技术摘要：
本发明公开了一种降压转换器的自校准软启动电路，涉及电源技术领域，自校准软启动电路内包括爬坡控制电路，爬坡控制电路中的第一比较器获取并比较输出电压经分压电路后的输出电压反馈信号以及误差放大器的同相输入端的参考信号、输出端通过寄存器电路连接计数器的使能  全部
背景技术：
在消费电子和汽车电子中，用电端的能量都来源于电池端，电池端提供的电压范 围约为8～20V，而用电端通常为LED灯珠、传感器芯片、接口芯片和主控芯片等，这些不同规 格的电子元器件和芯片对电源的要求各不相同、工作电压范围约为3～5V，因此需要使用 BUCK(降压转换器)芯片将电池端电压降至用电端的额定工作电压为其供电。 请参考图1，BUCK芯片主要包括控制器、驱动上管MN1和驱动下管MN2，控制器根据 PWM驱动波形控制MN1和MN2的开闭，当MN2导通时，BUCK芯片内部的电源会给自举电容CBT充 电，使其在下个周期的MN1导通的时间利用CBT给MN1驱动电路供电。但当BUCK芯片开始启动 时，因为额定参考值和实际输出电压差距较大，如果不做任何干预调制，根据BUCK芯片的调 制原理，此时BUCK芯片的PWM驱动波形会超出其PWM调制范围，占空比迅速增大，使输出电流 和输出电压不断增大，这就会对BUCK芯片自身及后级芯片带来极大的风险。 因此BUCK芯片内部通常会设置软启动电路，如图1中：BUCK芯片的输出电压VOUT的 输出调制参考电压VREF经过滤波网络输入到负反馈调制的输入误差放大器EA1的同相输入 端，为BUCK芯片的输出电压VOUT连接分压电路且分压端输入到误差放大器EA1的反相输入 端，误差放大器EA1的输出端连接到PWM比较器COMP1的同相输入端，PWM比较器COMP1的反相 输入端连接PWM驱动波形。当BUCK芯片开始工作时，输出调制参考电压VREF会从0升高至设定 参考值VREF，VREF经过滤波网络之后的信号VREF1以缓慢的信号爬坡上升，因为BUCK芯片的输 出电压VOUT＝VREF1*(RFB1 RFB2)/RFB2，这样BUCK的输出电压VOUT上的电压也会跟着VREF1一起爬 坡上升，并且在误差放大器EA1的两个输入端就不会出现压差突然变大使得输出电压和电 流出现过冲的情况。当软启动完成，环路调制稳定之后，BUCK芯片的输出电压VOUT＝VREF* (RFB1 RFB2)/RFB2。 但在汽车电子中，电池端的输出并不是一个稳定的电压，特别是在发动机刚启动 或是工作状态发生骤变时，电池端的电压会有很大的波动，这就对BUCK芯片的功能安全提 出了很高的要求，尤其是对软启动的稳定性和可靠性的要求更高，而上述所述的图1所示结 构的BUCK芯片应用于汽车电子领域时至少存在如下问题：如果BUCK芯片在启动阶段输出有 较大的负载，VOUT就会因为带载能力有限而无法跟随爬坡上升，这样当VREF1达到设定参考 值，而输出端VOUT的负载变为轻载时，此时误差放大器EA1的两个输入端的电压VFB和VREF1的 压差会很大，使得BUCK芯片的再次启动没有达到软启动的效果而出现输出过冲。由此可见， 现有的BUCK芯片内部虽然增设了软启动电路，但无法满足汽车电子对功能安全和可靠性的 需求。
技术实现要素：
