专利名称：开关电源的软启动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及微电子的开关电源领域，更具体的说是涉及一种开关电源的软启动电路。
背景技术：
在微电子的开关电源领域中，开关电源包括DC/DC(Direct Current-DirectCurrent,直流到直流)型开关和AC/DC (Alternating Current,交流到直流)型开关,开关电源系统的工作原理是通过将误差信号转换成占空比信号来驱动开关而工作。而在开关电源电路的启动初始阶段，由于误差放大器处于非平衡状态，使得误差放大器的输出为高电 平，进而使得电压反馈环路处于100%占空工作，这样就会产生很大的浪涌电流灌入开关电源电路的输出电容，损耗开关管和其他开关器件。为了消除浪涌电流，一般会在开关电源电路中设计一个软启动电路，该软启动电路通过限制占空比来消除浪涌电流。现有技术是通过一个电流源给电容充电得到斜坡上升的软启动电压，用软启动电压代替误差放大器的输出信号，从而限制开关电源启动时电压反馈环路的占空比，达到软启动的目的。但是，现有技术消除浪涌电流的方法需要增加一个软启动引脚并外接软启动电容，由于软启动电容不能集成于开关电源芯片上，增加了应用面积和应用成本，同时会出现输出电压过冲的现象。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种开关电源的软启动电路，以解决现有技术中的软启动电路应用面积大、应用成本高和输出电压过冲的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种开关电源的软启动电路，包括累加计数的计数器；设置软启动输出电压设定值及所述计数器计数次数的编程器；与所述编程器和所述计数器连接，将所述编程器的输出信号与所述计数器的输出信号进行比较，并在比较结果相同时控制计数器停止工作的数值比较器；分别与所述计数器不同的输出端连接，分别为一个多路选择器提供选择信号的第一译码器和第二译码器；与所述第一译码器连接，根据所述第一译码器输出的选择信号选择待导通开关管信号的第一多路选择器；与所述第二译码器连接，根据所述第二译码器输出的选择信号选择分压电阻网络每个节点电压的第二多路选择器；与所述第二多路选择器连接，产生每一次计数周期后的软启动输出电压值的电压产生电路；[0015]与所述第一多路选择器和所述电压产生电路连接，根据所述第一多路选择器的选择信号和所述电压产生电路输出的软启动电压值选择待导通金属氧化物半导体管的开关管选择电路；与所述开关管选择电路连接，放大所述开关管选择电路输出信号的放大器。可选的，所述开关电源为DC-DC开关电源。可选的，所述开关电源为AC-DC开关电源。可选的，所述计数器为七位的计数器。可选的，还包括为所述软启动电路提供复位信号的使能信号产生器。可选的，还包括两端分别与所述开关管选择电路的输出端和地连接，过滤信号噪 声及毛刺的滤波电容。可选的，所述编程单元包括采用反熔丝编程技术进行编程的熔丝编程器。可选的，所述编程单元包括接收用户设置的软启动输出电压的设定值及所述计数器计数次数的电可擦可编程只读存储器。可选的，所述第一译码器和所述第二译码器为三八译码器。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种开关电源的软启动电路，所述开关电源的软启动电路利用包括计数器、译码器、多路选择器、电压产生电路和开关管选择电路之间数据处理的数模转换控制和软启动电压技术来输出软启动输出电压，实现了输出电压从零到软启动输出电压的设定值的平稳上升，从而有效抑制了开关电源过程中产生的浪涌电流和软启动输出电压过冲；在软启动输出电压接近其设定值时，再交由电压反馈环路控制工作。本实用新型实施例提供的开关电源的软启动电路，能够方便的集成于开关电源内部，不需要软启动引脚和外接软启动电容，减小了应用面积并降低了应用成本。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例公开的开关电源的软启动电路的结构示意图；图2为本实用新型实施例公开的开关电源的软启动电路的电路连接原理图；图3为本实用新型实施例公开的另一种开关电源的软启动电路的电路连接原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。[0032]本实用新型实施例公开了一种开关电源的软启动电路，所述软启动电路利用数模转换控制和软启动电压技术有效抑制了开关电源过程中产生的浪涌电流和软启动输出电压过冲，并能够方便的集成于开关电源内部，不需要软启动引脚和外接软启动电容，减小了应用面积并降低了应用成本。