本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种开关电源的软启动控制电路以及开关电源。
背景技术
由于具有高效、能量密度大等优点，开关电源在越来越多的领域得到应用，尤其是dc-dcboost开关电源在移动电源、便携式电子设备上得到了广泛的应用。
虽然dc-dcboost开关电源可以将单节普通电池的低电压转换到更高电压，以满足设备的使用，不过boost开关电源在启动时会产生浪涌电流和过冲电压，可能存在损坏开关管等器件和烧毁为芯片提供电能的锂电池的风险。因此，我们需要为boost开关电源增加软启动控制电路，可通过控制boost开关电源中的误差放大器的输入基准参考电压，来实现抑制boost开关电源启动时浪涌电流和过冲电压的产生。现有的软启动控制电路中，通常采用na级电流对大电容充电产生延迟，来实现对误差放大器的输入基准参考电压的控制。
但是，这种方法可能造成boost开关电源软启动控制电路的异常启动。其次，随着boost开关电源的输出电容增大，需要更大的电容来产生启动延时，这样会挤占大量的芯片空间，使芯片面积增大，增加了芯片的成本。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例提供了一种开关电源的软启动控制电路以及开关电源，以解决na级电流受工艺影响而造成开关电源软启动控制电路的异常启动的问题，同时，可减少用于产生启动延时的电容的电容值。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明提供一种开关电源的软启动控制电路，包括：
时钟频率发生器，用于产生小占空比的频率信号；所述时钟频率发生器的输出端与第一开关模块的控制端相连接；
所述第一开关模块的输入端与电源端相连接，输出端与所述软启动控制电路的电容电势高的一端相连接；
其中，所述第一开关模块和所述电容的公共端还用于连接所述软启动控制电路的第一比较器的同相输入端。
可选的，所述第一比较器的反相输入端与所述软启动控制电路的基准电压产生模块的输出端相连接，所述第一比较器的输出端与所述软启动控制电路的第二开关模块的输入端相连接。
可选的，所述时钟频率发生器，包括：
比较电压产生模块；所述比较电压产生模块的第一端口输出第一电平信号，第二端口输出第二电平信号；
第二比较器，所述第二比较器的同相输入端分别与所述比较电压产生模块的第一端口和第二端口；所述第二比较器与所述比较电压产生模块的第一端口的连接支路上设置有第一开关，所述第一开关的控制端受第一信号控制；所述第二比较器与所述比较电压产生模块的第二端口的连接支路上设置有第二开关，所述第二开关的控制端受所述第二信号控制；
与所述第二比较器的输出端相连接的第一非门支路，所述第一非门支路包括顺序连接的第一非门和第二非门；
与所述第一非门和所述第二非门的公共端相连接的第二非门支路，所述第二非门支路包括顺序连接的第三非门和第四非门；
与所述第二非门的输出端口相连接电阻支路，所述电阻支路包括顺序连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻并联第三开关，所述第三开关的控制端受所述第一信号控制；所述第二电阻未连接所述第一电阻的端口连接电容，所述电容的另一端接地；
所述第二电阻和所述电容的公共端与所述第二比较器的负相输入端相连接。
可选的，所述软启动控制电路的第二开关模块包括：mos开关管或传输门开关。
可选的，所述第一开关模块包括：mos开关管或传输门开关。
本发明还提供一种开关电源，包括：
如上述的软启动控制电路；
同相输入端连接所述软启动控制电路的误差放大器；所述误差放大器的反相输入端与第四电阻和第五电阻的公共端相连接；
正输入端与所述误差放大器的输出端相连接的脉宽调制比较器；所述脉宽调制比较器的负输入端接收斜坡补偿电压；
与所述脉宽调制比较器的输出端相连接的开关管的驱动单元，所述开关管的驱动单元用于驱动开关管的通断。
可选的，所述第一比较器的反相输入端与所述软启动控制电路的基准电压产生模块的输出端相连接，所述第一比较器的输出端与所述软启动控制电路的第二开关模块的输入端相连接。
可选的，所述时钟频率发生器，包括：
比较电压产生模块；所述比较电压产生模块的第一端口输出第一电平信号，第二端口输出第二电平信号；
第二比较器，所述第二比较器的同相输入端分别与所述比较电压产生模块的第一端口和第二端口；所述第二比较器与所述比较电压产生模块的第一端口的连接支路上设置有第一开关，所述第一开关的控制端受第一信号控制；所述第二比较器与所述比较电压产生模块的第二端口的连接支路上设置有第二开关，所述第二开关的控制端受所述第二信号控制；
与所述第二比较器的输出端相连接的第一非门支路，所述第一非门支路包括顺序连接的第一非门和第二非门；
与所述第一非门和所述第二非门的公共端相连接的第二非门支路，所述第二非门支路包括顺序连接的第三非门和第四非门；
