一种用于BUCK变换器的软启动电路制造技术

本发明专利技术属于电子电路技术领域，具体的说涉及一种用于DC-DC变换器的软启动电路。本发明专利技术的电路，主要为通过恒定的电流源对外挂电容充电，产生一个稳定缓慢上升的斜坡电压，在软启动阶段代替基准电压参与和反馈电压VFB的比较，当软启动完成后，斜坡电压退出；当斜坡电压大于基准电压后，控制信号会控制打开电流源，将斜坡电压迅速拉至接近电源电位。本发明专利技术的有益效果为，在软启动阶段保证了输出的缓慢上升，防止浪涌电流；当斜坡电压大于基准电压后，快速充电支路打开；在对软启动电容的放电阶段，通过大电阻限流与恒流源最终将斜坡电压拉至零电位，防止瞬间的大电流损坏电路。

【技术实现步骤摘要】
一种用于BUCK变换器的软启动电路
本专利技术属于电子电路
，具体的说涉及一种用于BUCK变换器的软启动电路。
技术介绍
随着手持式设备与便携式电子产品的广泛应用，对电源管理IC的需求不断上升。开关电源因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。开关电源是将误差信号转换为占空比控制信号来驱动开关而工作的。在启动阶段，误差放大器处于非平衡状态，使得环路处于100％占空比工作，因此在功率管开启后，对电容充电会产生一个较大的浪涌电流。有可能损坏开关管和其他器件，导致系统电路系统异常。此外，在实际应用中，便携式电子产品的电源大都是电池，电池由于内阻、发热等问题，瞬间流过大电流会有被烧毁的危险。为此，软启动电路应运而生，它的设计思想是通过限制占空比或者限制开关电流来消除浪涌电流，避免输出电压过冲。传统开关电源的软启动有两种：1)采用微控制器来控制启动过程的纯数字控制口。虽然这种软启动电路能够集成到芯片内部。但是由于需要另外的微控制器控制，且需要在电源电路部分上电前就已经开始工作，对于一般用途的开关电源，此类软启动电路过于复杂，成本太高；2)通过恒流源给电容充电来箝位误差放大器的输入或者输出，进而限制PWM的占空比。这种软启动电路方法比较简单，但是需要加入充电用的恒流源和外部电容，；而小的充电电流抗干扰能力差，在对软启动大电容的放电阶段，瞬间的大电流可能损坏电路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述问题，提出一种用于BUCK变换器的软启动电路。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的技术方案，其原理如图1所示，通过恒定的电流源I1对SS外挂电容CSS充电，产生一个稳定缓慢上升的斜坡电压VSS_OUT，在软启动阶段代替VRef1参与和反馈电压VFB的比较，当软启动完成后，VSS_OUT退出；当VSS_OUT>VRef2后，控制信号Ctrl1会控制打开电流I2，将VSS_OUT迅速拉至接近电源电位。本专利技术的一种用于BUCK变换器的软启动电路，如图2所示，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管QN1、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css、第一反相器、第二反相器和比较器；第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的栅极、第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的栅极和第十三PMOS管MP13的栅极，其漏极接基准电流源IB的正极，基准电流源IB的负极接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第三PMOS管MP3的源极；第三PMOS管MP3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极、第七PMOS管MP7的漏极和第八PMOS管MP8的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第八PMOS管MP8的源极和第六PMOS管MP6的漏极，其栅极接第一控制信号；第六PMOS管MP6的栅极接第二控制信号，其源极接第五PMOS管MP5的漏极；第五PMOS管MP5的源极接电源；第九PMOS管MP9的源极接电源，其漏极接第十一PMOS管MP11的漏极；第十一PMOS管MP11的漏极和栅极互连，其栅极接第十二PMOS管MP12的栅极，其源极接第十PMOS管MP10的漏极；第十PMOS管MP10的栅极和漏极互连，其源极接电源；第十二PMOS管MP12的源极接电源，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第十三PMOS管MP13的源极接电源，其漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第三PMOS管MP3漏极、第四PMOS管MP4漏极、第七PMOS管MP7漏极和第八PMOS管MP8漏极的连接点通过第一电阻R1后接第一三极管QN1的集电极；第一电阻R1与第一三极管QN1集电极的连接点通过电容Css后接地；第一三极管QN1的基极和集电极互连，其基极接第二三极管QN2的基极，其发射极通过第二电阻R2后接第一NMOS管MN1的漏极；第一NMOS管MN1的栅极接第四NMOS管MN4的栅极和第二控制信号，其源极接地；第四NMOS管MN4的漏极接第一三极管QN1基极与第二三极管QN2基极的连接点，其源极接第二NMOS管MN2的漏极；第二NMOS管MN2的栅极接第三NMOS管MN3的栅极、第五NMOS管MN5的栅极和第六NMOS管MN6的栅极，其源极接地；第二三极管QN2的发射极通过第三电阻R3后接第三NMOS管MN3的漏极；第三NMOS管MN3的源极接地；第五NMOS管MN5的源极接地；第六NMOS管MN6的栅极和漏极互连，其源极接地；第二三极管QN2发射极与第三电阻R3的连接点接比较器的正向输入端，比较器的负向输入端接基准电压信号，比较器的输出端接第一反相器的输入端，第二反相器的输出端接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端输出软启动标识信号。本专利技术的有益效果为，提供了一种适于DC-DC变换器的软启动电路，在软启动阶段保证了输出的缓慢上升，防止浪涌电流；当斜坡电压大于基准电压后，快速充电支路打开，将斜坡电压迅速拉至接近电源电位，减少外部噪声在CSS引起的跳动对系统的影响；在对软启动电容的放电阶段，通过大电阻限流与恒流源最终将斜坡电压拉至零电位，防止瞬间的大电流损坏电路。