[發明專利]一種用于雙極型誤差放大器的開關電源軟啟動電路

有效

• 申請號: 201410306923.X
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104038041A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 周澤坤;董淵;趙倬毅;柯普仁;石躍;明鑫;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李玉興

技術領域

本發明涉及模擬集成電路技術領域，具體的說涉及一種適用于雙極型誤差放大器的開關電源軟啟動電路的設計。

背景技術

軟啟動電路是模擬集成電路設計中一種常用的集成電路模塊。它主要用于開關電源芯片中，芯片在上電的瞬間會因為輸出采樣電壓和基準電壓較大的差值造成開關管長時間導通或者比較大的尖峰毛刺電壓，這會使開關管損壞從而對系統造成不可恢復的破壞，軟啟動電路的作用就是限制功率管驅動電壓上電時的占空比，使輸出電壓平滑上升，從而確保芯片在上電過程中能夠正常工作，提高芯片的穩定性和可靠性。

軟啟動電路的通常做法是開關電源芯片設置軟啟動管腳，外置軟啟動電容，通過內部電流源給軟啟動電容充電，使軟啟動管腳電壓逐漸上升，同時在軟啟動階段將軟啟動管腳電壓作為基準電壓，使占空比逐漸增大，輸出電壓也隨之逐漸升高，當軟啟動階段結束后，電路切換至固定基準電壓，開關電源芯片正常工作，輸出穩定電壓。

傳統的軟啟動電路是通過比較器檢測軟啟動管腳的電壓是否達到閾值，當達到閾值時則比較器翻轉，控制開關切換至固定基準電壓，完成軟啟動過程，開關電源正常工作。這種方式雖然簡單，但是缺點同樣很明顯：首先，在開關切換的過程中會產生毛刺電壓，這種毛刺電壓會耦合到誤差放大器的基準電壓上，從而影響開關電源的輸出；其次，軟啟動階段，軟啟動電路提供給系統的參考信號往往是從零電位逐漸上升到基準參考電壓的一個緩變信號，這一緩變信號通常需要作為運算放大器的輸入端，而由于運算放大器存在一定的輸入共模范圍的要求，無法保證完全涵蓋這一緩變信號的全部變化范圍，所以這種結構通常無法滿足誤差放大器共模輸入范圍的要求，引起非線性問題；再次，很多快速響應系統中采用雙極型誤差放大器以滿足比較大的跨導要求，而傳統的軟啟動電路無疑無法給雙極型器件提供輸入偏置電流。因此，傳統型的軟啟動電路具有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的，就是針對上述現有軟啟動電路結構簡單，穩定性差，適用性有限的問題，提出一種用于快速響應系統的軟啟動電路。

本發明的技術方案是，一種用于雙極型誤差放大器的開關電源軟啟動電路，其特征在于，包括基準電壓切換電路和誤差放大器偏置電路；所述基準電壓切換電路由第一運算放大器OP1，第二運算放大器OP2，NMOS管MNA1、MNA2、MNA3、MNA4、MNA5，PMOS管MPA1、MPA3、MPA5、MPA6，第一偏置電流源I_B1，電容C_SS構成；其中，第一運算放大器OP1的同相輸入端接偏置電流源I_B1的輸出端，其反相輸入端接MNA1的源極，其輸出端接MNA1的柵極和MNA3的柵極；偏置電流源I_B1的輸出端通過電容C_SS后接地；第二運算放大器OP2的同相輸入端接外部基準電壓VREF2，其反相輸入端與其輸出端互連，其輸出端接MPA1的漏極和MNA1的漏極；MPA1的源極接電源VCC，其柵極接MPA3的柵極，其漏極接MNA1的漏極；MNA1的源極接MNA2的漏極；MNA2的源極接地VSS，其柵極接MNA4的柵極和MNA5的柵極；MNA4的源極接地VSS，其柵極接MNA5的柵極，其漏極接MNA3的源極；MNA3的漏極接MPA3的漏極；MPA3的源極接電源VCC，其柵極和漏極互連；MPA5的源極接電源VCC，其漏極接MPA6的源極；MPA6的柵極接第一運算放大器的輸出端，其漏極接MNA5的漏極；MNA5的柵極和漏極互連，其源極接地VSS；