数字式控制的电源软启动电路的制作方法

1.本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种数字式控制的电源软启动电路。


背景技术：

2.在电源初次启动时，由于输出电容较大，需要短时间很高的初始充电电流。如果没有限制，那么大电流除了会在电源线上产生电压骤降之外，也会引起芯片的比较大电源弹跳效应，容易触发闩锁效应而损毁芯片。
3.对此，现有技术一般会用一个比较大的电容在基准电压的输入端，通过用一个小的电流或一个大的电阻来减缓基准电压的上升速率，来实现软启动。但这种现有技术方案的缺点在于：如果输出电容较大的话，需要增加一个引脚去外挂一个较大的电容，这样会额外消耗芯片的一个引脚，也会增加应用成本。


技术实现要素：

4.鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结不需要消耗额外的引脚和外部电阻电容的数字式控制的电源软启动电路。
5.为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：一种数字式控制的电源软启动电路，所述电源软启动电路包括数字电路控制单元、数模转换器、基准电压、误差放大器、功率管以及反馈电阻；所述数模转换器用于产生斜坡电压，与所述误差放大器的第一输入端相连；所述数字电路控制单元与所述数模转换器相连，用于调节控制所述斜坡电压的上升时间；所述基准电压与所述误差放大器的第二输入端相连；所述误差放大器的输出端与所述功率管的输入端相连；所述功率管的输出端与反馈电阻相连，且连接点为所述电源软启动电路的输出端；所述数模转换器还与所述反馈电阻相连。
6.进一步，所述数模转换器为电流数模转换器或电阻数模转换器。
7.进一步，所述数模转换器为电流数模转换器，所述电源软启动电路还包括叠加电阻，所述数模转换器与所述叠加电阻相连并进而与所述反馈电阻相连，且所述数模转换器与所述叠加电阻的连接点与所述误差放大器的第一输入端相连。
8.进一步，所述数模转换器为电阻数模转换器，所述电源软启动电路还包括叠加电流，所述数模转换器与所述叠加电流相连，且连接点与所述误差放大器的第一输入端相连。
9.进一步，所述反馈电阻为两个电阻相串联，所述功率管的输出端与任一电阻的自由端相连，所述数模转换器与两个电阻之间的连接点相连。
10.本发明所述数字式控制的电源软启动电路，采用数字式控制电源软启动，可以灵活地控制输出电压的上电速率，从而有效的抑制浪涌电流的发生。并且不需要消耗额外的引脚和外部电阻电容，从而有效的降低成本。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明一实施方式一种数字式控制的电源软启动电路的结构框图；图2为本发明另一实施方式一种数字式控制的电源软启动电路的电路示意图；图3为本发明所述数字式控制的电源软启动电路的工作波形图；图4为未加任何软启动的上电波形图。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
14.请参见图1所示，本发明一实施方式一种数字式控制的电源软启动电路的结构框图。一种数字式控制的电源软启动电路，所述电源软启动电路包括数字电路控制单元i0、数模转换器i1、基准电压i2、误差放大器i3、功率管i4以及反馈电阻；所述数模转换器i1用于产生斜坡电压，与所述误差放大器i3的第一输入端相连；所述数字电路控制单元i0与所述数模转换器i1相连，用于调节控制所述斜坡电压的上升时间；所述基准电压i2与所述误差放大器i3的第二输入端相连；所述误差放大器i3的输出端与所述功率管i4的输入端相连；所述功率管i4的输出端与反馈电阻相连，且连接点为所述电源软启动电路的输出端vout；所述数模转换器i1还与所述反馈电阻相连。
15.其中，所述数模转换器i1为电流数模转换器或电阻数模转换器。
16.在本实施方式中，所述数模转换器i1为电流数模转换器idac，所述电源软启动电路还包括叠加电阻r
ado
，所述数模转换器i1与所述叠加电阻r
ado
相连并进而与所述反馈电阻相连，且所述数模转换器i1与所述叠加电阻r
ado
的连接点与所述误差放大器的第一输入端相连。
17.进一步，所述反馈电阻为两个电阻rf1、rf2相串联，所述功率管i4的输出端与任一电阻的自由端相连，在本实施方式中，与电阻rf2的自由端相连，所述数模转换器i1与两个电阻rf1、rf2之间的连接点相连，具体的，所述数模转换器i1与所述叠加电阻r
ado
相连进而与两个电阻rf1、rf2之间的连接点相连，电阻rf1的自由端接地。相应的，输出端vout与地之间存在有输出电容cout。
18.本发明所述电源软启动电路的工作原理如下：根据反馈原理，当i
ramp
=0 时，v
fb1
=v
fb
且v
r
=v
fb
，输出电压vout=v
r
*[1+(rf2+rf1）/rf1]；当i
ramp
不为零时，vout（t）= (v
r
ꢀ‑ꢀ
i
ramp
（t）*r
add
)*(1+rf2/rf1)。v
r
为基准电压，i
ramp
为斜坡或台阶电流，r
add
为叠加电阻。在启动t0时刻，i
ramp
（t0）*r
add
=v
r
，启动结束时刻t1，i
ramp
（t1）=0。计算外部电容的平均电流为：i
avg
= v
r
*[1+(rf2+rf1）/rf1]*cout /δt，δt=t1
‑
t0，为斜坡电压的上升时间。通过控制δt的长短，就可以控制启动过程中电流i
avg
的大小。
[0019]
请参见图2所示，本发明另一实施方式一种数字式控制的电源软启动电路的结构框图，在此实施方式中，所述数模转换器i1为电阻数模转换器rdac，所述电源软启动电路还包括叠加电流i
dc
，所述数模转换器i1与所述叠加电流i
dc
相连，且连接点与所述误差放大器i3的第一输入端相连。其他与图1所示实施方式相同，工作原理也相同，在此不再赘述。
[0020]
请参见图3所示，为本发明所述数字式控制的电源软启动电路的工作波形图，其中i
ramp
为台阶式的锯齿电流，i
rush 为浪涌电流。可以看到vout 缓慢上升，直到i
ramp 等于0，同时vout达到终值1v，启动结束；整个启动过程中，i
rush
电流控制在100ma 左右，成功地抑制了启动过程中的浪涌大电流。请参见图4所示，为未加任何软启动的上电波形图，可以看到浪涌电流i
rush
在启动过程中高达2a。
[0021]
本发明所述数字式控制的电源软启动电路，采用数字式控制电源软启动，可以灵活地控制输出电压的上电速率，从而有效的抑制浪涌电流的发生。并且不需要消耗额外的引脚和外部电阻电容，从而有效的降低成本。
[0022]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。