[發明專利]軟啟動控制器

有效

• 申請號: 201110444975.X
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102566648A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 汪寧;章琦;汪輝
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 孫佳胤;翟羽

技術領域

本發明是關于一種軟啟動控制器，特別涉及一種結構簡單，易于實現的軟啟動控制電路。

背景技術

集成電路芯片是一種具有極高電學精度的電子元件。集成電路的啟動首先需要為芯片施加一電壓，該電壓通常為數伏或者數十伏。

突然在集成電路芯片上施加工作電壓，帶來瞬間上電沖擊電流，常會造成供電電源電壓的瞬間突變，使芯片內部各器件的工作狀態突然發生變化，容易引起某個或者某些器件的電學失效，導致芯片無法工作甚至燒毀。芯片的集成度越高，上述現象越容易發生。一種解決上述問題的有效方法是為芯片提供一個緩慢升高的啟動電壓，緩慢升高芯片上某些特定的元件的電壓，待這些元件的負載電壓逐漸升高到允許范圍內，在啟動芯片進行正常工作，以避免發生芯片失效的問題。而實現這一軟啟動通常需要復雜的控制電路來實現，從而提高了集成電路的成本。目前常用的方案有如下兩種：一種是串入限流電阻之類器件，使輸入電流緩慢增長，但該方案抑制電流增速效果非常小，應用性差；另一種是串入場效應晶體(簡稱MOS)管，通過緩充電電路控制MOS管柵極-源極（GS）間電壓上升，緩慢打開MOS管，但該方案是以MOS管的大電流為代價的，面對大容量儲能單元時，則不足以抑制電壓的瞬態沖擊。

因此，能夠設計一種結構簡單，易于實現的軟啟動控制電路，同時能實現下述功能：1）剛上電時，輸入電壓及電流能緩慢增長，盡量降低對芯片內部器件的沖擊；2）電路正常工作時，允許大電流正常通過，且對芯片內部器件損耗盡可能低，是現有技術亟待解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種軟啟動控制器，該控制器在剛上電時輸入電壓及電流能緩慢增長，并且在電路正常工作時，允許大電流正常通過。

為了解決上述問題，本發明提供了一種軟啟動控制器，包括：一輸入端，所述輸入端電學連接至芯片的基準電壓源；一非門，所述非門的輸入端電學連接至所述軟啟動控制器的輸入端；一場效應晶體管，所述場效應晶體管的柵極電學連接至所述非門的輸出端，漏極/源極電學連接至軟啟動控制器的工作電壓源，源極/漏極電學連接至所述軟啟動控制器的輸出端；一限流單元，所述限流單元連接一電流鏡像單元，電流鏡像單元通過所述限流單元控制非門及場效應晶體管的電流。

可選的，進一步包括一第一電流源，所述第一電流源的輸出端電學連接至所述非門，為所述非門提供限流電流，輸入端電學連接至軟啟動控制器的工作電壓源；所述限流單元中進一步包括一初始場效應晶體管，第一電流源中設置一第一鏡像場效應晶體管，所述第一鏡像場效應晶體管源漏極之間的電流為第一電流源的輸出電流；初始場效應晶體管與第一鏡像場效應晶體管共柵極，并共源極/漏極；電流鏡像單元通過調節限流單元中的初始場效應晶體管源漏極之間的電流來調節第一鏡像場效應晶體管的漏極/源極的輸出電流，從而控制第一電流源的輸出電流。

可選的，進一步包括一第二電流源，所述場效應晶體管的漏極/源極通過所述第二電流源電學連接至軟啟動控制器的工作電壓源；所述限流單元中進一步包括一初始場效應晶體管，第二電流源中設置一第二鏡像場效應晶體管，所述第二鏡像場效應晶體管源漏極之間的電流為第二電流源的輸出電流；初始場效應晶體管與第二鏡像場效應晶體管共柵極，并共源極/漏極；電流鏡像單元通過調節限流單元中的初始場效應晶體管源漏極之間的電流來調節第二鏡像場效應晶體管的漏極/源極的輸出電流，從而控制第二電流源的輸出電流。

在本發明提供的技術方案中，在芯片初始上電時，利用限流單元限制最大流入電流，并通過場效應晶體管對電容進行充電，使得芯片內部的電源電壓及上電電流緩慢增長，避免了芯片上電瞬態電壓及電流的沖擊對芯片內部元器件的影響。同時，利用非門的開關特性，當芯片內部電壓達到所需要求時，切換芯片內部電源至供電電源，從而保障了正常工作所需的電流。由于軟啟動控制器只在供電電源初始上電時工作，該電流引入的功耗可忽略不計。此外，本軟啟動控制器結構簡單，易于實現。

附圖說明

附圖1所示是本發明的具體實施方式所述軟啟動控制器的結構示意圖。

附圖2所示是附圖1所示軟啟動控制器的一種電路圖。

具體實施方式

接下來結合附圖詳細介紹本發明所述一種軟啟動控制器的具體實施方式。