一種用于buck變換器的軟啟動電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種用于BUCK變換器的軟啟動電 路。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著手持式設(shè)備與便攜式電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，對電源管理IC的需求不斷上升。 開關(guān)電源因轉(zhuǎn)換效率高、輸出電流大、靜態(tài)電流小、輸出負載范圍寬等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。 開關(guān)電源是將誤差信號轉(zhuǎn)換為占空比控制信號來驅(qū)動開關(guān)而工作的。在啟動階段，誤差放 大器處于非平衡狀態(tài)，使得環(huán)路處于100%占空比工作，因此在功率管開啟后，對電容充電 會產(chǎn)生一個較大的浪涌電流。有可能損壞開關(guān)管和其他器件，導(dǎo)致系統(tǒng)電路系統(tǒng)異常。此 外，在實際應(yīng)用中，便攜式電子產(chǎn)品的電源大都是電池，電池由于內(nèi)阻、發(fā)熱等問題，瞬間流 過大電流會有被燒毀的危險。為此，軟啟動電路應(yīng)運而生，它的設(shè)計思想是通過限制占空比 或者限制開關(guān)電流來消除浪涌電流，避免輸出電壓過沖。傳統(tǒng)開關(guān)電源的軟啟動有兩種：1) 采用微控制器來控制啟動過程的純數(shù)字控制口。雖然這種軟啟動電路能夠集成到芯片內(nèi) 部。但是由于需要另外的微控制器控制，且需要在電源電路部分上電前就已經(jīng)開始工作，對 于一般用途的開關(guān)電源，此類軟啟動電路過于復(fù)雜，成本太高；2)通過恒流源給電容充電 來箝位誤差放大器的輸入或者輸出，進而限制PWM的占空比。這種軟啟動電路方法比較簡 單，但是需要加入充電用的恒流源和外部電容，；而小的充電電流抗干擾能力差，在對軟啟 動大電容的放電階段，瞬間的大電流可能損壞電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的，就是針對上述問題，提出一種用于BUCK變換器的軟啟動電 路。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案，其原理如圖1所示，通過恒定的電流源Il對SS外掛電容Css 充電，產(chǎn)生一個穩(wěn)定緩慢上升的斜坡電壓Vssj3ut，在軟啟動階段代替VlteflS與和反饋電壓V FB 的比較，當(dāng)軟啟動完成后，Vssj3ut退出；當(dāng)V ss_ JVltef2后，控制信號Ctr11會控制打開電流12， 將Vss i3ut迅速拉至接近電源電位。
[0006] 本發(fā)明的一種用于BUCK變換器的軟啟動電路，如圖2所示，包括第一 PMOS管MPl、 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^-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、第一電阻Rl、第二電阻 R2、第三電阻R3、第一三極管QNl、第二三極管QN2、基準電流源IB、電容Css和比較器；第 一 PMOS管MPl的源極接電源，其柵極和漏極互連，其柵極接第二PMOS管MP2的柵極、第三 PMOS管MP3的柵極、第四PMOS管MP4的柵極、第五PMOS管MP5的柵極、第九PMOS管MP9的 柵極和第十三PMOS管MP13的柵極，其漏極接基準電流源IB的正極，基準電流源IB的負極 接地；第二PMOS管MP2的源極接電源，其漏極接第四PMOS管MP4的源極和第三PMOS管MP3 的源極；第三PMOS管MP3的漏極接第四PMOS管MP4的漏極、第七PMOS管MP7的漏極和第 八PMOS管MP8的漏極；第七PMOS管MP7的源極接第八PMOS管MP8的源極和第六PMOS管 MP6的漏極，其柵極接第一控制信號；第六PMOS管MP6的柵極接第二控制信號，其源極接第 五PMOS管MP5的漏極；第五PMOS管MP5的源極接電源；第九PMOS管MP9的源極接電源， 其漏極接第十一 PMOS管MPll的漏極；第^^一 PMOS管MPll的漏極和柵極互連，其柵極接第 十二PMOS管MP12的柵極，其源極接第十PMOS管MPlO的漏極；第十PMOS管MPlO的柵極 和漏極互連，其源極接電源；第十二PMOS管MP12的源極接電源，其漏極接第五NMOS管麗5 的漏極；第十三PMOS管MP13的源極接電源，其漏極接第六NMOS管MN6的漏極；第三PMOS 