【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种dc-dc软启动控制电路及方法，特别是一种基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路及方法，属于半导体集成电路。
技术介绍
1、dc-dc转换器作为电力电子技术中的核心组件，其发展对于提高能源效率、适应不同电源需求、支持可再生能源系统、电动交通、便携式和嵌入式设备的电源管理、实现更小型化和高密度集成，以及在多个应用领域的广泛应用具有至关重要的意义。然而在许多应用中，为规避emi风险或有级联同步需求，dc-dc开关频率需要设置为定频pwm控制。这导致在dc-dc转换器启动过程中，若输出电压骤然上升，可能会导致系统不稳定，尤其是在负载较大或复杂的情况下。同时，突发的大电流变化也会产生较强emi，对周围的电子设备和系统产生负面影响。因此，通过在电路中加入软启动功能可以使dc-dc转换器在应对负载变化时更加平滑，避免瞬时的电压和电流突变，从而确保设备在各种工作条件下的平稳运行，这对于提高用户体验和设备的可靠性具有重要作用。
2、同时，由于定频pwm控制的dc-dc电路中通常存在最大/最小的占空比限制，现有的软启动技术无法从根本上避免发生较好的浪涌电流限制。尽管软启动阶段可以采用cot控制方式，软启动结束后再切换到定频pwm控制，但该方案存在模式切换，会增加系统的复杂性，并且切换点仍存在过冲风险。现有技术cn201510163581.5提出了基于频率折返的软启动电路，其通过多阶段分频以改善软启动过程中的浪涌电流，但在频率切换点仍存在输出电压过冲、下冲等非单调现象。如图5所示为传统dc-dc pwm调制分段定频
3、综上所述，要想保证在芯片上电过程中，不会产生任何的浪涌电流和过冲电压，需要加入软启动电路。现有的方式均是通过分段式、阶梯式变频的方法改善浪涌电流，其速度过快，切换点过冲电压不可控。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路及方法，解决在软启动过程中的浪涌电流。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路，包含dc-dc变换器、误差放大器ea、pwm比较器cmp1、pwm调制器pwm module、时钟产生电路clk gen和线性时钟控制电路linear clk ctrl，误差放大器ea的反向输入端连接dc-dc变换器的输出信号vfb，误差放大器ea的同向输入端连接基准电压信号ss，误差放大器ea的输出端连接pwm比较器cmp1的反向输入端，pwm比较器cmp1的同向输入端连接时钟产生电路clk gen的第三输入端，pwm比较器cmp1的输出端连接pwm调制器pwm module的第一输入端，线性时钟控制电路linear clkctrl的第一输入端连接基准电压信号ss，线性时钟控制电路linear clk ctrl的第二输入端连接基准电压vb，线性时钟控制电路linear clk ctrl的输出端连接时钟产生电路clkgen的第一输入端，时钟产生电路clk gen的第二输入端连接参考电压vref，时钟产生电路clk gen的输出端连接pwm调制器pwm module的第二输入端，pwm调制器pwm module输出pwm控制信号控制dc-dc变换器的功率管的通断。
4、进一步地，所述dc-dc变换器采用buck结构的dc-dc变换器。
5、进一步地，所述dc-dc变换器包含电源v1、功率管mp、功率管mn、电感l、输出电容c0、反馈电阻rfb1和反馈电阻rfb2，电源v1的正极与功率管mp的源极连接并连接输入信号vin，功率管mp的漏极与功率管mn的漏极和电感l的一端连接于节点lx，电感l的另一端与输出电容c0的一端和反馈电阻rfb1的一端连接并连接输出信号vout，反馈电阻rfb1的另一端与反馈电阻rfb2的一端连接并产生输出信号vfb，电源v1的负极、功率管mn的源极、输出电容c0的另一端和反馈电阻rfb2的另一端接地，功率管mp的栅极连接pwm调制器pwm module的第一输出端，功率管mn的栅极连接pwm调制器pwm module的第二输出端。
6、进一步地，所述线性时钟控制电路linear clk ctrl包含mos管m1、mos管m2、mos管m3、mos管m4、mos管m5、mos管m6、mos管m7、mos管m8、电阻r和电流源ib，电流源ib的一端与mos管m7的源极和mos管m8的源极连接并连接电源vdd，电流源ib的另一端与mos管m5的源极、mos管m1的源极和mos管m2的源极连接，mos管m5的栅极连接基准电压信号ss，mos管m1的栅极连接基准电压vb，mos管m5的漏极与mos管m1的漏极、mos管m3的漏极、mos管m3的栅极和mos管m4的栅极连接，mos管m2的栅极与电阻r的一端和mos管m6的源极连接，mos管m2的漏极与mos管m4的漏极和mos管m6的栅极连接，mos管m6的漏极与mos管m7的漏极、mos管m7的栅极和mos管m8的栅极连接，mos管m8的漏极作为线性时钟控制电路linear clk ctrl的输出端并产生输出电压vc，mos管m3的源极、mos管m4的源极和电阻r的另一端接地。
