专利名称：：软启动电路的制作方法
技术领域：
：本发明是关于一种软启动电路，尤指一种以电流差作为充电电流源的软启动电路。
背景技术：
：由于电路在启动时，电源供应器会对输出端输出大电流而造成负载或其它耦接组件的伤害。为了避免在电路启动时的伤害，电源供应器在启动之初会控制输出的能量由小逐渐上升直至正常操作以避免对电路的伤害，此即所谓的软启动。脉宽调变控制器利用将占空比由零逐渐增加的方式达到软启动作用，因此在电路内部会提供启动后随时间逐渐递增的电压源来作为软启动控制。参见图1A，为现有的一软启动电路的电路示意图。软启动电路包含一电流镜10、一P型双载子晶体管15、一软启动电容C1以及一重设开关20。电流镜10耦接一操作电源VDD、一偏压电压源Vbias以及该P型双载子晶体管15，以提供一电流Ie(S卩，射极电流)给该P型双载子晶体管15。电流Ie流经该P型双载子晶体管15后分成一基极电流Ib及一集极电流Ic，其中Ib/Ie为(1/1+13)，13为P型双载子晶体管15的电流增益。该软启动电容C1耦接该P型双载子晶体管15的基极，并以该基极电流Ib充电，以提供一随时间增加的软启动信号SS。该重设开关20接收一软启动控制信号XEN，于电路启动时，该软启动控制信号XEN为低电平，使该重设开关20截止，软启动电压SS随着时间上升。当电路需再度重启动，该软启动控制信号XEN为高电平，以将该软启动电容C1所储存的电荷释放，以提供下一次软启动之用。由于双载子晶体管的13值随温度上升而变大，温度降低而变小，会造成图1A所示软启动电路的软启动时间受环境温度影响很大。请参见图1B，为图1A所示软启动电路的软启动电压SS于不同温度下的仿真电压曲线图。在温度T1、T2、T3下，软启动电压SS达到软启动停止电压Se的时间点分别为tl、t2、t3，差异相当大。经模拟，在125t:的高温及在-4(TC的低温下，其软启动时间相差近3倍，因此，图lA所示的软启动电路，其软启动时间的误差范围无法在可接受范围之内。在相同的软启动时间需求下，可以使用较小的电流源而减小充电电容大小，以利于将电容内建于集成电路中。图2A为现有的另一软启动电路的电路示意图。软启动电路包含一电流镜10、一达灵顿(Darlington)电路25、一软启动电容C2以及一重设开关20。相较于图1A所示的电路中的P型双载子晶体管15，该达灵顿电路25的输出的电流Ib'为电流镜IO提供的电流Ie的1/(1+13)2倍，因此该软启动电容C2的大小可以减小为图1A所示的软启动电容C1的(l/1+e)倍。然而，该达灵顿电路25同时也放大了环境温度的影响。请参见图2B，为图2A所示软启动电路的软启动电压SS于不同温度下的仿真电压曲线图。在温度T1、T2下进行仿真(温度T3可能因充电电流过小而接近于漏电流，造成仿真时达灵顿电路25无法启动)，软启动电压SS达到软启动停止电压Se的时间点分别为t4、t5。而根据上述的充电电流公式可知达灵顿电路25随温度的充电电流变化会为单一双载子晶体管的平方倍，因此，图2A所示的软启动电路，其随温度的变化更大，软启动时间的误差范围亦无法在可接受范围之内。
发明内容鉴于上述现有技术所面临的问题，本发明利用两电流源的电流差作为软启动电路的充电电流源而可以得到较小的充电电流以减小软启动电路中充电电容的大小。再者，两电流源的电流对温度的温度系数并不相同，故利用此电路特性而补偿充电电流随温度的影响，使软启动时间的误差范围亦在可接受范围之内。为达上述目的，本发明提供了一种软启动电路，包含一参考信号产生器、一第一电流产生器、一第二电流产生器及一软启动电容。该参考信号产生器用以产生一第一信号及一第二信号。该第一电流产生器根据该第一信号产生一第一电流，而该第二电流产生器根据该第二信号产生一第二电流。该软启动电容耦接该第一电流产生器及该第二电流产生器，根据该第一电流及第二电流的电流差进行充电以产生一软启动信号。而该第一电流的温度系数大于该第二电流的温度系数，而可达到温度补偿的效果。