管MP3漏極、第四PMOS管MP4漏極、第七PMOS管MP7漏極和第八PMOS管MP8漏極的連接 點通過第一電阻Rl后接第一三極管QNl的集電極；第一電阻Rl與第一三極管QNl集電極 的連接點通過電容Css后接地；第一三極管QNl的基極和集電極互連，其基極接第二三極管 QN2的基極，其發(fā)射極通過第二電阻R2后接第一 NMOS管麗1的漏極；第一 NMOS管麗1的 柵極接第四NMOS管MM的柵極和第二控制信號，其源極接地；第四NMOS管MM的漏極接第 一三極管QNl基極與第二三極管QN2基極的連接點，其源極接第二NMOS管麗2的漏極；第 二NMOS管麗2的柵極接第三NMOS管麗3的柵極、第五NMOS管麗5的柵極和第六NMOS管 MN6的柵極，其源極接地；第二三極管QN2的發(fā)射極通過第三電阻R3后接第三NMOS管麗3 的漏極；第三NMOS管麗3的源極接地；第五NMOS管麗5的源極接地；第六NMOS管MN6的 柵極和漏極互連，其源極接地；第二三極管QN2發(fā)射極與第三電阻R3的連接點接比較器的 正向輸入端，比較器的負向輸入端接基準電壓信號，第輸出端為輸出軟啟動標識信號。
[0007] 本發(fā)明的有益效果為，提供了一種適于DC-DC變換器的軟啟動電路，在軟啟動階 段保證了輸出的緩慢上升，防止浪涌電流；當(dāng)斜坡電壓大于基準電壓后，快速充電支路打 開，將斜坡電壓迅速拉至接近電源電位，減少外部噪聲在C ss引起的跳動對系統(tǒng)的影響；在 對軟啟動電容的放電階段，通過大電阻限流與恒流源最終將斜坡電壓拉至零電位，防止瞬 間的大電流損壞電路。
【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的原理示意圖；
[0009] 圖2為本發(fā)明的軟啟動電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010] 圖3為軟啟動充電階段波形示意圖。
【具體實施方式】
[0011] 為消除啟動階段的浪涌電流，本發(fā)明采用電壓限時的方法，在軟啟動階段利用斜 坡電壓Vssj3ut與V FB做比較，實現(xiàn)輸出軟啟動。在軟啟動結(jié)束后（V SSJ]UT>VRrf2)，額外的充電支 路開啟，將Vssj3ut迅速拉至接近電源電位。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0012] 本發(fā)明的軟啟動具體電路結(jié)構(gòu)圖如圖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^-一 PMOS 管 MPll、第十二 PMOS 管 MP12、第十三 PMOS 管 MP13、第一 NMOS 管 MNl、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、第一電阻RU第二電阻R2、第三電阻R3、 第一三極管QN1、第二三極管QN2、基準電流源IB、電容Css和比較器；第一 PMOS管MPl的源 極接電源，其柵極和漏極互連，其柵極接第二PMOS管MP2的柵極、第三PMOS管MP3的柵極、 第四PMOS管MP4的柵極、第五PMOS管MP5的柵極、第九PMOS管MP9的柵極和第十三PMOS 管MP13的柵極，其漏極接基準電流源IB的正極，基準電流源IB的負極接地；第二PMOS管 MP2的源極接電源，其漏極接第四PMOS管MP4的源極和第三PMOS管MP3的源極；第三PMOS 管MP3的漏極接第四PMOS管MP4的漏極、第七PMOS管MP7的漏極和第八PMOS管MP8的漏 極；第七PMOS管MP7的源極接第八PMOS管MP8的源極和第六PMOS管MP6的漏極，其柵極 接第一控制信號；第六PMOS管MP6的柵極接第二控制信號，其源極接第五PMOS管MP5的漏 極；第五PMOS管MP5的源極接電源；第九PMOS管MP9的源極接電源，其漏極接第^^一 PMOS 管MPll的漏極；第^^一 PMOS管MPll的漏極和柵極互連，其柵極接第十二PMOS管MP12的 柵極，其源極接第十PMOS管MPlO的漏極；第十PMOS管MPlO的柵極和漏極互連，其源極接 電源；第十二PMOS管MP12的源極接電源，其漏極接第五NMOS管MN5的漏極；第十三PMOS 管MP13的源極接電源，其漏極接第六NMOS管MN6的漏極；第三PMOS管MP3漏極、第四PMOS 管MP4漏極、第七PMOS管MP7漏極和第八PMOS管MP8漏極的連接點通過第一電阻Rl后接 第一三極管QNl的集電極；第一電阻Rl與第一三極管QNl集電極的連接點通過電容Css后 接地；第一三極管QNl的基極和集電極互連，其基極接第二三極管QN2的基極，其發(fā)射極通 過第二電阻R2后接第一 NMOS管MNl的漏極；