7、进一步地，所述mos管m1、mos管m2和mos管m5构成1：1：1的运放输入差分对。
8、进一步地，所述mos管m7和mos管m8构成1：1电流镜。
9、进一步地，所述时钟产生电路clk gen包含mos管m9、电容c、开关s1、偏置电流源ic和比较器cmp2，偏置电流源ic的一端连接电源vdd，偏置电流源ic的另一端与开关s1的一端连接并作为时钟产生电路clk gen的第一输入端连接输出信号vc，开关s1的另一端与mos管m9的漏极、电容c的一端和比较器cmp2的同向输入端连接并作为时钟产生电路clk gen的第三输入端连接输出信号slope，mos管m9的栅极连接时钟信号clk，mos管m9的源极和电容c的另一端接地，比较器cmp2的反向输入端作为时钟产生电路clk gen的第二输入端连接参考电压vref，比较器cmp2的输出端作为时钟产生电路clk gen的输出端并产生时钟信号clk。
10、一种基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路的软启动控制方法，包含以下步骤：
11、mos管m1、mos管m2和mos管m5构成1:1:1的运放输入差分对，其作用为选小电路；当基准输入电压ss的电压为0v时，mos管m6支路所产生的电流大小为0a；同时mos管m7和mos管m8构成1:1电流镜，其作用为镜像mos管m6支路的电流，则mos管m8支路的电流大小同样本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：包含DC-DC变换器、误差放大器EA、PWM比较器CMP1、PWM调制器PWM MODULE、时钟产生电路CLK GEN和线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL，误差放大器EA的反向输入端连接DC-DC变换器的输出信号VFB，误差放大器EA的同向输入端连接基准电压信号SS，误差放大器EA的输出端连接PWM比较器CMP1的反向输入端，PWM比较器CMP1的同向输入端连接时钟产生电路CLK GEN的第三输入端，PWM比较器CMP1的输出端连接PWM调制器PWM MODULE的第一输入端，线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL的第一输入端连接基准电压信号SS，线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL的第二输入端连接基准电压VB，线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL的输出端连接时钟产生电路CLK GEN的第一输入端，时钟产生电路CLK GEN的第二输入端连接参考电压VREF，时钟产生电路CLK GEN的输出端连接PWM调制器PWM MODULE的第二输入端，PWM调制器PWMMODULE输出P
2.根据权利要求1所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述DC-DC变换器采用BUCK结构的DC-DC变换器。
3.根据权利要求2所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述DC-DC变换器包含电源V1、功率管MP、功率管MN、电感L、输出电容C0、反馈电阻RFB1和反馈电阻RFB2，电源V1的正极与功率管MP的源极连接并连接输入信号VIN，功率管MP的漏极与功率管MN的漏极和电感L的一端连接于节点LX，电感L的另一端与输出电容C0的一端和反馈电阻RFB1的一端连接并连接输出信号VOUT，反馈电阻RFB1的另一端与反馈电阻RFB2的一端连接并产生输出信号VFB，电源V1的负极、功率管MN的源极、输出电容C0的另一端和反馈电阻RFB2的另一端接地，功率管MP的栅极连接PWM调制器PWM MODULE的第一输出端，功率管MN的栅极连接PWM调制器PWM MODULE的第二输出端。