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种降压转换器的自校准软启动电 4 CN 111555603 A 说　明　书 2/5 页 路，本发明的技术方案如下： 一种降压转换器的自校准软启动电路，该自校准软启动电路包括误差放大器、PWM 比较器、分压电路以及爬坡控制电路，分压电路的一端连接降压转换器的输出端、另一端接 地，分压电路的分压反馈端连接至误差放大器的反相输入端，误差放大器的输出端连接PWM 比较器的同相输入端，PWM比较器的反相输入端连接PWM驱动波形、输出端连接降压转换器 内的控制器； 爬坡控制电路包括第一比较器、寄存器电路、计数器以及数模转换器，第一比较器 的一个输入端连接误差放大器的同相输入端、另一个输入端连接分压电路的分压反馈端获 取输出电压反馈信号，第一比较器的输出端连接寄存器电路的输入端，寄存器电路的输出 端连接计数器的使能端和重置端且连接降压转换器内的控制器，计数器的时钟输入端获取 时钟信号，计数器的输出端通过数模转换器连接误差放大器的同相输入端； 在软启动过程中，模数转换器将计数器的计数值转换为相应的参考信号提供给误 差放大器直至计数器的计数值达到寄存器电路的设定值，同时，第一比较器比较参考信号 以及输出电压反馈信号，并在输出电压反馈信号小于参考信号时且延时达到预定时长时控 制计数器停止计数并清零，且向降压转换器内的控制器提供有效的软启动重启信号，控制 器根据软启动重启信号控制重新开始软启动过程。 其进一步的技术方案为，寄存器电路包括第一寄存器、第二寄存器和反相器，第一 比较器的输出端连接第一寄存器的输入端，第一寄存器的输出端连接第二寄存器的输入端 以及计数器的使能端，第二寄存器的输出端通过反相器连接计数器的重置端以及降压转换 器内的控制器； 当输出电压反馈信号小于参考信号时且延时达到第一寄存器的第一延时时长时， 计数器根据使能端的信号停止计数；当继续延时达到第二寄存器的第二延时时长时，计数 器根据重置端的信号清零。 其进一步的技术方案为，自校准软启动电路还包括软启动反馈电路，软启动反馈 电路包括第二比较器，第二比较器的一个输入端连接分压电路的分压反馈端获取输出电压 反馈信号、另一个输入端获取第一预定阈值，第一预定阈值与降压转换器的输出电压设定 值成正比且小于输出电压设定值；第二比较器的输出端连接降压转换器内的控制器，第二 比较器在分压电路的电压反馈信号达到第一预定阈值时向控制器提供有效的启动完成信 号，控制器根据启动完成信号结束软启动过程。 其进一步的技术方案为，输出电压设定值由寄存器电路设定调节。 其进一步的技术方案为，自校准软启动电路还包括软启动使能电路，软启动使能 电路包括第三比较器和泄放晶体管，第三比较器的一个输入端连接分压电路的分压反馈端 获取输出电压反馈信号、另一个输入端获取第二预定阈值，第三比较器的输出端连接并控 制泄放晶体管，泄放晶体管连接在降压转换器的输出端和接地端之间，第三比较器还连接 降压转换器内的控制器；第三比较器在分压电路的电压反馈信号达到第二预定阈值时控制 泄放晶体管导通泄放降压转换器的输出端的残压，第三比较器在分压电路的电压反馈信号 小于第二预定阈值时保持泄放晶体管关断并向控制器提供有效的启动使能信号，控制器根 据启动使能信号正常启动软启动过程。 其进一步的技术方案为，分压电路引出第一分压反馈端和第二分压反馈端，第一 5 CN 111555603 A 说　明　书 3/5 页 分压反馈端连接至误差放大器的反相输入端，第二分压反馈端连接第一比较器的输入端， 第二分压反馈端处的电压大于第一分压反馈端处的电压。 本发明的有益技术效果是： 本申请公开了一种降压转换器的自校准软启动电路，该电路可以实时监测判断输 出电压是否跟随参考信号爬坡升高，如果出现异常则会即使产生保护动作，等待异常接触 后再重新进行软启动过程，从而达到了在不同场景下BUCK芯片的启动都会有软启动过程而 不会产生过冲电压的效果，可以在不同的应用和场景中完成软启动或者保护的功能，安全 性和可靠性更高。 附图说明 图1是现有的内置软启动电路的降压转换器的电路应用示意图。 图2是内置本申请的自校准软启动电路的降压转换器的电路应用示意图。