专利名称：多个电路通道的依序软启动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种软启动电路，尤其涉及一种用于多个电路通道的依序软启动电路。
背景技术：
在许多集成电路的设计中，为了防止激活初期的涌入电流(InrushCurrent)过大而造成电路毁损，通常设置有软启动电路用以提供一软启动信号，用以限制涌入电流。
图1(A)显示设置有现有软启动电路12的集成电路芯片10A的电路图。集成电路芯片10A具有一主要电路11与一软启动电路12。主要电路11用以执行集成电路芯片10A所设计来实现的电路功能(在图1(A)中以输出信号OUT作为概括表示)。举例而言，当集成电路芯片10A所预计的功能用于在一经过调节的电压下供应电流给负载时，主要电路11由切换式电压调节器或电荷泵电压调节器等各式各样的电压调节器所实施。软启动电路12用以提供一软启动信号VS至主要电路11，用以限制涌入电流。通常，软启动信号VS是一逐渐上升的电压信号。如图1(A)所示，软启动电路12具有一软启动电流源IS与一软启动电容CS。软启动电流源IS对软启动电容CS充电，使得跨在软启动电容CS两端的电位差VS逐渐上升，用以作为软启动信号VS。由于尺寸的因素，软启动电容CS通常设置于集成电路芯片10A的外部，经由一电性接脚(Pin)PS而连接于软启动电流源IS。
图1(B)显示多个通道集成电路芯片10B的电路图。多个通道集成电路芯片10B具有n个可独立控制的主要电路通道11-1、11-2、至11-n，其中n为大于或等于2的整数。为了防止激活初期的涌入电流过大而造成电路毁损，每一主要电路通道11-1、11-2、至11-n都相对应地设置有一软启动电路12-1、12-2、至12-n，用以提供一软启动信号VS1、VS2、至VSn。由于每一软启动电路12-1、12-2、至12-n都具有一外部软启动电容CS1、CS2、至CSn，使其分别经由软启动电流源IS1、IS2、至ISn充电而产生软启动信号VS1、VS2、至VSn，故多个通道集成电路芯片10B必须设置有相对应数目的电性接脚PS1、PS2、至PSn，用以分别连接外部软启动电容CS1、CS2、至CSn。此将造成芯片封装尺寸过大与电性接脚过多的缺点。再者，外部软启动电容CS1、CS1、至CSn的数目太多也造成外部电路尺寸庞大并且垫高制造成本。
发明内容
有鉴于前述问题，本发明的一个目的在于提供一种软启动电路，可使用单一外界软启动电容而依序软启动多个电路通道，用以实现集成电路芯片尺寸与电性接脚数目最小化的优点。
依据本发明的依序软启动电路分别施加第一至第n软启动信号于第一至第n电路通道，其中该常数n为一整数并且满足不等式n≥2。该依序软启动电路包含第一至第n电流源、一电容、以及一顺序控制电路。第一至第n电流源分别供应第一至第n充电电流。顺序控制电路允许所述第一至第n充电电流中的一第x充电电流对该电容进行充电，用以产生所述第一至第n软启动信号中的一第x软启动信号。第x软启动信号代表跨于该电容上的一逐渐上升的电位差。该变量x为一整数并且满足不等式n≥x≥1。在允许所述第一至第n充电电流中的一第y充电电流对该电容充电而产生该第一至该第n软启动信号中的一第y软启动信号之前，该顺序控制电路停止该第x充电电流对于该电容的该充电并且使该电容放电至一地面电位。该变量y为不等于该变量x的一整数且满足不等式n≥y≥1。
图1(A)显示了现有的具有软启动功能的单一通道集成电路芯片的电路图；图1(B)显示了先有的具有软启动功能的多个通道集成电路芯片的电路图；图2显示了依据本发明的多个电路通道的依序软启动电路的电路图；图3显示了依据本发明的多个电路通道的依序软启动方法的流程图；以及图4显示了依据本发明的顺序控制电路的一例子的电路图。
主要组件符号说明10A 单一通道集成电路芯片 10B 多个通道集成电路芯片11 主要电路 11-1～11-n 主要电路通道12，12-1～12-n 软启动电路20 本发明的多个通道集成电路芯片21-1～21-n 主要电路通道 22 依序软启动电路23 顺序控制电路 24 赋能电路25 充电/放电控制电路 26 充电开关电路26-1～26-n 开关单元 27 放电开关电路CS，CS1～CSn软启动电容IS，IS1～ISn软启动电流源PS，PS1～PSn电性接脚 EN1～ENn 赋能信号OUT1～OUTn 输出信号 RDY 准备妥当信号SC，SC1～SCn 充电信号 SD 放电信号Vfb1～Vfbn反馈信号 Vref1～Vrefn参考信号VS，VS1～VSn软启动信号