4.根据权利要求1所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL包含MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、MOS管M4、MOS管M5、MOS管M6、MOS管M7、MOS管M8、电阻R和电流源IB，电流源IB的一端与MOS管M7的源极和MOS管M8的源极连接并连接电源VDD，电流源IB的另一端与MOS管M5的源极、MOS管M1的源极和MOS管M2的源极连接，MOS管M5的栅极连接基准电压信号SS，MOS管M1的栅极连接基准电压VB，MOS管M5的漏极与MOS管M1的漏极、MOS管M3的漏极、MOS管M3的栅极和MOS管M4的栅极连接，MOS管M2的栅极与电阻R的一端和MOS管M6的源极连接，MOS管M2的漏极与MOS管M4的漏极和MOS管M6的栅极连接，MOS管M6的漏极与MOS管M7的漏极、MOS管M7的栅极和MOS管M8的栅极连接，MOS管M8的漏极作为线性时钟控制电路LINEAR CLK CTRL的输出端并产生输出电压VC，MOS管M3的源极、MOS管M4的源极和电阻R的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述MOS管M1、MOS管M2和MOS管M5构成1：1：1的运放输入差分对。
6.根据权利要求4所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述MOS管M7和MOS管M8构成1：1电流镜。
7.根据权利要求4所述的基于DC-DC的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述时钟产生电路CLK GEN包含MOS管M9、电容C、开关S1、偏置电流源IC和比较器CMP2，偏置电流源IC的一端连接电源VDD，偏置电流源IC的另一端与开关S1的一端连接并作为时钟产生电路CLK GEN的第一输入端连接输出信号VC，开关S1的另一端与MOS管M9的漏极、电容C的一端和比较器CMP2的同向输入端连接并作为时钟产生电路CLK GEN的第三输入端连接输出信号SLOPE，MOS管M9的栅极连接时钟信号CLK，MOS管M9的源极和电容C的另一端接地，比较器CMP2的反向输入端作为时钟产生电路CLK GEN的第二输入端连接参考电压VREF，比较器CMP2的输出端作为时钟产生电路CLK GEN的输出端并产生时钟信号CLK。
8.一种权利要求1-7任一项所述的基于DC-DC的...
【技术特征摘要】
1.一种基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：包含dc-dc变换器、误差放大器ea、pwm比较器cmp1、pwm调制器pwm module、时钟产生电路clk gen和线性时钟控制电路linear clk ctrl，误差放大器ea的反向输入端连接dc-dc变换器的输出信号vfb，误差放大器ea的同向输入端连接基准电压信号ss，误差放大器ea的输出端连接pwm比较器cmp1的反向输入端，pwm比较器cmp1的同向输入端连接时钟产生电路clk gen的第三输入端，pwm比较器cmp1的输出端连接pwm调制器pwm module的第一输入端，线性时钟控制电路linear clk ctrl的第一输入端连接基准电压信号ss，线性时钟控制电路linear clk ctrl的第二输入端连接基准电压vb，线性时钟控制电路linear clk ctrl的输出端连接时钟产生电路clk gen的第一输入端，时钟产生电路clk gen的第二输入端连接参考电压vref，时钟产生电路clk gen的输出端连接pwm调制器pwm module的第二输入端，pwm调制器pwmmodule输出pwm控制信号控制dc-dc变换器的功率管的通断。
2.根据权利要求1所述的基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述dc-dc变换器采用buck结构的dc-dc变换器。
3.根据权利要求2所述的基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述dc-dc变换器包含电源v1、功率管mp、功率管mn、电感l、输出电容c0、反馈电阻rfb1和反馈电阻rfb2，电源v1的正极与功率管mp的源极连接并连接输入信号vin，功率管mp的漏极与功率管mn的漏极和电感l的一端连接于节点lx，电感l的另一端与输出电容c0的一端和反馈电阻rfb1的一端连接并连接输出信号vout，反馈电阻rfb1的另一端与反馈电阻rfb2的一端连接并产生输出信号vfb，电源v1的负极、功率管mn的源极、输出电容c0的另一端和反馈电阻rfb2的另一端接地，功率管mp的栅极连接pwm调制器pwm module的第一输出端，功率管mn的栅极连接pwm调制器pwm module的第二输出端。
4.根据权利要求1所述的基于dc-dc的线性无极变频软启动控制电路，其特征在于：所述线性时钟控制电路linear c...
【专利技术属性】
技术研发人员：王环瑜，曾鹏灏，蒋浩，
申请(专利权)人：江苏帝奥微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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