图I为本实用新型实施例公开的开关电源的软启动电路的结构示意图，图2为本实用新型实施例公开的开关电源的软启动电路的电路连接原理图，参见图I和图2所示，所述开关电源的软启动电路10可以包括累加计数的计数器(图2中以七位计数器为例)101 ；所述计数器包括时钟信号端口和复位端口，所述时钟信号端口有时钟信号输入；所述时钟信号为所述计数器101提供执行标准，规定了计数器的计数周期，例如，时钟信号的频率为50HZ，那么计数器的计数周期就为O. 02秒，计数器每经过一个计数周期，记一次 数；所述计数器101可以为七位计数器，那么所述计数器101包括七个输出端口分别为Q〈0:6>,Q〈0>的输出信号可以作为第二多路选择器的使能信号，Q〈1:6>的6路输出信号分别作为两个译码器的输入信号；设置软启动输出电压的设定值及所述计数器计数次数的编程器102 ；所述编程器可以包括熔丝编程器或电可擦可编程只读存储器，也可以同时包括所述熔丝编程器和所述电可擦可编程只读存储器，在实际应用中，可以采用熔丝编程器和/或电可擦可编程只读存储器来实现；本实用新型实施例的软启动输出电压是平稳上升到设定值的，编程程序可以设定最终的软启动输出电压的设定值需要经过多少个计数周期，或者说经过所述计数器101多少次计数后才能够达到；所述软启动输出电压是以固定的差值，按照所述计数器101的计数周期逐步上升的，例如，软启动输出电压的设定值为IV，通过编程设置经过100次计数达到软启动输出电压的设定值，计数周期为O. 02秒，那么从开关电源的启动时刻算起，在
O.02秒的时刻，软启动输出电压为O. OIV，在O. 04秒，软启动输出电压为O. 02V,在O. 06秒，软启动输出电压为O. 03V……，以此类推，直至软启动电压达到其设定值IV ;当所述软启动输出电压达到其设定值时，所述计数器101停止计数，根据计数次数和计数周期可以得到软启动输出电压上升到其设定值的时间，即软启动时间；因此在实际应用中，可以根据需要将软启动时间、数模转换要求精度等控制在合理范围内；与所述编程器102和所述计数器101连接，将所述编程器的输出信号与所述计数器的输出信号进行比较，并在比较结果相同时控制计数器停止工作的数值比较器103 ；前面已经提到，通过编程器可以设置所述计数器101的计数次数；当所述计数器101累加计数的计数结果等于所述编程器102设置的计数次数时，证明所述软启动输出电压已上升至软启动输出电压的设定值，所述数值比较器103输出一个控制信号控制所述计数器101停止计数；分别与所述计数器不同的输出端连接，分别为一个多路选择器提供选择信号的第一译码器(图2中以三八译码器为例)104和第二译码器(图2中以三八译码器为例)105 ；将所述计数器101的Q〈l:3>输出端信号作为所述第一三八译码器104的输入信号，将所述计数器101的Q〈4:6>输出端信号作为所述第二三八译码器105的输入信号；由于每个计数周期中所述计数器101都会记一次数，其输出的计数结果不同，从而每一个计数周期中，所述第一三八译码器104和所述第二三八译码器105的输出值都会不同，从而为分别与所述第一三八译码器104和所述第二三八译码器105输出端连接的第一多路选择器和第二多路选择器提供选择信号；与所述第一译码器104连接，根据所述第一译码器输出的选择信号选择待导通开关管信号的第一多路选择器106 ；与所述第二译码器105连接，根据所述第二译码器输出的选择信号选择分压电阻网络每个节点电压的第二多路选择器107 ；与所述第二多路选择107器连接，产生每一次计数周期后的软启动输出电压值的电压产生电路108 ；所述每一次计数周期后的软启动输出电压值是一个带隙基准单元经过一个带负反馈的放大器通过分压电阻网络产生的一组等差数列的电压值，公差值等于所述软启动输出电压的设定值除以所述编程器102设置的计数次数；其中，所述带负反馈的放大器的作用是为所述带隙基准单元产生的基准电压提供一定的电流驱动能力；与所述第一多路选择器和所述电压产生电路连接，根据所述第一多路选择器的选择信号和所述电压产生电路输出的软启动电压值选择待导通的金属氧化物半导体管的开关管选择电路109 ；与所述开关管选择电路连接，放大所述开关管选择电路109输出信号的放大器110 ；将所述开关选择电路109的输出信号放大至一定的范围，输出并提供给开关电源电路中误差放大器的同相输入端，从而有效的消除了软启动输出电压过冲。需要说明的是，在上述软启动电路工作时，以恒定的电感电流对输出电容进行充电，保证软启动输出电压的快速平稳上升；此过程中开关电源系统的电压反馈环路并不工作，待软启动输出电压接近其设定值时，开关电源系统的电压反馈环路开始工作，避免了软启动输出电压和电感电流过冲。在图2中，I端口为时钟信号输入端口 ；2端口为复位信号输入端口 ；3端口为编程信号输入端口 ；4端口为带隙基准单元产生的电压信号输入端口 ；5端口为软启动输出电压输出端口。