具体实施例方式
下文中的说明与附图将使本发明之前述与其它目的、特征、与优点更明显。现将参照附图详细说明依据本发明的较佳实施例。
图2显示了依据本发明的多个电路通道的依序软启动电路22的电路图。如图所示，多个通道集成电路芯片20具有n个可独立控制的主要电路通道21-1、21-2、至21-n，其中n为大于或等于2的整数。为了防止激活初期的涌入电流过大而造成电路毁损，依据本发明的依序软启动电路22依照一预定的顺序一个一个地产生软启动信号VS1、VS2、至VSn，并分别施加于主要电路通道21-1、21-2、至21-n。依序软启动电路22由n个软启动电流源IS1、IS2、至ISn、一顺序控制电路23、以及一软启动电容CS所构成。一方面，软启动电流源IS1、IS2、至ISn都连接于顺序控制电路23；另一方面，软启动电容CS经由一电性接脚PS连接于顺序控制电路23。顺序控制电路23依据预定的顺序控制软启动电流源IS1、IS2、至ISn对于软启动电容CS的充电以及软启动电容CS的放电。因此，在本发明中仅需使用单一个软启动电容CS与单一电性接脚PS即可产生n个软启动信号VS1、VS2、至VSn。
顺序控制电路23具有一赋能电路24、一充电/放电控制电路25、一充电开关电路26、以及一放电开关电路27。在多个通道集成电路芯片20连接上适当的外界供应电源而获得操作所需的功率后，赋能电路24立即产生第一赋能信号EN1并供应至第一主要电路通道21-1。
随着赋能电路24依照预定的顺序产生赋能信号EN1、EN2、至ENn，充电/放电控制电路25对应地产生充电信号SC与放电信号SD，用以分别控制充电开关电路26与放电开关电路27。充电开关电路26具有n个可独立控制的开关单元26-1、26-2、至26-n，对应地设置于软启动电流源IS1、IS2、至ISn与软启动电容CS之间，用以控制软启动电容CS的充电。放电开关电路27则设置于软启动电容CS与地面电位之间，用以控制软启动电容CS的放电。
在第一主要电路通道21-1被赋能而开始操作之后，充电开关电路26的第一开关单元26-1允许第一软启动电流源IS1对软启动电容CS充电，使得跨在软启动电容CS两端的电位差逐渐上升，作为第一软启动信号VS1。第一软启动信号VS1施加至第一主要电路通道21-1，用以限制涌入电流。一旦第一主要电路通道21-1达到稳定的操作状态，充电开关电路26的第一开关单元26-1即切换至断路状态，使得第一软启动信号VS1维持于高电平，不再关联于跨在软启动电容CS两端的电位差。此时，放电开关电路27切换至短路状态，使得软启动电容CS放电至地面电位。结果，跨在软启动电容CS两端的电位差回归至零，以便软启动电容CS随后可应用于第二主要电路通道21-2的软启动操作。
在软启动电容CS的放电完成后，赋能电路24施加第二赋能信号EN2至第二主要电路通道21-2。在充电/放电控制电路25的控制下，充电开关电路26的第二开关单元26-2允许第二软启动电流源IS2对软启动电容CS充电，使得跨在软启动电容CS两端的电位差逐渐上升，作为第二软启动信号VS2。第二软启动信号VS2施加至第二主要电路通道21-2，用以限制涌入电流。一旦第二主要电路通道21-2达到稳定的操作状态，充电开关电路26的第二开关单元26-2即切换至断路状态，使得第二软启动信号VS2维持于高电平，不再关联于跨在软启动电容CS两端的电位差。此时，放电开关电路27切换至短路状态，使得软启动电容CS放电至地面电位。结果，跨在软启动电容CS两端的电位差回归至零，以便软启动电容CS随后可应用于第x主要电路通道21-x的软启动操作。该变量x为一整数且满足不等式n≥x≥1。重复前述操作程序直到所有主要电路通道21-1、21-2、至21-n都完成软启动为止。