与所述第二非门的输出端口相连接电阻支路，所述电阻支路包括顺序连接的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻并联第三开关，所述第三开关的控制端受所述第一信号控制；所述第二电阻未连接所述第一电阻的端口连接电容，所述电容的另一端接地；
所述第二电阻和所述电容的公共端与所述第二比较器的负相输入端相连接。
可选的，所述软启动控制电路的第二开关模块包括：mos开关管或传输门开关。
可选的，所述第一开关模块包括：mos开关管或传输门开关。
相对于现有技术，本发明通过增加时钟频率发生器和第一开关模块，使ua级电流可以以一定的占空比给延时电容充电，解决了开关电源软启动异常的问题。同时，由于采用以一定占空比的方式给延时电容充电，在相同情况下，充电的速度减慢，产生的延时时间也比采用现有技术的方法产生的延时时间长，所以减少了延时电容的电容值，节省了芯片内部的空间，降低了芯片的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的开关电源的结构图；
图2为现有技术中的软启动控制电路的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种开关电源的软启动控制电路的结构图；
图4为本发明另一实施例提供的一种开关电源的软启动控制电路中时钟频率发生器的结构图；
图5为本发明另一实施例提供的一种开关电源的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有技术中，为抑制浪涌电流和过冲电压，都会为开关电源设计软启动控制电路，如图1和图2所示。
参见图2，在软启动控制电路中，电源端通过na级小电流ich给延时电容cch充电，连接在延迟电容cch电势高的一端的第一比较器202的同相输入端的电压逐渐升高。当第一比较器202的同相输入端的电压小于基准电压产生模块203产生的基准电压vref时，第二开关模块201根据vsel信号将第一比较器202的同相输入端的电压选择为软启动控制电路的输出电压。
参见图1，在软启动控制电路101的输出电压小于反馈电压vfb，误差放大器102将软启动控制电路101的输出电压和反馈电压vfb的误差放大，产生误差放大器102输出端的电压，同时钳位单元106将误差放大器102输出端的电压钳制在较低电位，进而脉宽调制比较器103负输入端接收的斜坡补偿电压超过误差放大器102输出端的电压的时间短，并且当脉宽调制比较器103负输入端接收的斜坡补偿电压超过误差放大器102输出端的电压时，会自动关闭下功率管mn，进而减少脉宽调制比较器103的输出波形占空比，达到抑制浪涌电流的目的。
当第一比较器202的同相输入端的电压大于基准电压vref时，第二开关模块201根据vsel信号将基准电压产生模块203产生的基准电压vref选择为软启动控制电路的输出电压，软启动完成。
但是，由于na级电流容易受到工艺的影响，可能过大或者过小，如果na级电流过大，产生的延时时间过短，开关电源启动时会产生过大的浪涌电流；如果na级电流过小，产生的启动延时时间过长，开关电源则无法正常启动。
还有，当开关电源的输出电容增加，如果不增加延时电容cch的电容值，则开关电源的反馈电压vfb的上升速率小于第一比较器202的同相输入端的电压的上升速率，第二开关模块201根据vsel信号将基准电压产生模块203产生的基准电压vref选择为软启动控制电路101的输出电压，接到误差放大器102的同相输入端，此时，反馈电压vfb还没有上升到开关电源预设的输出电压，因此误差放大器102输出端的电压没有被钳制在低电位，所以会产生峰值浪涌电流；为达到抑制浪涌电流的目的，就必须增加延时电容的电容值，以保证开关电源的反馈电压vfb的上升速率大于第一比较器202的同相输入端的电压的上升速率；延时电阻增大，进而芯片的面积也需要增大。
因此，本发明实施例公开一种开关电源的软启动控制电路以及开关电源，以解决na级电流受工艺影响而造成开关电源软启动控制电路的异常启动的问题，同时，可减少延时电容的电容值。
本发明实施例提供了一种软启动控制电路，具体结构请参考图3，包括：第二开关模块301、第一比较器302、基准电压产生模块303、时钟频率发生器304和mos开关管305；其中：
时钟频率发生器304的输出端与mos开关管305的控制端相连接，mos开关管305的输入端与电源端相连接，mos开关管305的输出端与软启动控制电路的电容306相连接，所述电容306的另一端接地。
其中，时钟频率发生器304可以产生小占空比的频率信号fs；软启动控制电路的电容306在本发明中起到产生延时时间的作用，因此又可称作延时电容306；mos开关管305的控制端为高电位时，mos开关管305导通，为低电位时，mos开关管305断开。
可选地，mos开关管305作为第一开关模块，可以替换为传输门开关。
延时电容306与mos开关管305的公共端与第一比较器302的同相输入端相连接，第一比较器302的反相输入端与基准电压产生模块303的输出端相连接，第一比较器302的输出端与第二开关模块301的输入端相连接。