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。图1A为现有的一软启动电路的电路示意图1B为图1A所示软启动电路的仿真软启动电压于不同温度下的电压曲线图图2A为现有的另--软启动电路的电路示意图；图2B为图2A所示软启动电路的仿真软启动电压于不同温度下的电压曲线图图3为本发明软启动电路的功能方块图4A为根据本发明的一较佳实施例的软启动电路示意图4B为图4A所示软启动电路的软启动电压于不同温度下的仿真电压曲线图。其中，附图标记现有技术电流镜10P型双载子晶体管15重设开关20达灵顿电路25软启动电容C1、C2温度T1、T2、T3时间点tl、t2、t3、t4、t5软启动电压S软启动控制信号XEN软启动停止电压Se射极电流Ie基极电流Ib4集极电流Ic操作电源■偏压电压源Vbias达灵顿电路输出电流Ib，本发明参考信号产生器110第一电流产生器115a第二电流产生器115b软启动电容Css第一信号SI第一电流11第二信号S2第二电流12软启动信号SS第一电流产生器215a第二电流产生器215b软启动电容C3第一电流镜210第二电流镜230第一电流信号Iel第二电流信号Ie2晶体管215第一电流Ibl第二电流Ib2重设开关220软启动控制信号XEN温度T1、T2、T3软启动停止电压Se时间点t6、t7、t8具体实施例方式请参考图3，为本发明软启动电路的功能方块图。本发明的软启动电路包含一参考信号产生器110、一第一电流产生器115a、一第二电流产生器115b以及一软启动电容Css。该参考信号产生器产生一第一信号Sl及一第二信号S2。该第一电流产生器115a根据该第一信号Sl产生一第一电流II，而该第二电流产生器115b根据该第二信号S2产生一第二电流12。该软启动电容Css耦接该第一电流产生器115a及该第二电流产生器115b，并根据该第一电流II及第二电流12的电流差进行充电以产生一软启动信号SS。由于，第一电流II及第二电流12为反向，故可得到较小的软启动充电电流而有效降低该软启动电容Css的大小。请参考图4A，为根据本发明的一较佳实施例的软启动电路示意图。该软启动电路包含一参考信号产生器、一第一电流产生器215a、一第二电流产生器215b以及一软启动电容C3。该参考信号产生器包含一第一电流镜210及一第二电流镜230，以分别产生一第一电流信号Iel及一第二电流信号Ie2，透过晶体管225耦接该第一电流镜210及该第二电流镜230，故第一电流信号Iel及一第二电流信号Ie2大致相等。该第一电流产生器215a根据该第一电流信号Iel产生一第一电流Ibl，该第二电流产生器215b根据该第二电流信号Ie2产生一第二电流Ib2。该软启动电容C3耦接该第一电流产生器215a及该第二电流产生器215b。在本实施例，该第一电流产生器215a为P型双载子晶体管，该P型双载子晶体管的射极耦接该第一电流镜210，产生的第一电流Ibl为Iel/(Pp+l);而该第二电流产生器215b为N型双载子晶体管，该N型双载子晶体管的射极耦接该第二电流镜230，产生的第二电流Ib2为Ie2/(1+Pn)。因此，该软启动电容C3的充电电流为Ibl-Ib2=(Iel/Pp+1)(l-(Pp+l/l^+l))，其中假设Iel=Ie2。即，该软启动电容C3的充电电流为第一电流Ibl及第二电流Ib2的电流差且第一电流Ibl大于第二电流Ib2，相较于图1A所示的软启动电路，充电电流縮小为(l-Pp/en)倍，故在相同的软启动时间要求下，该软启动电容C3可以为现有技术的(l-Pp/en)倍，大幅縮小软启动电容C3的大小。软启动电路可以包含一重设开关220，该重设开关220受一软启动控制信号XEN控制。当电路需再度重启动，该软启动控制信号XEN为高电平，以将该软启动电容C3所储存的电荷释放，以提供下一次软启动之用。在本实施例，软启动信号SS为该第二电流产生器215b的N型双载子晶体管的射极电压，相较于该软启动电容C3的电位，少了基极-射极(Vbe)的电位差。