一种用于buck变换器的软启动电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子电路技术领域，具体的说涉及一种用于BUCK变换器的软启动电 路。
【背景技术】
[0002] 随着手持式设备与便携式电子产品的广泛应用，对电源管理IC的需求不断上升。 开关电源因转换效率高、输出电流大、静态电流小、输出负载范围宽等优点而被广泛应用。 开关电源是将误差信号转换为占空比控制信号来驱动开关而工作的。在启动阶段，误差放 大器处于非平衡状态，使得环路处于100%占空比工作，因此在功率管开启后，对电容充电 会产生一个较大的浪涌电流。有可能损坏开关管和其他器件，导致系统电路系统异常。此 外，在实际应用中，便携式电子产品的电源大都是电池，电池由于内阻、发热等问题，瞬间流 过大电流会有被烧毁的危险。为此，软启动电路应运而生，它的设计思想是通过限制占空比 或者限制开关电流来消除浪涌电流，避免输出电压过冲。传统开关电源的软启动有两种：1) 采用微控制器来控制启动过程的纯数字控制口。虽然这种软启动电路能够集成到芯片内 部。但是由于需要另外的微控制器控制，且需要在电源电路部分上电前就已经开始工作，对 于一般用途的开关电源，此类软启动电路过于复杂，成本太高；2)通过恒流源给电容充电 来箝位误差放大器的输入或者输出，进而限制PWM的占空比。这种软启动电路方法比较简 单，但是需要加入充电用的恒流源和外部电容，；而小的充电电流抗干扰能力差，在对软启 动大电容的放电阶段，瞬间的大电流可能损坏电路。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种用于BUCK变换器的软启动电 路。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0005] 本发明的技术方案，其原理如图1所示，通过恒定的电流源Il对SS外挂电容Css 充电，产生一个稳定缓慢上升的斜坡电压Vssj3ut，在软启动阶段代替VlteflS与和反馈电压V FB 的比较，当软启动完成后，Vssj3ut退出；当V ss_ JVltef2后，控制信号Ctr11会控制打开电流12， 将Vss i3ut迅速拉至接近电源电位。
[0006] 本发明的一种用于BUCK变换器的软启动电路，如图2所示，包括第一 PMOS管MPl、 第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、 第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第^-一 PMOS管 MP11、第十二 PMOS 管 MP12、第十三 PMOS 管 MP13、第一 NMOS 管 MN1、第二 NMOS 管 MN2、第三 NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻Rl、第二电阻 R2、第三电阻R3、第一三极管QNl、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css和比较器；第 一 PMOS管MPl的源极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三 PMOS管MP3的栅极、第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的 栅极和第十三PMOS管MP13的栅极，其漏极接基准电流源IB的正极，基准电流源IB的负极 接地；第二PMOS管MP2的源极接电源，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第三PMOS管MP3 的源极；第三PMOS管MP3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极、第七PMOS管MP7的漏极和第 八PMOS管MP8的漏极；第七PMOS管MP7的源极接第八PMOS管MP8的源极和第六PMOS管 MP6的漏极，其栅极接第一控制信号；第六PMOS管MP6的栅极接第二控制信号，其源极接第 五PMOS管MP5的漏极；第五PMOS管MP5的源极接电源；第九PMOS管MP9的源极接电源， 其漏极接第十一 PMOS管MPll的漏极；第^^一 PMOS管MPll的漏极和栅极互连，其栅极接第 十二PMOS管MP12的栅极，其源极接第十PMOS管MPlO的漏极；第十PMOS管MPlO的栅极 和漏极互连，其源极接电源；第十二PMOS管MP12的源极接电源，其漏极接第五NMOS管丽5 的漏极；第十三PMOS管MP13的源极接电源，其漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第三PMOS 