一种快速软启动电路的制作方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及DC-DC开关电源领域，提供了一种快速软启动电路。
[0002]【背景技术】:
DC-DC开关电源因效率高、体积小、易携带等优点，而广泛应用于医疗、汽车和消费电子产品等领域。然而，DC-DC开关电源在启动过程中会产生浪涌电，造成输出过冲。因而常常需要在开关电源中设置软起动电路，以减小或消除启动过程中因浪涌电而造成的输出过冲。传统软起动电路多为恒流源给电容充电，电容电压缓慢上升，使得控制电压缓慢上升，电感电流缓慢上升，输出电压缓慢上升，而实现软启动。因而，传统软起动电路具有启动时间长、需要大电容、不利于集成的缺点。
[0003]
【发明内容】
:
本发明通过限制电感峰值电流、开关管固定关断时间的方式，实现快速软启动；通过电流控制位调节峰值电流值，实现不同负载下的快速软启动，提供一种快速软启动电路。
[0004]本发明为了实现上述目的采用以下技术方案:一种快速软启动电路，包括电流检测模块、控制电压生成模块、比较器模块、固定关断时间模块、选择器、驱动电路、软启动检测模块以及参考电压模块；其中电流检测模块输入端连接电流检测端口，输出端连接比较器模块正向端，比较器模块负向端连接控制电压生成模块，比较器输出端连接固定关断时间模块，固定关断时间模块连接选择器，选择器连接输入信号，选择器连接软启动检测模块，选择器连接驱动电路，驱动电路连接开关管，参考电压模块连接控制电压生成模块，参考电压模块连接软启动检测模块，控制电压生成模块输入端连接电流控制位。
[0005]所述的控制电压生成模块包括N位译码器、运放OP1、M0S管丽1、2N个串联电阻、2 N个开关；N位译码器输入端连接N位电流控制位，输出端分别接2N个开关；2N个电阻串联，第一个电阻接地，最后一个电阻接OP的负向端和MNl的源端，串联电阻的公共端分别连接2Ν4个开关，最后一个电阻的另一端接第2 开关，2 开关另一端共同连接比较器模块负向端；0Ρ正向端接参考电压模块，OP输出端连接丽I的栅端；丽1的漏端连接电源。
[0006]所述的N位译码器为Ν_2ν*码器。
[0007]所述的固定关断时间模块包括一个或门、两个或非门、一个反相器、一个电容、一个电流源和一个NMOS管ΜΝ2 ;其中，或门两输入端分别接比较器输出端和软启动检测模块，或门输出端接第一或非门和ΜΝ2的栅端，ΜΝ2的源端接地，ΜΝ2的漏断接电流源，ΜΝ2的漏端接电容，ΜΝ2的漏端接第二或非门；电流源另一端接电源；电容另一端接地；第一或非门的输出端接第二或非门输入端和反向器输入端，第一反相器输出端接选择器；第二或非门输出端接第一或非门输入端。
[0008]所述的软启动检测模块包括电阻Rl、R2，迟滞比较器C0MP2、C0MP3 ;其中Rl —端连接R2和C0MP2的负向端和C0MP3的正向端，电阻Rl另一端接地，电阻R2另一端接电源；C0MP2正向端连接VREF2，C0MP2输出接固定关断时间模块；C0MP3负向端接VREF3，COMP端输出接选择器。
[0009]所述的选择器包括三个与非门、一个反向器；其中，第一与非门一输入端连接比较器模块，另一输入端接软起动检测模块和第二反向器输入端，输出端连接第三与非门一输入端；第二与非门一输入端接第二反向器输出端，另一输入端连接固定关断时间模块，输出端连接第三与非门；第三与非门输出端连接驱动电路。
[0010]所述的电流检测模块包括电阻Rsense、R3、R4、R5，一个运放和NMOS管MN3 ;其中，电阻Rsense —端接电流检测正端和R4 —端，电阻Rsense另一端接电流检测负端和R5 —端，R4另一端接丽2的漏端和OP正端，R5另一端接接OP负端；0P输出接丽3的栅端，丽3的源端串联电阻到地，MN3的源端连接比较器正端。
[0011]所述的比较器模块为高速比较器电路，可快速比较控制电压生成模块的输出电压和电流检测模块的输出电压。
[0012]本发明因为采用上述技术方案，因此具备以下有益效果:本发明在系统启动过程中，通过限制电感峰值电流、固定关断时间，实现快速软启动；可通过改变电流控制位的值，实现不同负载条件下的快速软启动。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的框图；
图2为本发明的电路图；
图3本发明电流检测模块图；
图4为本发明比较器模块图；
图5为本发明的关断时间模块图；
图6为本发明的选择器电路图。
【具体实施方式】
[0014]参照图1，一种快速软启动电路，包括电流检测模块、比较器模块、固定关断时间模块、选择器、驱动电路、软启动检测模块、参考电压模块以及控制电压生成模块；其中电流检测模块输入端连接电流检测端口，输出连接比较器正向端，比较器负向端连接控制电压生成电路，比较器输出端连接固定关断时间模块，固定关断时间模块连接选择器，选择器连接输入信号，选择器连接软启动检测，选择器连接驱动电路，驱动电路连接开关管，参考电压模块连接控制电压生成模块，参考电压模块连接软启动检测模块，控制电压生成模块连接电流控制位。
[0015]图3中，假设电感电流为II，采样生成电流为ISENSE，R5=R4=R3/N，那么检测电阻Rsense两端压降为AV=I1^Rsense ;由OP两端电压相等可得:R4*ISENSE= Λ V，所以Isensi^流为〖IsH^IjRsense/IM ;因此，采样电流生成的电压为:Vsense=N*Ii^Rsenseo
[0016]图2中的控制电压生成电路中，假设Rsl~Rs2N电阻阻值相等，那么参考电压VREFl被分为2N等分，开关S1、S2…S2 别一端接电位VREF1/2 N，2*VREF1/2n，VREFl。
[0017]图2中N位译码器为N_2n译码器，例如2-4译码器、3_8译码器等，通过电流控制位的不同组合译码选择控制电压。
[0018]图4为比较器模块的一个实例电路，该电路为一高速比较器，具体工作过程如下: MPO, MPl是比较器输入对管，当VP端电压高于VN端电压时，流过MPl的电流减小，流过MPO的电流增大，同时，Y点电压升高，X点电压降低，使得流过M8的电流减小，流过丽5的电流增大，进一步促使流过MPO的电流更多流过丽5，同样，流过MPl的电流被丽7分走更多，流过MN8的电流进一步减小，经过丽5，MN6和MN8，MN9这两组电流镜镜像后，流过MP2的电流远大于流过MN9的电流，从而使输出电压VOUT被拉为高电平。同理，若VP电压低于VN端电压，通过类似分析可得VOUT端电压被拉低。
[0019]图2中软启动检测模块，包含两个迟滞比较器，输入比较器C0MP2负端和C0MP3正端的电压为:Vdiv=Vqut*R2/(R1+R2) ;iVDIV〈VREF2、SP V0UT<VREF2 (1+R1/R2)时，比