CN103529891B - 一种软启动装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软启动装置及方法，适用于电压调节器，尤其是无电容电压调节器。该装置通过在现有电压调节器电路的基础上增设电压建立速度控制模块，用于控制所述误差放大器的输出电压，使电压调节器电路的输出电压在电路建立时按预定速率上升至稳定值；对应方法即通过电压调节器电路的输出电压按预定速率上升至稳定值；该方案避免了功率管导通后的电压和电流冲击，减小环路工作点建立过程中的瞬态电流。

Description

一种软启动装置及方法

技术领域

本发明涉及一种软启动技术，尤其涉及一种针对电压调节器（VR：VoltageRegulator）尤其是无电容电压调节器（Cap-lessVR）的软启动（SoftStart）装置及方法。

背景技术

电压调节器具有功耗低、外部元件少、电磁干扰小等优点，应用于片上***（SOC:systemonchip）芯片中作为电源管理单元。尤其在手机、个人移动终端等便携式设备里，对SOC芯片的功耗要求日益严格，无外部电容电压调节器得到了广泛应用。参见图1所示，电压调节器的电路组件通常包括：一个基准源VREF（基准电压）、一个误差放大器12（ErrorAmplifier）、一个PMOS功率管13（增强型功率PMOS管；此处也可采用增强型NMOS功率管，对应的VFB与VREF需反接）、两个反馈电阻R1和R2；其中，反馈电阻、误差放大器和PMOS功率管构成了VR的反馈调整环路。电压调节器工作时，基准源模块输出参考电压VREF，误差放大器放大VFB与VREF的差值，改变PMOS功率管的G端信号（输出电压EA_OUT），改变其导通阻抗，从而在不同的电源输入和负载电流条件下获得稳定的输出电压VOUT（参考电压VREF起稳压参考作用）。电压调节器的启动过程可分为2个部分，分别是：<1>、上电过程（电源从零电压上升到稳定值的建立过程），此时内部节点电压不定，功率管导通并对负载电容充电，上电电流的大小与电源建立速度和电压值密切相关，速度越快，电压越高，VOUT过冲和充电电流会越大。<2>、环路工作点的建立过程。调整环路比较VOUT的反馈电压和基准电压，建立工作点。静态工作点的值、负载电容大小和VOUT的建立速度均可能引起较大电流过冲。结合图1所示，RL表示负载电阻，CL为负载电容，当CL较大时启动过程中的浪涌电流更显著；CL较小时，启动过程中过冲电压更显著。

软启动技术，则用于消除电压调节器启动过程中的过冲电压（OvershootVoltage）和浪涌电流（InrushCurrent）。但是，现有软启动技术在以下背景中遇到了困难：（1）即插即用设备的***上电时间（芯片电源的建立时间）达到10nS级别，现有技术无法应付快速上电时，VR尤其是Cap-lessVR的过冲电压冲击，损伤利用VR供电的电路；（2）在极快速上电时，VR可能存在较大的瞬间电流冲击，导致功率管进入闩锁（LatchUp）状态，损毁VR本身电路。（3）在某些便携设备中，对SOC芯片设置了限制性的供电标准，包括瞬时功率要求，这已经成为市场的准入条件之一。如果对VR的瞬间浪涌电流不做控制，可能导致SOC芯片无法正常工作。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种软启动装置及方法，其能在设备上电的瞬间，消除电压冲击。

为解决上述技术问题，本发明提供一种软启动装置,包括电压调节器电路和电压建立速度控制模块，所述电压调节器电路中设有连接电源接入端的功率管和用于调节所述功率管导通电阻的误差放大器；所述电压建立速度控制模块用于控制所述误差放大器的输出电压，使所述电压调节器电路的输出电压在电路建立时按预定速率上升至稳定值。

