[發明專利]基于反饋電壓箝位軟啟動信號的軟啟動電路

有效

• 申請號: 201110403798.0
• 申請日: 2011-12-07
• 公開（公告）號: CN102419608A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 來新泉;王紅義;毛翔宇;何全濤;來音
• 申請（專利權）人: 西安啟芯微電子有限公司
• 主分類號: G05F1/40
• 分類號: G05F1/40;G05F1/56
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，涉及模擬集成電路，特別是一種基于反饋電壓箝位軟啟動信號的軟啟動電路，可用于各類電源管理芯片中。

背景技術

各類穩壓電路一般通過采樣輸出電壓，利用誤差放大器和參考電壓來反饋調節輸出電壓值。穩壓電路啟動階段，由于輸出電壓遠低于設定輸出值，反饋環路中的誤差放大器處于非平衡態，輸出級電路的驅動能力達到極限值，將盡快的提升輸出電壓，從而導致輸入浪涌電流。浪涌電流不但會導致電源線路電壓突降，影響線路上其它電路的正常工作，而且有可能損壞穩壓電路中功率管和其他器件。另外，由于環路響應速度限制，浪涌電流灌入輸出級，往往會導致輸出電壓過沖，損壞輸出端的負載器件。因此，軟啟動電路應運而生。

軟啟動電路的設計思想主要是在電路啟動階段，控制一個軟啟動信號以一定的速率爬升，代替基準的作用，從而控制輸出慢速爬升。當軟啟動信號高過基準信號后，軟啟動信號的控制作用消失，由基準電壓對輸出電壓進行精細調節。軟啟動消除了浪涌電流，避免了輸出電壓過沖。

實際應用中，除了使能啟動和上電啟動過程外，當穩壓電路從異常狀態恢復時，輸出電壓也會經歷一個從低到高的過程。如果不進行軟啟動，在恢復過程中，由于輸出電壓值低于正常值，環路的驅動輸出能力達到最大，也會出現浪涌電流和輸出電壓過沖的現象。綜上分析認為，當輸出電壓從低于正常值，向正常值調節恢復的過程中都需要進行軟啟動。這包括：

1)使能啟動過程；

2)上電啟動過程；

3)過溫保護后的恢復過程；

4)過載后的恢復過程；

5)輸入過壓或是欠壓關斷后的恢復過程。

帶傳統的軟啟動電路的穩壓電路如圖1所示，包含軟啟動產生電路、誤差放大器EA、調節器及反饋電阻R₁和R₂。通過電流源I₁給電容C_S充電，產生逐漸上升軟啟動信號V_S。該信號連接到誤差放大器EA的輸入端，軟啟動過程中，V_S小于基準電壓V₁，代替基準的作用，控制輸出慢速爬升。啟動結束后，V_S高于基準電壓V₁，對環路不再具備控制作用。傳統的軟啟動電路只能在上電啟動和使能啟動階段被動的作用，由于其不能監測輸出電壓的狀態，當穩壓電路從異常狀態恢復時，傳統的軟啟動電路不能夠主動作用，無法消除恢復過程中浪涌電流和輸出電壓過沖現象，因此不能為穩壓電路提供完備的軟啟動保護功能。

發明內容

本發明的目的在于避免上述現有技術的不足，提供了一種基于反饋電壓箝位軟啟動信號的軟啟動電路，以在輸出電壓向正常值爬升或恢復的各種情況下，監測出輸出電壓的狀態，為穩壓電路提供主動軟啟動保護。

為實現上述目的，本發明的軟啟動電路包括恒流源I₁和電容C_S，恒流源I₁對電容C_S充電，用于產生一個斜坡向上爬升的軟啟動信號V_S，在穩壓電路啟動時代替基準電壓，使輸出電壓平穩上升，其特征在于：恒流源I₁與電容C_S的輸出端連接有軟啟動信號箝位電路，用于在異常情況下對軟啟動信號V_S進行箝位，該箝位電路的控制端A連接有輸出電壓監測電路，用于監測輸出電壓，控制箝位電路的工作狀態。

所述的軟啟動信號箝位電路，包括運算放大器OP和NMOS管M₁，NMOS管M₁的源極接地，柵極接運算放大器OP的輸出端，同時作為箝位電路的控制端，運算放大器OP的反向輸入端接輸出反饋電壓V_FB，正向輸入端接NMOS管M₁的漏極，并連接到電容C_S上，用于在異常狀態下限制軟啟動信號V_S的最大值。

所述的輸出電壓監測電路，包括比較器COMP和NMOS開關M₂，比較器COMP用于比較輸出反饋電壓V_FB和參考電壓V₂的大小，其輸出端連接在NMOS開關M₂的柵極；該NMOS開關M₂的源極接地，漏極接軟啟動信號箝位電路的控制端A，用于保證箝位電路在輸出電壓正常的情況下不工作，在輸出電壓異常的情況下工作。