图3显示了依据本发明的多个电路通道的依序软启动方法的流程图。在步骤S1中，依据本发明的依序软启动方法从第一赋能信号EN1施加至第一主要电路通道21-1与充电/放电控制电路25而开始进行。在步骤S2中，放电开关电路27形成断路。在步骤S3中，充电开关电路26允许第一软启动电流源IS1对于软启动电容CS充电，用以产生第一软启动信号VS1。在步骤S4中，赋能电路24判断第一主要电路通道21-1是否达到稳定的操作状态。倘若尚未达稳定的操作状态，则回头继续执行步骤S3。一旦达到稳定的操作状态，则执行步骤S5、S6、与S7。在步骤S5中，充电开关电路26形成断路，停止对软启动电容CSD电。在步骤S6中，放电开关电路27形成短路使软启动电容CS放电至地面电位。在步骤S7中，第x赋能信号ENx施加至第x主要电路通道21-x，其中该变量x为一整数且满足不等式n≥x≥1。
在步骤S8中，放电开关电路27形成断路，停止软启动电容CS的放电。在步骤S9中，充电开关电路26允许第x软启动电流源ISx对于软启动电容CS充电，用以产生第x软启动信号VSx。在步骤S10中，赋能电路24判断第x主要电路通道21-x是否达到稳定的操作状态。倘若尚未达稳定的操作状态，则回头继续执行步骤S9。一旦达到稳定的操作状态，则执行步骤S11。在n个主要电路通道21-1、21-2、至21-n尚未全部达到稳定的操作状态的情况下，重复步骤S5至S11。亦即依照预定的顺序赋能第y主要电路通道，其中变量y为不等于变量x的一整数且满足不等式n≥y≥1。一旦所有主要电路通道21-1、21-2、至21-n全部达到稳定的操作状态，充电开关电路26形成断路以停止对软启动电容Cs充电(步骤S12)、放电开关电路27形成短路使软启动电容CS放电至地面电位(步骤S13)、并且赋能电路24输出一准备妥当信号RDY(步骤S14)，用以指示所有主要电路通道21-1、21-2、至21-n皆已经达到稳定的操作状态，因此有效地完成依据本发明的依序软启动多个电路通道的方法。
图4显示了依据本发明的顺序控制电路23的一例子的电路图。如图所示，赋能电路24基于反馈信号Vfb1、Vfb1、至Vfbn判断目前主要电路通道21-1、21-2、至21-n的操作状态，以便下达命令予充电/放电控制电路25。由于反馈信号Vfb1、Vfb1、至Vfbn的目的在于指示主要电路通道21-1、21-2、至21-n的操作状态，故反馈信号Vfb1、Vfb1、至Vfbn可由输出信号OUT1、OUT2、至OUTn所转换而来。举例而言，在多个通道集成电路芯片20电压调节器的情况下，输出信号OUT1、OUT2、至OUTn为经过调节后的电压，而反馈信号Vfb1、Vfb1、至Vfbn得为利用电阻分压器而从输出信号OUT1、OUT2、至OUTn所获得的分压。
具体而言，赋能电路24由n个电压比较器CV1、CV2、至CVn所实施，每一个电压比较器用以判断一个相对应的主要电路通道是否达到稳定操作状态。举例而言，第一电压比较器CV1具有一非反相输入端，用以接收第一反馈信号Vfb1(正比于第一输出信号OUT1)，以及一反相输入端，用以接收一预定的第一参考电压Vref1。当第一主要电路通道21-1达到稳定操作状态时，第一反馈电压Vfb1会超过第一参考电压Vref1，由此触发第一电压比较器CV1。
充电/放电控制电路25由组合式逻辑电路所实施，用以依据赋能电路24的判断而决定如何控制充电开关电路26与放电开关电路27。在充电开关电路26中，n个可独立控制的开关单元26-1、26-2、至26-n的每一个皆由一传输闸(Transmission Gate)所实施，对应地连接于软启动电流源IS1、IS2、至ISn与软启动电容CS间。放电开关电路27则得由一NMOS晶体管所实施。
在图4所示的实施例中，虽然赋能电路24借助于检测主要电路通道的操作状态而产生赋能信号，但本发明不限于此。赋能电路24也可以借助于计时电路或计数器依据一预先设定的时间间隔依序产生所需的各个赋能信号。在此情况下，赋能电路24的计时电路得设计成具有可程序化的功能，方便制造商与使用者能弹性更改赋能信号的产生顺序与各个赋能信号相互间的间隔时间长短。
虽然本发明已借助于较佳实施例作为例示加以说明，应理解为本发明不限于在此所公开的实施例。相反地，本发明意欲涵盖对于本领域技术人员明显的各种修改与相似配置。因此，权利要求的范围应根据最广的诠释，以包容所有此类修改与相似配置。
权利要求