实施时，还可包括上电电流控制模块，所述上电电流控制模块用于检测电源接入端是否具有电源输入，以在所述电源接入端具有电源输入时控制所述功率管在预定时间后导通。

一种软启动装置,包括电压调节器电路，所述电压调节器电路中设有连接电源接入端的功率管和用于调节所述功率管导通电阻的误差放大器；还包括上电电流控制模块和连接所述误差放大器的电压建立速度控制模块；所述上电电流控制模块用于检测电源接入端是否具有外部电源输入，以在所述电源接入端具有外部电源输入时控制所述功率管在预定时间后导通（即建立电路）；所述电压建立速度控制模块用于控制所述误差放大器的输出电压，以在所述功率管导通后，控制所述电压调节器电路的输出电压按预定速率上升至稳定值。

一种软启动方法，用于电压调节器电路，所述电压调节器电路中设有用于接入电源接入端的功率管和用于调节所述功率管导通电阻的误差放大器，还包括电压建立速度控制模块，该方法步骤为：

所述电压建立速度控制模块对所述误差放大器的输出电压进行控制；

在电路建立时，所述电压建立速度控制模块通过所述输出电压，控制所述电压调节器电路的输出电压按预定速率上升至稳定值。

实施时，所述电压调节器电路中还包括上电电流控制模块，该方法还包括步骤：

所述上电电流控制模块检测电源接入端；

在检测到所述电源接入端具有电源输入时，所述上电电流控制模块控制所述功率管在预定时间后导通，实现电路建立。

本发明的有益效果是：一种软启动装置及方法，该装置通过在现有电压调节器电路的基础上增设电压建立速度控制模块，用于控制所述误差放大器的输出电压，使电压调节器电路的输出电压在电路建立时按预定速率上升至稳定值；对应方法即通过电压调节器电路的输出电压按预定速率上升至稳定值；该方案避免了功率管导通后的电压和电流冲击，减小环路工作点建立过程中的瞬态电流。

进一步，该装置包括上电电流控制模块，上电电流控制模块用于检测电源接入端是否具有电源输入，并在具有电源输入时，控制电压调节器的功率管在预定时间后导通接入所述电源接入端；对应方法即在检测到所述电源接入端具有电源输入时，控制所述功率管在预定时间后导通；该装置及方法在检测到电源接入端到功率管导通接入电源的这段时间消除了快速上电时的电压过冲和浪涌电流，保护了电路。

附图说明

图1为现有电压调节器电路示意图；

图2A为本发明一种实施例的原理示意图；

图2B为图2A所示实施例应用于图1所示电压调节器的原理图；

图3A为图2A实施例更进一步的电路原理示意图；

图3B为图3A所示实施例应用于图1所示电压调节器的原理图；

图4为前述实施例中上电电流控制模块的电路图；

图5为前述实施例中电压建立速度控制模块的电路图；

图6为本发明实现的电压调节器芯片的上电仿真波形图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2A所示，一种软启动装置,包括电压调节器电路14和电压建立速度控制模块11，所述电压调节器电路14中设有连接电源接入端的功率管13和用于调节所述功率管13导通电阻的误差放大器12；所述电压建立速度控制模块11用于控制所述误差放大器12的输出电压EA_OUT，使所述电压调节器电路14的输出电压VOUT在电路建立时按预定速率上升至稳定值。此电路在上电电流控制电路之后起作用，用于减小环路工作点建立过程中的瞬态电流。

所述稳定值，指误差放大器12独立于电压建立速度控制模块11对功率管13进行控制所产生的输出电压VOUT。

电路建立时，是指在电压调节器电路14开始输出电压VOUT的瞬间，按预定速率上升至稳定值的过程为这个时间点向后的延续。

实施时，电压调节器电路14的输出电压VOUT按预定速率上升，可以通过电压建立速度控制模块11控制所述误差放大器12的输出电压EA_OUT,从而改变功率管13的电阻的方式实现。

