[发明专利]一种软启动电路及包括该软启动电路的DC-DC电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，确切的说，涉及一种软启动电路及包括该软启动电路的DC-DC电路。

背景技术

伴随着便携式设备的广泛成用，DC-DC（直流/直流转换电路）转换器凭借其高效率、大输出电流、低静态电流的特点而迅速发展。传统的DC/DC开关电源在上电过程中，输出电压从零上升到最大值。由于负反馈的作用，功率管的PWM（(Pulse Width Modulation，脉宽调制比较器）控制信号的占空比从最大值开始变化，逐渐减小，直到电路稳定。由于电路中输出滤波电容的存在，对电容充电容易产生浪涌电流，此时通过功率管的电流可以达到很大，容易损毁电路系统。为了在启动过程屮防止大的浪涌电流对电路系統的损坏，在电路启动过程中需要对电流进行限制，即需要在开关电源芯片中加入软启动电路。

DC-DC开关电源在上电工作的初期，电源输出电压从零逐渐上升。DC-DC芯片通过内部开关的导通对外部电感充电，电感积累能量，同时负载上的端电压也上升。如果负载较小，而电感中的能量释放较缓慢，则容易对负载造成较大的冲击。为了避免输出电压过冲的情况，提高电路工作的可靠性和寿命，需要在开关电源芯片电路中增加软启动功能。

软启动电路控制电源电压的输出，缓慢地从零电压上升到设定值，从而不会对负载造成损害。目前，常用的软启动有几类：

第一类是电阻或者采用恒流方式对电容充电，电容的端电压缓慢上升，输出电压跟随电容端电压也缓慢上升，电路原理如图1所示。此种方法需要较大的电容来实现，实际应用时，常常需要在芯片外部接电阻和电容元件，增加了应用的复杂程度。如果延时时间太短的话，软启动效果不明显，而当需要产生毫秒极的延时的情况下，此种方式的电路实现代价较高；

第二类是采用分段控制的方式，把电压的上升过程分成几个阶段，通过几个电压比较器来判断，再控制连接电容的电阻值的大小，改变电容的充电速度，达到缓慢上升的目的，但是其控制方式复杂，实现成本也较大；

第三类是数字控制数模转换器来实现参考电压缓慢上升的方法，

如图2所示，这种方法控制起来很复杂，芯片实现的成本也较高。

中国专利（CN 103023316 A）公开了一种能使多个DC-DC变换部均等地动作来生成直流输出电压的DC-DC转换器。本发明的DC-DC转换器具备：多个DC-DC变换部，输出矩形波电压；多个电感器元件，与所述多个DC-DC变换部的每一个相对应地各设置一个，一端与对应的DC-DC变换部的输出端子连接，另一端与公共的外部输出端子连接；多个占空检测电路，在所述多个DC-DC变换部的输出端子上分别各连接一个，对从对应的DC-DC变换部输出的矩形波电压的占空比进行检测；和占空调整电路，基于将所述多个占空检测电路的输出信号以每2个为一组而对每个组进行比较后的结果，对与各组内的一个占空检测电路连接的DC-DC变换部的占空比进行调整，使得各组的矩形波电压的占空比相等。

但是该专利是对DC-DC变换部的占空比进行调整，并不能对输出电压进行调整，输出的电压可能无法达到一想要的稳定电压值，进而无法调整。

综上，在现有技术中，若要实现将零电压缓慢地上升到设定值，其成本较高，而且控制方式也比较复杂，因此本领域技术人员一直致力研究如何在保证成本的前提下，最好的实现软启动电路的功能，以保护电路。

发明内容

本发明提供了一种DC-DC软启动电路，通过较小的实现成本，从而实现较大的延时输出的效果。

本发明采用的技术方案为：

一种DC-DC电路，所述DC-DC电路应用于CMOS的启动电路中，所述电路提供一输出电压，其中，包括：带隙基准源电路、振荡器、软启动电路、误差放大器和脉宽调制比较器；

所述带隙基准源电路连接所述振荡器，并提供一参考电压至所述软启动电路；

所述软启动电路提供一基准源电压连接所述误差放大器的一输入端，所述误差放大器的输出端连接脉宽调制比较器的其中一输入端；

所述振荡器分两路方波输出，一路输出OCS1至脉宽调制比较器的一输入端，另一路输出OSC2至软启动电路；

其中，所述电路提供一反馈电压至所述误差放大器的其中一输入端，以控制输出一稳定的输出电压。

上述的DC-DC电路，其中，所述振荡器输出两路方波输出，一路为占空比为50%的方波输出OSC1连接所述脉宽调制比较器的输入端，另一路为占空比为5%脉冲方波输出OSC2连接软启动电路。

上述的DC-DC电路，其中，所述脉宽调制比较器的输出端连接一开关逻辑器的输入端。