如此，软启动电路所提供的软启动信号SS会延迟一时间后才由零电位上升，可避免电路刚启动之初内部各组件尚未稳定而造成的电路操作错误。在本实施例，软启动信号SS的电平调整是透过该第二电流产生器215b而达成，实际电路上亦可透过一电平调整电路耦接该软启动电容C3以调整该软启动信号SS的电平。为了确保充电电流为正值，所选择的N型双载子晶体管的Pn值应大于P型双载子晶体管的Pp值。表一双载子晶体管13值表(基极电流范围lnA10uA)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>请参照表一，为不同晶格方向及温度下的P型双载子晶体管(PNP50)及N型双载子晶体管(NPN50)的13值。由表中的数值可知，N型双载子晶体管的13值均大于相同晶格方向的P型双载子晶体管的P值。另夕卜，由于(Iel/|3p+l)(l-(|3p+l/|3n+l))中的Iel/|3p+l会随温度而变小，则(l-(Pp+l/en+l))必须随温度而变大以补偿温度的影响，即N型双载子晶体管的Pn值的温度系数大于P型双载子晶体管的Pp值的温度系数。也就是说，N型双载子晶体管的值随温度的变化须大于P型双载子晶体管的Pp值随温度的变化。根据表一，从-4(TC到125°C，NPN50(TT)的Pn值由7.7-7.5上升到36.1-30.5，而同时PNP50(TT)的Pp值由5.87-5.06上升到15.8-10.6，其变化比例NPN50(TT)较PNP50(TT)为大。故本实施例的软启动电路具有温度补偿的效果，请参见图4B，为图4A所示软启动电路的软启动电压SS于不同温度下的仿真电压曲线图。在温度Tl、T2、T3下，软启动电压SS达到软启动停止电压Se的时间点分别为t6、t7、t8，其时间差异变小使软启动时间的误差范围亦在可接受范围之内。当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。权利要求一种软启动电路，其特征在于，包含一参考信号产生器，用以产生一第一信号及一第二信号；一第一电流产生器，根据该第一信号产生一第一电流；一第二电流产生器，根据该第二信号产生一第二电流；一软启动电容，耦接该第一电流产生器及该第二电流产生器，根据该第一电流及第二电流的电流差进行充电以产生一软启动信号。2.根据权利要求1所述的软启动电路，其特征在于，更包含一电平调整电路耦接该软启动电容，用以调整该软启动信号的电平。3.根据权利要求1所述的软启动电路，其特征在于，其中该参考信号产生器为一电流镜。4.根据权利要求3所述的软启动电路，其特征在于，其中该第一电流产生器为一P型双载子晶体管，该P型双载子晶体管的射极耦接该参考信号产生器，该第二电流产生器为一N型双载子晶体管，该N型双载子晶体管的射极耦接该参考信号产生器。5.根据权利要求4所述的软启动电路，其特征在于，其中该N型双载子晶体管的13值是大于该P型双载子晶体管的P值。6.根据权利要求4所述的软启动电路，其特征在于，其中该N型双载子晶体管的13值的温度系数是大于该P型双载子晶体管的P值的温度系数。7.根据权利要求4所述的软启动电路，其特征在于，其中该P型双载子晶体管的基极电流是大于该N型双载子晶体管的基极电流。全文摘要本发明公开了一种软启动电路，包含一参考信号产生器、一第一电流产生器、一第二电流产生器及一软启动电容。该参考信号产生器用以产生一第一信号及一第二信号。该第一电流产生器根据该第一信号产生一第一电流，而该第二电流产生器根据该第二信号产生一第二电流。该软启动电容耦接该第一电流产生器及该第二电流产生器，根据该第一电流及第二电流的电流差进行充电以产生一软启动信号。文档编号G05F3/00GK101727124SQ20081017116公开日2010年6月9日申请日期2008年10月22日优先权日2008年10月22日发明者李海波申请人:登丰微电子股份有限公司