结合图3A、5所示，实施时，所述电压建立速度控制模块11包括第十PMOS管111（M10）和连接在第十PMOS管111栅极上的缓慢上升电压源112，所述缓慢上升电压源112输出按预定速率上升的电压SS_CTRL，控制所述第十PMOS管111的导通电阻按等比于所述预定速率上升，直到第十PMOS管111阻断。

在实施时，缓慢上升电压源112可以在电源接入端VIN具有电源输入时便开始输出电压，也可以在其它时间，例如在功率管13开启之后输出电压。对应的，若缓慢上升电压源112在电源接入端VIN具有电源输入时开始输出电压，缓慢上升电压源112则还可用于检测电源接入端VIN，并在检测到所述电源接入端VIN具有电源输入时，控制所述缓慢上升电压源112输出电压。对应的，若缓慢上升电压源112在功率管13开启之后输出电压，则缓慢上升电压源112则还可用于检测功率管13开关状态。

实施时，所述误差放大器12包括由两只MOS管构成的差分对管121，差分对管121的两个栅极分别外接基准源VREF（基准电压）和电压反馈信号VFB；所述第十PMOS管111的源极和漏极对应连接在差分对管121外接基准源VREF的一个MOS管的源极和漏极上。

所述缓慢上升电压源112包括第二镜像电路1121和第三电容C3；所述第二镜像电路1121外接电源接入端VIN和偏置电流IB_SS，并向所述第三电容C3输出对应于该偏置电流IB_SS的第二镜像电流I2，第三电容C3另一极外接地线VSS；所述第三电容C3与所述第二镜像电路1121的连接端为所述按预定速率上升的电压源112的输出端。

如图5所示实施例，差分对管121由第十一PMOS管M11和第十二PMOS管M12构成，第十一PMOS管M11的栅极外接基准源VREF、源极与第十PMOS管111的源极相连、漏极与第十一PMOS管M11第十PMOS管111的漏极相连；所述电压建立速度控制模块11中的所述第十PMOS管111的宽长比大于所述第十一PMOS管M11和第十二PMOS管M12的宽长比。其中，宽长比差值越大，效果越明显。

具体的，如图1、2B、3B所示，所述电压调节器电路14的输出端电极之间还设有串接的两个反馈电阻R1、R2。所述反馈电阻、功率管13及误差放大器12构成VR反馈调整环路，所述电压反馈信号VFB即该VR调整环路的负反馈输入信号（电压反馈信号VFB为R1和R2对VOUT的分压）。其信号流为:误差放大器12输出电压EA_OUT传递至功率管13的栅极，从而改变电压调节器电路14的输出端电压VOUT，两个反馈电阻R1、R2之间连接点的电压值作为负反馈输入信号输入所述误差放大器12，从而调节误差放大器12的输出电压。

实施时，该软启动装置还包括预定速率设置模块，用于依据所述导通功率管13的预定时间（参照下文增设上电电流控制模块10的方案部分），设置所述第二镜像电流I2的大小和第三电容C3的尺寸，从而改变所述预定速率的大小。

更具体的，结合图5，电压建立速度控制模块11的工作原理为，利用一路按预定速率上升的电压SS_CTRL与基准源VREF同时对输出电压进行控制。其特点是两者不存在开关式的切换过程。启动过程中按预定速率上升的电压SS_CTRL控制电压调节器电路14的输出电压VOUT缓慢建立，这主要依靠第十PMOS管111和第十一PMOS管M11的尺寸差别以及VR调整环路的负反馈电压VFB作用来实现。

实施时，具体的，所述第十PMOS管111的宽长比大于所述第十一PMOS管M11和第十二PMOS管M12的宽长比，在启动过程中，流经第十PMOS管111电流远大于第十一PMOS管M11的电流，第十PMOS管111与第十二PMOS管M12构成实质性的差分输入对管；第十PMOS管111的电流能力大于第十二PMOS管M12，***存在输入失调Vos（由于负反馈作用，输出电压VOUT的分压VFB与SS_CTRL-Vos相等），启动过程中有公式：