管MP3漏极、第四PMOS管MP4漏极、第七PMOS管MP7漏极和第八PMOS管MP8漏极的连接 点通过第一电阻Rl后接第一三极管QNl的集电极；第一电阻Rl与第一三极管QNl集电极 的连接点通过电容Css后接地；第一三极管QNl的基极和集电极互连，其基极接第二三极管 QN2的基极，其发射极通过第二电阻R2后接第一 NMOS管丽1的漏极；第一 NMOS管丽1的 栅极接第四NMOS管MM的栅极和第二控制信号，其源极接地；第四NMOS管MM的漏极接第 一三极管QNl基极与第二三极管QN2基极的连接点，其源极接第二NMOS管丽2的漏极；第 二NMOS管丽2的栅极接第三NMOS管丽3的栅极、第五NMOS管丽5的栅极和第六NMOS管 MN6的栅极，其源极接地；第二三极管QN2的发射极通过第三电阻R3后接第三NMOS管丽3 的漏极；第三NMOS管丽3的源极接地；第五NMOS管丽5的源极接地；第六NMOS管MN6的 栅极和漏极互连，其源极接地；第二三极管QN2发射极与第三电阻R3的连接点接比较器的 正向输入端，比较器的负向输入端接基准电压信号，第输出端为输出软启动标识信号。
[0007] 本发明的有益效果为，提供了一种适于DC-DC变换器的软启动电路，在软启动阶 段保证了输出的缓慢上升，防止浪涌电流；当斜坡电压大于基准电压后，快速充电支路打 开，将斜坡电压迅速拉至接近电源电位，减少外部噪声在C ss引起的跳动对系统的影响；在 对软启动电容的放电阶段，通过大电阻限流与恒流源最终将斜坡电压拉至零电位，防止瞬 间的大电流损坏电路。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明的原理示意图；
[0009] 图2为本发明的软启动电路结构示意图；
[0010] 图3为软启动充电阶段波形示意图。
【具体实施方式】
[0011] 为消除启动阶段的浪涌电流，本发明采用电压限时的方法，在软启动阶段利用斜 坡电压Vssj3ut与V FB做比较，实现输出软启动。在软启动结束后（V SSJ]UT>VRrf2)，额外的充电支 路开启，将Vssj3ut迅速拉至接近电源电位。下面结合附图对本发明进行详细的描述。
[0012] 本发明的软启动具体电路结构图如图2所示，包括第一 PMOS管MP1、第二PMOS管 MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管 MP7、第八 PMOS 管 MP8、第九 PMOS 管 MP9、第十 PMOS 管 MP10、第^-一 PMOS 管 MPll、第十二 PMOS 管 MP12、第十三 PMOS 管 MP13、第一 NMOS 管 MNl、第二 NMOS 管 MN2、第三 NMOS 管 MN3、第 四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第一电阻RU第二电阻R2、第三电阻R3、 第一三极管QN1、第二三极管QN2、基准电流源IB、电容Css和比较器；第一 PMOS管MPl的源 极接电源，其栅极和漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极、第三PMOS管MP3的栅极、 第四PMOS管MP4的栅极、第五PMOS管MP5的栅极、第九PMOS管MP9的栅极和第十三PMOS 管MP13的栅极，其漏极接基准电流源IB的正极，基准电流源IB的负极接地；第二PMOS管 MP2的源极接电源，其漏极接第四PMOS管MP4的源极和第三PMOS管MP3的源极；第三PMOS 管MP3的漏极接第四PMOS管MP4的漏极、第七PMOS管MP7的漏极和第八PMOS管MP8的漏 极；第七PMOS管MP7的源极接第八PMOS管MP8的源极和第六PMOS管MP6的漏极，其栅极 接第一控制信号；第六PMOS管MP6的栅极接第二控制信号，其源极接第五PMOS管MP5的漏 极；第五PMOS管MP5的源极接电源；第九PMOS管MP9的源极接电源，其漏极接第^^一 PMOS 管MPll的漏极；第^^一 PMOS管MPll的漏极和栅极互连，其栅极接第十二PMOS管MP12的 栅极，其源极接第十PMOS管MPlO的漏极；第十PMOS管MPlO的栅极和漏极互连，其源极接 电源；第十二PMOS管MP12的源极接电源，其漏极接第五NMOS管MN5的漏极；第十三PMOS 管MP13的源极接电源，其漏极接第六NMOS管MN6的漏极；第三PMOS管MP3漏极、第四PMOS 管MP4漏极、第七PMOS管MP7漏极和第八PMOS管MP8漏极的连接点通过第一电阻Rl后接 第一三极管QNl的集电极；第一电阻Rl与第一三极管QNl集电极的连接点通过电容Css后 接地；第一三极管QNl的基极和集电极互连，其基极接第二三极管QN2的基极，其发射极通 过第二电阻R2后接第一 NMOS管MNl的漏极；