[發明專利]開關電源的軟啟動電路及軟啟動方法

有效

• 申請號: 200710138783.X
• 申請日: 2007-08-20
• 公開（公告）號: CN101102076A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 姜凡
• 申請（專利權）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M3/10;H02M3/155
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種開關電源，尤其涉及一種支持軟啟動操作的開關電源。

背景技術

開關電源用于將電力從一個電源轉換到另一個電源，例如，個人計算機可通過開關電源給存儲卡、數字播放器等外部設備供電。圖1所示為現有技術一開關電源的示意圖。如圖1所示，開關電源100用于將本地電源VPP轉換為外接電源VPPO，以給外部設備供電。開關電源100包含一控制單元101、一開關單元PSD以及反相器INV1與INV2。控制單元101依據一外部時鐘CLK以及一軟啟動使能信號EN輸出一時脈信號102與一開關控制信號VG。在軟啟動操作結束后，控制單元101會使輸出的時脈信號102穩定在低電位。開關單元PSD為一P型晶體管，其源極(source)連接至本地電源VPP，漏極(drain)連接至外接電源VPPO，柵極(gate)連接至開關控制信號VG。反相器INV1將接收的時脈信號102反相后輸出至反相器INV2，反相器INV2隨后將反相器INV1輸出的信號再次反相輸出至一節點A。反相器INV1與反相器INV2可增大時脈信號102的驅動力，因而時脈信號102經過反相器INV1與INV2的處理后可驅動開關單元PSD導通或截止。由此可知，控制單元101輸出的時脈信號102通過反相器INV1、INV2控制開關單元PSD的柵極電壓(即開關控制信號VG)，使得開關單元PSD不斷重復打開-關閉的動作，以使外接電源VPPO的電壓逐漸上升。

然而，當外接電源VPPO需要給消耗較大負載電流的設備供電的時候，外接電源VPPO在上電的過程中會出現急劇的上升并產生很大的峰值電流，從而可能導致開關電源100無法正常投入工作。具體來說，如圖2所示，開關控制信號VG受時脈信號控制而產生周期脈沖，使得開關單元PSD在開關控制信號VG的控制下會不斷重復開關的動作，并且開關控制信號VG的電位緩慢下降。??當開關控制信號VG大于本地電源VPP與開關單元PSD的閾值電壓VT(Threshold?Voltage)的差值時，開關單元PSD為關閉的狀態，即開關單元PSD不能提供電流。另一方面，當開關控制信號VG小于本地電源VPP與開關單元PSD的閾值電壓VT(Threshold?Voltage)的差值時，開關單元PSD在開啟的狀態，即開關單元PSD提供電流至外接電源VPPO，以使外接電源VPPO的電壓逐漸上升。值得注意的是，開關單元PSD提供的電流大小和開關控制信號VG的電壓值有關。開關電源100在結束軟啟動操作時，會使控制單元輸出的時脈信號102穩定在低電平，因而開關控制信號VG的電壓被快速驅動至零。相應地，開關單元PSD輸出的外接電源VPPO依據開關控制信號VG急劇上升到高電位，并且會因為連接消耗較大負載電流的設備而產生極大的峰值電流。

通常來說，當需要通過開關電源給外部設備供電時，開關電源必須控制其輸出電源上電(power?up)的速度，使輸出電源在最初一段時間緩慢增加，即實現軟啟動(soft?start)功能，以減輕各種電源元器件的壓力。因此，我們希望提供一種可有效減小開關單元峰值電流的開關電源的軟啟動電路。

發明內容

本發明的目的在于提供一種開關電源的軟啟動電路，其可有效減小開關電源在軟啟動過程中出現的峰值電流。

根據本發明的一個方面，提供一種開關電源的軟啟動電路，用于依據一第一電源產生一第二電源，其包括：一控制單元，依據一外部時鐘以及一軟啟動使能信號產生一脈沖信號、一開關控制信號以及一第一偏置信號；一偏置電路，根據所述第一電源產生一第一預定電位，以使所述開關控制信號的電位偏移至第一預定電位；一壓降控制單元，耦接于該開關控制信號與一接地端之間，用于根據所述控制單元輸出的脈沖信號與第一偏置信號，使所述開關控制信號的電位由所述第一預定電位偏移至一第二預定電位；以及一開關單元，根據所述開關控制信號及第一電源產生所述第二電源，所述開關控制信號的電位偏移，使所述開關單元輸出的第二電源的電壓上升。

根據本發明的另一個方面，提供一種開關電源的軟啟動方法，用于依據一開關控制信號及一第一電源產生一第二電源，其包括：提供一脈沖信號，所述脈沖信號在第一時間點之前處于低電平，在第二時間點之后處于高電平，在第一時間點與第二時間點之間為周期性重復的脈沖；提供一偏置電路，驅使所述開關控制信號的電位在第一時間點下降至一第一預定電位；以及提供一壓降控制單元，在第一時間點啟動，并依據所述脈沖信號驅使所述開關控制信號的電位由所述第一預定電位下降至一第二預定電位，以完成開關電源的軟啟動操作。