$V_{\mathrm{OUT}}=(1+\frac{R1}{R2})V_{\mathrm{FB}}=(1+\frac{R1}{R2})(V_{\mathrm{SS}\_\mathrm{CTRL}}-V_{\mathrm{OS}})$

Vos为误差放大器的***输入失调电压，当第十PMOS管111的宽长比大于第十二PMOS管M12时，Vos为正值。

具体的，充电电流（第二镜像电流I2）对第三电容C3充电，按预定速率上升的电压SS_CTRL上升，输出电压VOUT等比例上升。故，改变第二镜像电流I2以及第三电容C3的大小，可实现输出电压VOUT建立速度的精确控制。

随着预定速率上升的电压SS_CTRL进一步上升，流过第十PMOS管111的电流缓慢减小到零，第十PMOS管111从环路中断开，误差放大器恢复正常工作状态，将输出电压VOUT稳定在设定值。误差放大器切换到正常工作状态的时间由第二镜像电流I2、第三电容C3、以及第十PMOS管111的源端电压共同决定，与输出电压VOUT的大小无关。稳定状态的输出电压VOUT表达式：

$V_{\mathrm{OUT}}=(1+\frac{R1}{R2})V_{\mathrm{FB}}=(1+\frac{R1}{R2})V_{\mathrm{REF}}$

实施时，在集成电路的版图中，差分对管第十一PMOS管M11、第十二PMOS管M12需做dummy以保证良好的匹配，第十PMOS管111则可以利用dummy管实现，减小额外的芯片面积消耗。

实施时，可以利用上电电流控制模块10中的第二电容C2的上极板电压（如图4）作为控制信号，作为第二镜像电流I2（如图5）的电流开关；当偏置电流IB_SS对第二电容C2充电达到一段时间后，才允许第二镜像电流I2电流开始充电。

实施时，可以附加一个电路，调节上电电流控制模块10和电压建立速度控制模块11两个模块起作用的时间。

参照图1、2A所示一种软启动装置,还可包括上电电流控制模块10。上电电流控制模块10用于检测电源接入端VIN是否具有电源输入，并在检测到电源输入时，先将功率管13关闭，然后在预定时间后再开启导通功率管13使电压调节器电路14接入电源(控制功率管13在预定时间后导通接入电源接入端VIN的输入电源)。在功率管13导通后（电路建立），前述的电压建立速度控制模块11才开始发挥控制电压调节器电路14的输出电压VOUT上升的作用。

实施时，结合图3A、3B所示，所述功率管13为MOS管，所述上电电流控制模块10包括开关单元102和控制单元101；所述开关单元102连接在所述电源接入端VIN与所述功率管13的栅极之间；所述控制单元101连接所述电源接入端与所述开关单元102，控制所述开关单元102在所述电源接入端具有电源输入后的所述预定时间导通或关闭，使所述功率管13的栅极与所述电源接入端VIN导通或断开，从而实现所述功率管13的导通。

实施时，如图2B、3B、图4所示，所述功率管13与开关单元102都为PMOS管或NMOS管；所述开关单元的源极和漏极连接在所述电源接入端VIN和所述功率管13的栅极之间，实现电源接入端VIN与功率管13的栅极的开关控制。

在图3B、图4所示实施例中，功率管13和开关单元102(第一PMOS管M1)均为PMOS管。

如图4所述，控制单元101控制包括第一镜像电路1011、第一电容C1、第二电容C2和缓冲器1012；所述第一电容C1、第二电容C2的一端都连接地线VSS，所述第一电容C1的另一端接入所述开关单元102的栅极，所述第二电容C2的另一端连接所述第一镜像电路1011的输出端；所述第一镜像电路1011外接电源接入端VIN和偏置电流IB_SS向所述第二电容C2输出对应于该偏置电流IB_SS的第一镜像电流Ic；所述缓冲器1012连接至所述电源接入端VIN和地线VSS，并用于将所述第一镜像电路1011与所述第二电容C2连接处信号转换为数字信号后传递至所述开关单元102的栅极。