其中，第二开关模块301具有根据vsel信号选择电压的功能。
可选地，第二开关模块301可以是mos开关管或传输门开关。
软启动控制电路的工作原理如下：
时钟频率发生器304产生小占空比的频率信号fs，mos开关管305的控制端接收频率信号fs，当频率信号fs处于窄高脉冲时，mos开关管305导通，电源端给延时电容306充电，延时电容306的电压不断上升，第一比较器302的同相输入端的电压也逐步上升；当频率信号fs处于低电平时，延时电容306的电压保持水平，第一比较器302的同相输入端的电压缓慢上升。
当第一比较器302的同相输入端的电压小于基准电压产生模块303产生的基准电压vref时，第一比较器302输出的vsel信号为低，第二开关模块301根据vsel信号，将第一比较器302的同相输入端的电压选择为软启动控制电路的输出电压。
当第一比较器302的同相输入端的电压大于基准电压产生模块303产生的基准电压vref时，第一比较器302输出的vsel信号为高，第二开关模块301根据vsel信号，将基准电压产生模块303产生的基准电压vref选择为软启动控制电路的输出电压。
本发明采用ua级电流给延时电容充电产生启动延时的方法，解决了na级电流由于易受到工艺影响而造成开关电源启动异常的问题，既抑制了浪涌电流，又确保了开关电源的正常启动，同时还可以减少延时电容的电容值，节省芯片的空间，从而减少芯片的成本。
可选地，本申请另一实施例中，时钟频率发生器的具体结构，参考图4，时钟频率发生器包括：比较电容产生模块401和第二比较器402；其中：
第二比较器402的同相输入端分别与比较电压产生模块401的第一端口和第二端口相连接；其中，比较电压产生模块401的第一端口输出第一电平信号vl，第二端口输出第二电平信号vh。
第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路上设置有第一开关s1，第一开关s1的控制端受第一信号控制；其中第一开关s1会根据第一信号的不同，导通或断开第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路。
第二比较器402与比较电压产生模块401的第二端口的连接支路上设置有第二开关s2，第二开关s2的控制端受第二信号控制；其中，第二开关s2会根据第二信号的不同，导通或断开第二比较器402与比较电压产生模块401的第二端口的连接支路。
可选地，第二信号为vctrln信号，当vctrln信号为高时，第二开关s2导通，第二比较器402与比较电压产生模块401的第二端口的连接支路；当vctrln信号为低时，第二开关s2断开，第二比较器402与比较电压产生模块401的第二端口的连接支路。
第一非门支路与第二比较器402的输出端相连接，第一非门支路包括顺序连接的第一非门403和第二非门404。
第二非门支路与第一非门和第二非门的公共端相连接，第二非门支路包括顺序连接的第三非门405和第四非门406。
电阻支路与第二非门404的输出端口相连接，电阻支路包括顺序连接的第一电阻r1和第二电阻r2，第一电阻r1与第三开关s3并联，第三开关s3的控制端受所述第一信号控制；其中第三开关会s3根据第一信号的不同，导通或断开与第一电阻r1并联的支路。
可选地，第一信号为vctrlp信号，当vctrlp信号为高时，第一开关s1导通第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路和第三开关s3导通与第一电阻r1并联的支路；当vctrlp为低时，第一开关s1断开第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路和第三开关s3断开与第一电阻r1并联的支路。
第二电阻r2未连接第一电阻r1的端口连接电容c，电容c的另一端接地；第二电阻r2和所述电容c的公共端与第二比较器402的负相输入端相连接。
时钟频率发生器的工作原理如下：
当vctrlp为高时，第一开关管s1导通第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路，第一端口输出的第一电平信号vl被选到第二比较器402的同相输入端，并且第三开关s3导通与第一电阻r1并联的支路，使第一电阻r1短接，此阶段反相器404给第二比较器402的反相输入端放电。
当第二比较器402的反相输入端的电压小于第一端口输出的第一电平信号vl的电压时，第二比较器402的输出为高，此时vctrln为高，vctrlp为低，第一开关管s1断开第二比较器402与比较电压产生模块401的第一端口的连接支路和第三开关管s3断开与第一电阻r1并联的支路，第二开关管s2导通第二比较器402与比较电压产生模块401的第二端口的连接支路，比较电压产生模块401的第二端口输出第二电平信号vh被选到第二比较器402的同相输入端，此阶段反相器404给第二比较器402的反相输入端充电。