附图说明图1为本专利技术的原理示意图；图2为本专利技术的软启动电路结构示意图；图3为软启动充电阶段波形示意图。具体实施方式为消除启动阶段的浪涌电流，本专利技术采用电压限时的方法，在软启动阶段利用斜坡电压VSS_OUT与VFB做比较，实现输出软启动。在软启动结束后(VSS_OUT>VRef2)，额外的充电支路开启，将VSS_OUT迅速拉至接近电源电位。下面结合附图对本专利技术进行详细的描述。本专利技术的软启动具体电路结构图如图2所示，包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管QN1、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css、第一反相器、第二反相器和比较器；第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的栅极、第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的栅极和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于BUCK变换器的软启动电路，包第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管QN1、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css和比较器；第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的栅极、第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的栅极和第十三PMOS管MP13的栅极，其漏极接基准电流源IB的正极，基准电流源IB的负极接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第三PMOS管MP3的源极；第三PMOS管MP3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极、第七PMOS管MP7的漏极和第八PMOS管MP8的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第八PMOS管MP8的源极和第六PMOS管MP6的漏极，其栅极接第一控制信号；第六PMOS管MP6的栅极接第二控制信号，其源极接第五PMOS管MP5的漏极；第五PMOS管MP5的源极接电源；第九PMOS管MP9的源极接电源，其漏极接第十一PMOS管MP11的漏极；第十一PMOS管MP11的漏极和栅极互连，其栅极接第十二PMOS管MP12的栅极，其源极接第十PMOS管MP10的漏极；第十PMOS管MP10的栅极和漏极互连，其源极接电源；第十二PMOS管MP12的源极接电源，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第十三PMOS管MP13的源极接电源，其漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第三PMOS管MP3漏极、第四PMOS管MP4漏极、第七PMOS管MP7漏极和第八PMOS管MP8漏极的连接点通过第一电阻R1后接第一三极管QN1的集电极；第一电阻R1与第一三极管QN1集电极的连接点通过电容Css后接地；第一三极管QN1的基极和集电极互连，其基极接第二三极管QN2的基极，其发射极通过第二电阻R2后接第一NMOS管MN1的漏极；第一NMOS管MN1的栅极接第四NMOS管MN4的栅极和第二控制信号，其源极接地；第四NMOS管MN4的漏极接第一三极管QN1基极与第二三极管QN2基极的连接点，其源极接第二NMOS管MN2的漏极；第二NMOS管MN2的栅极接第三NMOS管MN3的栅极、第五NMOS管MN5的栅极和第六NMOS管MN6的栅极，其源极接地；第二三极管QN2的发射极通过第三电阻R3后接第三NMOS管MN3的漏极；第三NMOS管MN3的源极接地；第五NMOS管MN5的源极接地；第六NMOS管MN6的栅极和漏极互连，其源极接地；第二三极管QN2发射极与第三电阻R3的连接点接比较器的正向输入端，比较器的负向输入端接基准电压，第输出端为输出软启动标识信号。...

【技术特征摘要】
1.一种用于BUCK变换器的软启动电路，包第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第十一PMOS管MP11、第十二PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管QN1、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css、第一反相器、第二反相器和比较器；第一PMOS管MP1的源极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的栅极、第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的栅极和第十三PMOS管MP13的栅极，其漏极接基准电流源IB的正极，基准电流源IB的负极接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第三PMOS管MP3的源极；第三PMOS管MP3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极、第七PMOS管MP7的漏极和第八PMOS管MP8的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第八PMOS管MP8的源极和第六PMOS管MP6的漏极，其栅极接第一控制信号；第六PMOS管MP6的栅极接第二控制信号，其源极接第五PMOS管MP5的漏极；第五PMOS管MP5的源极接电源；第九PMOS管MP9的源极接电源，其漏极接第十一PMOS管MP11...

【专利技术属性】
技术研发人员：明鑫，冯捷斐，徐俊，王军，马亚东，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51