实施时，该软启动装置还可包括预定时间设置模块；所述缓冲器1012由至少两个反相器构成（如图所示实施例，包括第一反相器10121和第二反相器），其中直接与所述第二电容C2连接的第一反相器10121包括有第四PMOS管M4和第五NMOS管M5；所述预定时间设置模块用于设置所述第一镜像电流Ic的大小、第二电容C2的尺寸、第四PMOS管M4的阈值电压（实现导通的电压）和第五NMOS管M5的阈值电压（实现阻断的电压）中的一个或多个，从而改变所述预定时间。

更具体的，上电电流控制模块10的工作原理，结合2B、4所示，开关单元102（M1）栅端电压由第一电容C1赋予，从而消除了上电过程中的不定态，确保开关单元102导通并将误差放大器12的输出电压EA_OUT拉高到电源接入端VIN的输入电压，关闭功率管13。随后基准模块开始工作，偏置电流IB_SS产生，第一镜像电流Ic对第二电容C2充电，第二电容C2上极板电压逐步上升，并最终关闭开关单元102，释放误差放大器12的输出电压EA_OUT，VR的反馈调整环路进入静态工作点的建立过程。第二电容C2、第一镜像电流IC、第四PMOS管M4、第五NMOS管M5的尺寸（分别指第一镜像电流Ic的大小、第二电容C2的尺寸、第四PMOS管M4的开启电压和第五NMOS管M5的开启电压）共同决定了功率管的释放时间（预定时间）。计算公式如下：

T_Release=VM*C2/Ic

其中VM为M4和M5构成反相器的中点电平。

$\mathrm{VM}=\frac{\mathrm{VIN}-\left|\mathrm{VTp}\right|+\sqrt{\frac{\mathrm{\&beta;n}}{\mathrm{\&beta;p}}}*\mathrm{TVn}}{1+\sqrt{\frac{\mathrm{\&beta;n}}{\mathrm{\&beta;p}}}},$

VTp，VTn分别为M4和M5的阈值电压；βp，βn为与M4，M5的尺寸有关物理量。

实施时，如图5缓冲器由至少两个反相器组成（即四个MOS管M4、M5、M6、M7组成）构成，其可防止在功率管释放后开关单元102异常导通。当电源接入端VIN的电源输入的在正常范围内大幅度快速变化时，由于第六PMOS管M6导通，第一电容C1上极板跟随电源接入端VIN的电源输入变化，从而保证开关单元102始终截止。

上电电流控制电路应用于电源接入端VIN的输入电源从零上升到稳定值的建立过程中，关闭电压调节器的功率管；其特点是控制效果不需要检测输出电压VOUT，响应时间极短，从而可应用在10ns级别的电源接入端VIN的极快速建立过程。

在实施时，一个电压建立速度控制模块11合适的释放时间通过综合衡量功率管13释放时的按预定速率上升的电压SS_CTRL的上升速度，还要通过综合衡量功率管13的释放时间（上电电流控制电路决定的释放时间）以及VR（电压调节器电路）的负载电容CL大小来设定，以限制瞬间的浪涌电流峰值。

如图2-6所述的一种软启动装置实施例,即同时进行上电电流控制和电压建立速度控制。具体包括电压调节器电路14，电压调节器电路14中设有连接电源接入端的功率管13和用于调节所述功率管13导通电阻的误差放大器12；还包括上电电流控制模块10和连接所述误差放大器12的电压建立速度控制模块11；所述上电电流控制模块10用于检测电源接入端是否具有外部电源输入，以在所述电源接入端具有外部电源输入时控制所述功率管13在预定时间后导通；所述电压建立速度控制模块11用于控制所述误差放大器12的输出电压，以在所述功率管13导通后，控制所述电压调节器电路14的输出电压按预定速率上升至稳定值。