1.一种依序软启动电路，用以分别施加第一至第n软启动信号于第一至第n电路通道，其中该常数n为一整数并且满足不等式n≥2，所述软启动电路包含第一至第n电流源，用以分别供应第一至第n充电电流；一电容；以及一顺序控制电路，用以允许所述第一至第n充电电流中的第x充电电流对该电容进行充电，用以产生所述第一至第n软启动信号中的第x软启动信号，其代表跨于该电容上的电位差，其中该变量x为一整数并且满足不等式n≥x≥1，并且在所述顺序控制电路允许所述第一至第n充电电流中的第y充电电流对该电容进行充电而产生所述第一至第n软启动信号中的第y软启动信号之前，所述顺序控制电路停止所述第x充电电流对该电容进行充电并且使该电容放电至一地面电位，其中该变量y为不等于该变量x的一整数并且满足不等式n≥y≥1。
2.根据权利要求1的依序软启动电路，其中该顺序控制电路包含一充电开关电路，耦合于所述第一至第n电流源与该电容之间；一放电开关电路，耦合于该电容与该地面电位之间；一赋能电路，用以依照一预定的顺序一个接着一个地赋能所述第一至该第n电路通道；以及一充电/放电控制电路，用以在该赋能电路赋能所述第一至第n电路通道中的一个之前，使该电容经由该放电开关电路放电至该地面电位，并且在该赋能电路赋能所述第一至第n电路通道中的所述一个之后，使所述第一至第n充电电流中的一个经由该充电开关电路对该电容进行充电。
3.根据权利要求2的依序软启动电路，其中该充电开关电路具有可独立控制的第一至第n开关单元，对应地耦合于所述第一至第n电流源。
4.根据权利要求2的依序软启动电路，其中该赋能电路在所述第一至第n电路通道中的一目前已赋能的电路通道达到一稳定状态之后，才进而赋能所述第一至第n电路通道中的一尚未被赋能的电路通道。
5.根据权利要求2的依序软启动电路，其中该赋能电路具有第一至第n电压比较器，用以对应地检测所述第一至第n电路通道的操作状态。
6.一种依序软启动方法，用以分别施加第一至第n软启动信号于第一至第n电路通道，其中该常数n为一整数并且满足不等式n≥2，该方法包含设置第一至第n电流源，用以分别供应第一至第n充电电流；设置一电容；允许所述第一至第n充电电流中的第x充电电流对该电容进行充电，用以产生所述第一至第n软启动信号中的第x软启动信号，其代表跨于该电容上的一电位差，其中该变量x为一整数并且满足不等式n≥x≥1；停止该第x充电电流对该电容进行充电；使该电容放电至一地面电位；以及允许所述第一至第n充电电流中的第y充电电流对该电容进行充电而产生所述第一至第n软启动信号中的第y软启动信号，其中该变量y为不等于该变量x的一整数且满足不等式n≥y≥1。
7.根据权利要求6的依序软启动方法，还包含依照一预定的顺序一个接着一个地赋能所述第一至第n电路通道，使得在赋能所述第一至该第n电路通道中的一个之前，使该电容经由一放电开关电路放电至一地面电位，并且在赋能所述第一至该第n电路通道中的所述一个之后，使所述第一至第n充电电流中的一个经由一充电开关电路对该电容进行充电。
8.根据权利要求7的依序软启动方法，其中该充电开关电路具有可独立控制的第一至第n开关单元，对应地耦合于所述第一至该第n电流源。
9.根据权利要求7的依序软启动方法，其中当所述第一至该第n电路通道中的一目前已赋能的电路通道达到一稳定状态之后，才进而赋能所述第一至第n电路通道中的一未曾被赋能的电路通道。
10.根据权利要求7的依序软启动方法，还包含设置第一至第n电压比较器，用以对应地检测所述第一至第n电路通道的操作状态。
全文摘要
本发明公开了一种依序软启动电路，其中第一至第n电流源分别供应第一至第n充电电流。顺序控制电路允许第一至第n充电电流中的一第x充电电流对一电容进行充电，用以产生一第x软启动信号。该变量x为一整数并且满足不等式n≥x≥1。在允许第一至第n充电电流中的一第y充电电流对该电容充电而产生一第y软启动信号之前，该顺序控制电路停止该第x充电电流对于该电容充电并且使该电容放电至一地面电位。该变量y为不等于变量x的一整数且满足不等式n≥y≥1。本发明也公开了一种依序软启动方法。
文档编号G05B19/04GK1855677SQ20051006703
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者陈勇志, 陈志嘉 申请人:圆创科技股份有限公司