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一种开关电源软启动控制电路及控制方法


技术摘要:
本发明提供了一种开关电源软启动控制电路及控制方法,电路设计不需要添加额外的充电电容,大大减小电路整体的面积,并且相对于以往的电路设计难度降低。本发明整体电路设计简单,完全适用于常规CMOS工艺,不需要额外添加电容,减小芯片整体的面积;可以根据实际需求改  全部
背景技术:
目前随着便携式电子产品设备的广泛使用,DC/DC开关电源由于有着功耗小、转换 效率高等优势得到了快速发展。在DC/DC开关电源芯片在启动阶段,由于普遍电路都有输入 输出滤波电容,在电容充电时产生很大的浪涌电流,有可能引起功率管的瞬间通过电压过 大,烧坏功率管,从而导致整个电路系统损毁。为了消除电路在启动时浪涌电流的产生,可 以在芯片设计中加入软起动电路。传统的软启动电路采用电阻和电容进行电路设计,但需 要较大的电容,增大了整体芯片的面积,不利于成本的降低。
技术实现要素:
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种开关电源软启动控制电路及控制方 法。电路设计不需要添加额外的充电电容,大大减小电路整体的面积,并且相对于以往的电 路设计难度降低。所以本发明提供的一种开关电源软启动控制方法,可以有效地解决相关 领域的技术难题。 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种开关电源软启动控制电路,包括两个分压电路子系统,带复位功能的D触发 器,反相器,与非门NAND,或非门NOR,V1输入端口,V2输入端口,VOUT输出端口,CLK输入端 口,RD输入端口和SSDON输出端口; 所述分压电路子系统包括电阻,N沟道增强型MOS管,V1输入端口,V2输入端口, VOUT输出端口; 所述第一电阻一端连接N沟道增强型MOS管M1的源极,另一端连接第二电阻和N沟 道增强型MOS管M2的源极,第一电阻、第二电阻、N沟道增强型MOS管M1和N沟道增强型MOS管 M2组成分压电路组一,将2n个分压电路组一串联后,每个分压电路组一的输出端串联一个N 沟道增强型MOS管形成分压电路组二,分压电路组二的输出端再两两相连,并再次串联一个 N沟道增强型MOS管后形成分压电路组三,按此类推,形成n 1个级联电路,最后两个N沟道增 强型MOS管共同连接一个N沟道增强型MOS管,所有级联的分压电阻共同组成一个分压电路 子系统,第一个分压电路子系统的第一电阻连接V1输入端口,第一个分压电路子系统的最 后一个分压电路组一的第二电阻连接第二个分压电路子系统的第一个分压电路组一的第 一电阻,第二个分压电路子系统的最后一个分压电路组一连接V2输入端口,两个分压电路 子系统的输出端均连接VOUT输出端口;第一电阻和第二电阻作为分压电阻,将V1输入端口 到V2输入端口的电压分成若干段,分别传递到对应N沟道增强型MOS管的源极。 分压电路组一中的N沟道增强型MOS管的栅极为信号端,分压电路组一的N沟道增 强型MOS管M1为L1端口,N沟道增强型MOS管M2的栅极为L2端口,反相器INV1的输入端连接反 相器INV2输出端和L1端口,反相器INV1的输出端连接L2端口;所述反相器INV2的输入端连 3 CN 111600475 A 说 明 书 2/9 页 接D触发器的Q输出端和与非门NAND1的1输入端,所述D触发器D1的D输入端口连接D1的QB输 出端口和D触发器D2的CLK输入端口,CLK输入端口连接电路整体的CLK输入端口,RD输入端 口连接EN输入端口,Q输出端口连接反相器INV2输入端和与非门NAND1的1输入端口,QB输出 端口连接D1的D输入端口和触发器D2的CLK输入端口;以此类推,每一级分压电路组的N沟道 增强型MOS管的栅极连接反相器后与对应的D触发器的Q输出端连接至不同的与非门NAND, 所有与非门NAND的输出端连接或非门NOR,或非门NOR的输出端连接SSDON输出端口,触发器 将CLK信号进行分频处理,反相器、与非门和或非门共同组成的逻辑信号处理电路将D触发 器组成的分频器的输出信号进行逻辑处理。 一种开关电源软启动控制电路的控制方法为: 当CLK信号进入由D触发器D1-D5构成的分频器时,将CLK信号进行1/2、1/4、1/8、1/ 16、1/32分频处理后经过反相器反相输出L1、L2、L3、L4、L5信号,再经过反相器反相后输出 L2、L4、L6、L8、L10信号,在电路中选择尺寸大小相同的电阻n个,将输入端V1和V2之间的电 压平均分成n 1等分,当EN输入信号为高时,CLK信号通过分频器产生的L1-L10信号传递到 各级N沟道增强型MOS管栅极,VOUT输出端输出阶梯型电压波形,从而增长VOUT输出电压的 上升时间;当软启动时间结束时,通过与非门NAND1、NAND2和或非门NOR1将分频器的输出端 信号计算处理后输出SSDON信号进行翻转,表示VOUT输出电压升高到预定的电压值,软启动 结束。 本发明的有益效果在于: 1.整体电路设计简单,完全适用于常规CMOS工艺,不需要额外添加电容,减小芯片 整体的面积。 2 .可以根据实际需求改变电阻阻值和参考电压的大小,进一步改变软启动的时 间,以确保在软启动时间内芯片的安全。 附图说明 图1为本发明开关电源软启动电路中分压电阻示意图。 图2为本发明开关电源软启动电路中分频器信号产生示意图。 图3为本发明L1-L10逻辑信号示意图。 图4为本发明VOUT输出电压信号示意图。
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