参照前述装置，一种软启动方法，用于电压调节器电路，所述电压调节器电路14中设有用于接入电源接入端VIN的功率管13和用于调节所述功率管13导通电阻的误差放大器12，还包括电压建立速度控制模块11，该方法步骤为：所述电压建立速度控制模块11对所述误差放大器12的输出电压EA_OUT进行控制；在电路建立时（功率管导通或说功率管导通电源），所述电压建立速度控制模块11通过所述误差放大器12的输出电压，控制所述电压调节器电路14的输出电压VOUT在电路建立时按预定速率上升至稳定值。

实施时，所述误差放大器12包括由两只MOS管构成的差分对管121，差分对管121的两个栅极分别外接基准源VREF和电压反馈信号VFB；所述控制所述误差放大器12的输出电压EA_OUT的步骤为：在所述电源接入端具有电源输入时，即设置接入电路的一个按预定速率上升的电压SS_CTRL；在电路建立时（可以是指后文所述的在功率管13导通后）该按预定速率上升的电压SS_CTRL替代所述基准源VREF；在所述输出电压VOUT上升至稳定值之后，切断所述按预定速率上升的电压SS_CTRL的接入，恢复基准源VREF的稳压参考作用。

实施时，所述按预定速率上升的电压SS_CTRL的接入与切断通过一个PMOS管实现。

具体的，该按预定速率上升的电压SS_CTRL上升过程中，有比所控制PMOS管的阈值电压更高的电压值，在按照预定速率上升到该电压值后，所控制的PMOS关闭，误差放大器12恢复原有控制过程。

实施时，所述电压调节器电路14中还包括上电电流控制模块10，该软启动方法还可包括步骤：所述上电电流控制模块10检测电源接入端VIN；在检测到所述电源接入端VIN的电源输入时，所述上电电流控制模块10控制所述功率管13在预定时间后导通接入所述电源接入端VIN，即实现所述电路建立。

实施时，通过控制将所述电源接入端信号转换为开关信号，并在在预定时间输出该信号变化至所述功率管13的方式，实现所述功率管13由关闭状态转变为导通状态。

实施时，所述预定时间，通过恒流充电的电容，其电压上升至预定值的时间来定义（参见前述计算公式）。

实施时，一个电压建立速度控制模块11合适的释放时间通过综合衡量功率管13释放时的按预定速率上升的电压SS_CTRL的上升速度，还要通过综合衡量功率管13的释放时间（上电电流控制电路决定的释放时间）以及VR（电压调节器电路）的负载电容CL大小来设定。要保证按预定速率上升的电压SS_CTRL至少在功率管13导通瞬间低于基准源VREF的参考电压，以减小此时的功率管导通电流。

实施时，本发明方法可以参照前述的装置进行拓展。

如图6所示基于本发明实现的电压调节器芯片的上电仿真波形，基于本发明的VR在插拔上电时的特征波形，输出电压VOUT在上电后的一段时间内保持为零（功率管被关闭），电源的输入电流峰值小于3mA，功率管释放后，由于反馈的作用，输出电压VOUT的电阻分压即（电压反馈信号VFB）跟随着按预定速率上升的电压SS_CTRL信号上升，并且总是存在输入失调VOS的差值；从而保证输出电压VOUT在按预定速率上升的电压SS_CTRL信号的控制下缓慢建立，电流峰值也控制为约为13mA，已得到很好的控制。

