_low时，控制信号noref翻低而变为低电平，允许芯片有开关动作，反馈电压开始真正上升，软起动过程正式开始。随着斜坡电压vramp进一步升高，nmos管会进入到线性区，nmos管的源极电压(预设节点电压vs)最高可以达到漏极电压vbg，此时基准电压vref也达到稳定值，此后即使斜坡电压vramp进一步上升，基准电压vref也始终保持稳定。
33.通过本公开的技术方案，可以在使能信号产生之后且由于nmos管的阈值电压导致的基准电压vref未产生之前，产生一个控制信号来屏蔽电源管理芯片的开关动作，从而可以避免软起动开始时的振荡现象。此外，由于控制信号的存在，那么在任何原因导致的已有使能信号产生而斜坡电压为0的情况下，例如在由于电容c的问题导致的斜坡电压短路到地的情况下，控制信号会始终保持在屏蔽芯片开关动作的状态，从而在软起动时起到保护作用。
34.以上对本公开实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本公开的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。
35.应当理解，本公开的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”和“第二”、等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本公开的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
36.还应当理解，在此本公开说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本公开。如在本公开说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本公开说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
37.以上对本公开实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本公开的思想，基于本公开的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本公开保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本公开的限制。