CN103904875A - 开关电源中的数字软启动电路 - Google Patents

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CN103904875A CN201410111315.3A CN201410111315A CN103904875A CN 103904875 A CN103904875 A CN 103904875A CN 201410111315 A CN201410111315 A CN 201410111315A CN 103904875 A CN103904875 A CN 103904875A
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张章
宋明鑫
王星
韩旭
王丽
解光军
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Abstract

本发明公开了一种开关电源中的数字软启动电路，包括有由六个D触发器构成的分频器，每个D触发器的连接下一个D触发器的时钟信号输入端，第六个D触发器的作为输出端产生时钟信号VA，第一个D触发器的时钟信号输入端接整个环路的时钟信号；把时钟信号VA作为输入信号经过两个反相器和一个RC串联回路产生一个上升延时时钟信号VC，时钟信号VC再经过一个施密特触发器整形滤波后得到时钟信号VB；时钟信号VA和VB经过一个与非门得到控制时钟信号VD，时钟吸纳后时钟信号VD连接MOS管M2的栅极并控制MOS管M2的导通与关断，MOS管M2的源极和漏极分别连接恒定的电流源I1、电容C2，恒流源I1对电容C2进行间歇性充电得到软启动电压。本发明减少了电路的复杂性，便于集成在芯片内部。

Description

开关电源中的数字软启动电路
技术领域
本发明涉及模拟集成电路设计领域中的电源管理模块，具体涉及一种开关电源中的数字软启动电路。
背景技术
随着便携式电子产品在通信、计算机及消费类电子等领域中的不断增长，对电源管理IC的需求也呈上升趋势。而DC-DC开关电源能够实现直流电压之间的升压或者降压并且具有很高的效率，已被广泛应用。开关电源是通过将误差信号转换成占空比控制信号控制功率开关管而工作的.在刚开始上电启动阶段，误差放大器处于非平衡状态，使得环路处于100％占空比工作，因此会有很大的浪涌电流流入负载，使得输出电压产生较大的过冲，过大的浪涌电流也有可能损坏功率开关管和其他器件。为此我们设计了一种软启动电路，它的设计思想是通过限制占空比或限制开关电流来消除浪涌电流，避免输出电压过冲.随着电子***趋于复杂化，***对电源电压的上电时序和上电的平稳度有了更高的要求。本发明采用了一种新颖的数字软启动电路。
发明内容
为了弥补已有技术的不足，本发明提供了一种开关电源中的的数字软启动电路。
本发明是采用以下的技术方案实现的：
开关电源中的数字软启动电路，其特征在于：包括有由六个D触发器构成的分频器，每个D触发器的连接下一个D触发器的时钟信号输入端，第六个D触发器的
Figure BDA0000481334400000012
作为输出端产生时钟信号VA，第一个D触发器的时钟信号输入端接整个环路的时钟信号；采用该种分频器的作用是直接利用电路中已经产生的时钟信号并将时钟信号的周期延长，增大对电容的充电时间；
产生时钟信号VB：把时钟信号VA作为输入信号经过两个反相器和一个RC串联回路产生一个上升延时时钟信号VC，时钟信号VC再经过一个施密特触发器整形滤波后得到一个占空比为50%的时钟信号VB；其中RC串联回路包括有电阻R1、电容C1，两个反相器与电阻R1依次串联；
产生控制信号VD：时钟信号VA和VB经过一个逻辑门-与非门得到控制时钟信号VD，时钟吸纳后时钟信号VD连接MOS管M2的栅极并控制MOS管M2的导通与关断，MOS管M2的源极和漏极分别连接恒定的电流源I1、电容C2，从而恒流源I1对电容C2进行间歇性充电得到软启动电压。
软启动信号产生电路：恒定的电流源I1和MOS管M2以及电容C2，通过开关MOS管M2的导通与关断，恒流源I1对电容C2进行间歇性的充电得到一个斜坡爬升的软启动信号。
本技术与现有的技术相比具有如下的优点：
1、产生控制信号VD的电路图简单，而且是利用整个DC-DC控制环路已经产生的时钟信号，特别是使用了施密特触发器后能够得到规则的占空比为50%时钟信号VB，减少了电路的复杂性。
2、由产生电压的公式
Figure BDA0000481334400000021
这种传统的方式需要一个很大的充电电容，一般采用芯片外接的方法，增加了芯片***管脚和成本，本发明中采用了一种新颖的数字软启动方式，通过控制信号VD间歇的对电容进行充电得到软启动电压，可以减少电容的值，便于集成在芯片内部。
附图说明
图1为本发明采用的软启动电路示意图。
图2为VA，VB和VD三个时钟信号时序图。
具体实施方式
如图1所示，一种开关电源中的数字软启动电路，包括有由六个D触发器1构成的分频器，每个D触发器1的
Figure BDA0000481334400000022
连接下一个D触发器1的时钟信号输入端，第六个D触发器1的
Figure BDA0000481334400000023
作为输出端产生时钟信号VA，第一个D触发器1的时钟信号输入端接整个环路的时钟信号，采用该种分频器的作用是直接利用电路中已经产生的时钟信号并将时钟信号的周期延长，增大对电容的充电时间。
时钟信号VA作为输入信号经过两个反相器2、3和一个RC串联回路产生一个上升延时信号VC，时钟信号VC再经过一个施密特触发器4整形滤波后得到一个占空比为50%的时钟信号VB；其中RC串联回路包括有电阻R1、电容C1，两个反相器2、3与电阻R1依次串联。
时钟信号VA和VB经过一个逻辑门-与非门5得到控制信号VD，VD控制MOS管M2的导通与关断，从而对电容C2进行间歇性充电得到软启动电压。
恒定的电流源I1和MOS管M2以及电容C2，通过开关MOS管M2的导通与关断，恒流源I1对电容C2进行间歇性的充电得到一个斜坡爬升的软启动信号。本发明的工作原理就是时钟信号VA和VB经过与非门得到控制信号VD如图2所示，再根据公式
Figure BDA0000481334400000031
当M2导通时电流源I1对电容C2进行充电，电容C2上的电压升高，当M2关断时电容C2上的电压不变，如此对C2进行间歇性的充电就能得到一个斜坡爬升的软启动信号。

Claims (1)

1.开关电源中的数字软启动电路，其特征在于：包括有由六个D触发器构成的分频器，每个D触发器的
Figure FDA0000481334390000011
连接下一个D触发器的时钟信号输入端，第六个D触发器的
Figure FDA0000481334390000012
作为输出端产生时钟信号VA，第一个D触发器的时钟信号输入端接整个环路的时钟信号；把时钟信号VA作为输入信号经过两个反相器和一个RC串联回路产生一个上升延时时钟信号VC，时钟信号VC再经过一个施密特触发器整形滤波后得到一个占空比为50%的时钟信号VB；其中RC串联回路包括有电阻R1、电容C1，两个反相器与电阻R1依次串联；时钟信号VA和VB经过一个与非门得到控制时钟信号VD，时钟吸纳后时钟信号VD连接MOS管M2的栅极并控制MOS管M2的导通与关断，MOS管M2的源极和漏极分别连接恒定的电流源I1、电容C2，从而恒流源I1对电容C2进行间歇性充电得到软启动电压。
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