实施时，本发明装置及方法适用于利用NMOS作为功率管的电压调节器结构；适用于有调节功率管的线性模式电荷泵电路、或者无负载电容电压转换电路。

本发明装置及方法具有如下优点：<1>、本发明可同时消除电压过冲和浪涌电流现象，实现输出电压的平缓建立，限制输入电流峰值。<2>、本发明尤其适用于无外部负载电容的电压调节器（CaplessVR）的情况。<3>、本发明适用于各种上电速度下的启动过程，尤其是极快速的上电启动过程。<4>、本发明结构简单，尽可能复用VR（电压调节器电路）的电路元件，不在调整环路上增加阻抗和容抗，保持了VR的响应速度。<5>、本发明中，软启动过程与基准电压(基准源VREF)的建立速度无关。<6>、本发明不需检测电压调节器电路14的输出电压VOUT来实现电压调节器的软启动状态和调整状态的切换，软启动电路在设定的时间点自动与VR调整环路断开。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种软启动装置,其特征在于，包括电压调节器电路(14)和电压建立速度控制模块(11)，所述电压调节器电路(14)中设有连接电源接入端的功率管(13)和用于调节所述功率管(13)导通电阻的误差放大器(12)；所述电压建立速度控制模块(11)用于控制所述误差放大器(12)的输出电压，使电压调节器电路(14)的输出电压在电源接入端具有电源输入到功率管导通接入电源的这段时间按预定速率上升至稳定值。

2.如权利要求1所述的软启动装置，其特征在于，所述电压建立速度控制模块(11)包括第十PMOS管(111)和连接在第十PMOS管(111)栅极上的缓慢上升电压源(112)，所述缓慢上升电压源(112)输出按预定速率上升的电压，控制所述第十PMOS管(111)的导通电阻等比于所述预定速率上升，直至所述第十PMOS管(111)阻断。

3.如权利要求2所述的软启动装置，其特征在于，所述误差放大器(12)包括由两只MOS管构成的差分对管(121)，差分对管(121)的两个栅极分别外接基准源和电压反馈信号；所述第十PMOS管(111)的源极和漏极对应连接在差分对管(121)外接基准源的一个MOS管的源极和漏极上。

4.如权利要求3所述的软启动装置，其特征在于，所述缓慢上升电压源(112)包括第二镜像电路(1121)和第三电容；所述第三电容与所述第二镜像电路(1121)的连接端为所述按预定速率上升的电压源(112)的输出端；所述第二镜像电路(1121)外接电源接入端和偏置电流，并向所述第三电容输出对应于该偏置电流的第二镜像电流，第三电容另一极外接地线。

5.如权利要求4所述的软启动装置，其特征在于，所述差分对管(121)由第十一PMOS管和第十二PMOS管构成，所述第十一PMOS管的栅极外接基准源、源极与第十PMOS管(111)的源极相连、漏极与第十PMOS管(111)的漏极相连；所述电压建立速度控制模块(11)中的所述第十PMOS管(111)的宽长比大于所述第十一PMOS管和第十二PMOS管的宽长比。

6.如权利要求5所述的软启动装置，其特征在于，所述电压调节器电路(14)的输出端之间还设有串接的两个反馈电阻；所述误差放大器(12)输出电压至功率管(13)栅极，从而改变电压调节器电路(14)的输出端电压，两个反馈电阻之间的电压值作为负反馈输入信号输入所述误差放大器(12)。

7.如权利要求1至6任一项所述的软启动装置，其特征在于，该软启动装置还包括上电电流控制模块(10)，所述上电电流控制模块(10)用于检测电源接入端是否具有电源输入，以在所述电源接入端具有电源输入时控制所述功率管(13)在预定时间后导通。

8.如权利要求4至6任一项所述的软启动装置，其特征在于，该软启动装置还包括预定速率设置模块，用于依据所述功率管(13)的预定时间，设置所述第二镜像电流的大小和第三电容的尺寸，从而改变所述预定速率的大小。

9.如权利要求7所述的软启动装置，其特征在于，所述功率管(13)为MOS管，所述上电电流控制模块(10)包括开关单元(102)和控制单元(101)；所述开关单元(102)连接在所述电源接入端与所述功率管(13)的栅极之间；所述控制单元(101)连接所述电源接入端与所述开关单元(102)，控制所述开关单元(102)在所述电源接入端具有电源输入后的所述预定时间导通或关闭，使所述功率管(13)的栅极与所述电源接入端导通或断开，从而实现所述功率管(13)的导通。