需要说明的是，本实用新型实施例中所述的开关电源可以为DC-DC开关电源，也可以为AC-DC开关电源。在其他的实施例中，所述开关电源的软启动电路还可以包括所述软启动电路提供复位信号的使能信号产生器，所述复位信号能够控制所述开关电源的软启动电路是否工作。图3为本实用新型实施例公开的另一种开关电源的软启动电路的电路连接原理图，参见图3所示，在其他的实施例中，所述开关电源的软启动电路还可以包括两端分别与所述开关管选择电路的输出端和地连接，过滤信号噪声及毛刺的滤波电容。经过所述滤波电容的过滤后，从所述开关管选择电路输出的电压信号规整平滑，更好的实现了软启动电压的平稳上升。[0057]本实施例中，所述开关电源的软启动电路利用包括计数器、译码器、多路选择器、电压产生电路和开关管选择电路之间数据处理的数模转换控制和软启动电压技术来输出软启动输出电压，实现了输出电压从零到设定值的平稳上升，从而有效抑制了开关电源过程中产生的浪涌电流和软启动输出电压过冲；在软启动输出电压接近其设定值时，再交由电压反馈环路控制工作。本实用新型实施例提供的开关电源的软启动电路，能够方便的集成于开关电源内部，不需要软启动引脚和外接软启动电容，减小了应用面积并降低了应用成本。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种开关电源的软启动电路，其特征在于，包括 累加计数的计数器； 设置软启动输出电压设定值及所述计数器计数次数的编程器； 与所述编程器和所述计数器连接，将所述编程器的输出信号与所述计数器的输出信号进行比较，并在比较结果相同时控制计数器停止工作的数值比较器； 分别与所述计数器不同的输出端连接，分别为一个多路选择器提供选择信号的第一译码器和第二译码器； 与所述第一译码器连接，根据所述第一译码器输出的选择信号选择待导通开关管信号的第一多路选择器； 与所述第二译码器连接，根据所述第二译码器输出的选择信号选择分压电阻网络每个节点电压的第二多路选择器； 与所述第二多路选择器连接，产生每一次计数周期后的软启动输出电压值的电压产生电路； 与所述第一多路选择器和所述电压产生电路连接，根据所述第一多路选择器的选择信号和所述电压产生电路输出的软启动电压值选择待导通金属氧化物半导体管的开关管选择电路； 与所述开关管选择电路连接，放大所述开关管选择电路输出信号的放大器。
2.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述开关电源为DC-DC开关电源。
3.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述开关电源为AC-DC开关电源。
4.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述计数器为七位计数器。
5.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，还包括为所述软启动电路提供复位信号的使能信号产生器。
6.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，还包括两端分别与所述开关管选择电路的输出端和地连接，过滤信号噪声及毛刺的滤波电容。
7.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述编程单元包括 采用反熔丝编程技术进行编程的熔丝编程器。
8.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述编程单元包括 接收用户设置的软启动输出电压的设定值及所述计数器计数次数的电可擦可编程只读存储器。
9.根据权利要求I所述的软启动电路，其特征在于，所述第一译码器和所述第二译码器为三八译码器。
专利摘要本实用新型公开提供了一种开关电源的软启动电路，所述开关电源的软启动电路利用包括计数器、译码器、多路选择器、电压产生电路和开关管选择电路之间数据处理的数模转换控制和软启动电压技术来输出软启动电压值，实现了软启动输出电压从零到其设定值的平稳上升，从而有效抑制了开关电源启动过程中产生的浪涌电流和软启动输出电压过冲；在软启动输出电压接近其设定值时，再交由电压反馈环路控制工作。本实用新型实施例提供的开关电源的软启动电路，能够方便的集成于开关电源内部，不需要软启动引脚和外接软启动电容，减小了应用面积并降低了应用成本。
文档编号H02M1/36GK202679233SQ201220312979
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者王锐 申请人:成都国微电子有限公司