当第二比较器402的反相输入端的电压大于比较电压产生模块401的第二端口输出第二电平信号vh的电压时，第二比较器402的输出为低，依次循环，在第四非门406的输出端不断产生高低不同的频率信号fs。并且可以通过调节第一电阻r1和第二电阻r2来调节时钟频率发生器输出频率fs的占空比。
需要说明的是，时钟频率发生器304可以复用图5中的晶体振荡器509中的时钟产生电路并且不会增加面积。
本发明另一实施例还提供了一种开关电源，如图5所示，包括：软启动控制电路501、误差放大器502、脉宽调制比较器503和开关管的驱动单元504，其中:
误差放大器502的同相输入端与软启动控制电路501的输出端相连接，反相输入端与第四电阻r4和第五电阻r5的公共端相连接；第四电阻r4的另一端接地，第五电阻r5的另一端与开关电源的输出端相连接；第三电阻r3一端接地，另一端与开关电源的输出端相连接；第一电容c1一端接地，另一端与开关电源的输出端相连接。
其中，软启动控制电路501如图3所示，包括：第二开关模块301、第一比较器302、基准电压产生模块303、时钟频率发生器304和mos开关管305；其中：时钟频率发生器304的输出端与mos开关管305的控制端相连接，mos开关管305的输入端与电源端相连接，mos开关管305的输出端与软启动控制电路的电容306相连接，所述电容306的另一端接地。
时钟频率发生器304可以产生小占空比的频率信号fs；软启动控制电路的电容306在本发明中起到产生延时时间的作用，因此又可称作延时电容306；mos开关管305的控制端为高电位时，mos开关管305导通，为低电位时，mos开关管305断开。
可选地，mos开关管305作为第一开关模块，可以替换为传输门开关。
延时电容306与mos开关管305的公共端与第一比较器302的同相输入端相连接，第一比较器302的反相输入端与基准电压产生模块303的输出端相连接，第一比较器303的输出端与第二开关模块301的输入端相连接。
其中，第二开关模块301具有根据vsel信号选择电压的功能。
可选地，第二开关模块301可以是mos开关管或传输门开关。
脉宽调制比较器503的正输入端与误差放大器的输出端和钳位单元506、环路补偿电容505相连接；脉宽调制比较器503的负输入端通过与采样模块507和电流产生模块508相连接，接收斜坡补偿电压。
其中，钳位单元506具有在一定条件下将误差放大器502的输出端钳制在所需电平的功能；环路补偿电容505具有确保环路稳定的功能；采样模块507具有采样下功率管的电流的功能；电流产生模块508具有产生斜坡补偿电流的功能。
开关管的驱动单元504的第一输入端与脉宽调制比较器503的输出端相连接，第二输入端与晶体振荡器509的输出端相连接，第一输出端与上功率管mp的控制端相连接，第二输出端与下功率管mn的控制端相连接。
其中，开关管的驱动单元504用于驱动开关管的通断。
上功率管mp的输出端与下功率管mn的输入端相连接，上功率管mp的输入端与开关电源的输出端相连接；下功率管mn的输出端接地；上功率管mp与下功率管mn的公共端与电感l相连接；电感l的另一端与开关电源的输入端相连接。
开关电源的工作原理如下：
当第二开关模块301将第一比较器302的同相输入端的电压选择为软启动控制电路501的输出电压时，第一比较器302的同相输入端的电压小于反馈电压vfb，误差放大器502放大反馈电压vfb与第一比较器302的同相输入端的电压的误差，产生误差放大器502输出端的电压，并且此时由于误差放大器502的同相输入端电压小于误差放大器502的反相输入端的电压，即软启动控制路的输出电压小于反馈电压vfb，亦即第一比较器302的同相输入端的电压小于反馈电压vfb，满足钳位单元506的要求，于是可以将误差放大器502输出端的电压钳制在低电平，并且脉宽调制比较器503的负输入端接收斜坡电压上升超过误差放大器502输出端的电压的时间短，还有当斜坡电压超过误差放大器502输出端的电压后会关闭下功率管mn，进而减小脉宽调制比较器503的输出波形占空比。
当第二开关模块301将第一比较器的反相输入端的电压选择为软启动控制电路501的输出电压时，即软启动控制电路501的输出电压为基准电压vref时，开关电源完成软启动。
下面通过计算来证明采用本发明的开关电源可以减少延时电容的电容值：
由于当第一比较器302的同相输入端的电压大于基准电压时，开关电源的软启动完成，所以延时电容的最大电压为基准电压，用vref代表，而给延时电容充电的电流用ich代表，本发明中时钟频率发生器提供的小占空比频率信号的占空比用d代表，延时电容的电容值用cch代表，延时时间用td代表，假设vref＝1.25v，ich＝0.2ua，占空比d＝10％，td＝1ms。
(1)采用本发明的方法
(2)采用现有技术
从结果上看，当占空比为10％，本发明提供的开关电源的延时电容的电容值是采用现有技术中开关电源的延时电容的电容值的十分之一，说明本发明提供的开关电源可以很大程度的减少延时电容的电容值，节省芯片内部的大量空间。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。