10.如权利要求9所述的软启动装置，其特征在于，所述功率管(13)与开关单元(102)都为PMOS管或NMOS管；所述开关单元的源极和漏极连接在所述电源接入端和所述功率管(13)的栅极之间。

11.如权利要求10所述的软启动装置，其特征在于，所述控制单元(101)包括第一镜像电路(1011)、第一电容、第二电容和缓冲器(1012)；所述第一电容、第二电容的一端都连接地线，所述第一电容的另一端接入所述开关单元(102)的栅极，所述第二电容的另一端连接所述第一镜像电路(1011)的输出端；所述第一镜像电路(1011)外接电源接入端和偏置电流向所述第二电容输出对应于该偏置电流的第一镜像电流；所述缓冲器(1012)连接至所述电源接入端和地线，并用于将所述第一镜像电路(1011)与所述第二电容连接处信号转换为数字信号后传递至所述开关单元(102)的栅极。

12.如权利要求11所述的软启动装置，其特征在于，该软启动装置还包括预定时间设置模块；所述缓冲器(1012)包括第一反相器(10121)和第二反相器，所述第一反相器(10121)与所述第二电容连接，其包括第四PMOS管和第五NMOS管；所述预定时间设置模块用于设置所述第一镜像电流的大小、第二电容的尺寸、第四PMOS管的开启电压和第五NMOS管的开启电压中的一个或多个。

13.一种软启动方法，用于电压调节器电路(14)，所述电压调节器电路(14)中设有用于接入电源接入端的功率管(13)和用于调节所述功率管(13)导通电阻的误差放大器(12)，其特征在于，还包括电压建立速度控制模块(11)，该方法步骤为：

所述电压建立速度控制模块(11)对所述误差放大器(12)的输出电压进行控制；

在电源接入端具有电源输入到功率管导通接入电源的这段时间，所述电压建立速度控制模块(11)通过所述输出电压，控制所述电压调节器电路(14)的输出电压按预定速率上升至稳定值。

14.如权利要求13所述的软启动方法，其特征在于，所述误差放大器(12)包括由两只MOS管构成的差分对管(121)，差分对管(121)的两个栅极分别外接基准源和电压反馈信号；所述控制所述误差放大器(12)的输出电压的步骤为：在所述电源接入端具有电源输入时，设置接入电路的一个按预定速率上升的电压；在电路建立时，该按预定速率上升的电压替代所述基准源；在所述输出电压上升至稳定值之后，切断所述按预定速率上升的电压的接入，恢复基准源的稳压参考作用。

15.如权利要求13或14所述的软启动方法，其特征在于，所述电压调节器电路(14)中还包括上电电流控制模块(10)，该方法还包括步骤：

所述上电电流控制模块(10)检测电源接入端；

在检测到所述电源接入端具有电源输入时，所述上电电流控制模块(10)控制所述功率管(13)在预定时间后导通，实现电路建立。

16.如权利要求15所述的软启动方法，其特征在于，通过控制将所述电源接入端信号转换为开关信号，并在预定时间输出信号变化至所述功率管(13)方式，实现所述功率管(13)由关闭状态转变为导通状态；所述预定时间，为一个恒流充电的电容其电压上升至预定值的时间。

17.一种软启动装置,其特征在于，包括电压调节器电路(14)，所述电压调节器电路(14)中设有连接电源接入端的功率管(13)和用于调节所述功率管(13)导通电阻的误差放大器(12)；还包括上电电流控制模块(10)和连接所述误差放大器(12)的电压建立速度控制模块(11)；所述上电电流控制模块(10)用于检测电源接入端是否具有外部电源输入，以在所述电源接入端具有外部电源输入时控制所述功率管(13)在预定时间后导通；所述电压建立速度控制模块(11)用于控制所述误差放大器(12)的输出电压，以在所述功率管(13)导通后，控制所述电压调节器电路(14)的输出电压按预定速率上升至稳定值。