[实用新型]一种短路恢复软启动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种软启动电路，更确切地说是一种可以有效控制浪涌电流及输出过冲电压的短路恢复软启动电路。

背景技术

随着电子产品在通信、计算机及消费类电子等领域中的不断增长，对电源管理类IC的需求也呈上升趋势，例如DC-DC开关电源得到广泛应用。同时随着电子系统复杂化提高，例如在机顶盒、电脑、手机等系统中具有多组供电电源，同时每一组电源输出可能同时给多个负载供电，例如数字芯片core、RF模块、基带模块等等。负载芯片增多意味着负载电流增大以及发生负载短路等异常的几率增大。同时为了满足负载的电流需求，势必增加开关电源的驱动能力。由此带来的问题是：负载短路恢复时开关电源可输出的浪涌电流随驱动能力增强而增大，输出电压的过冲也更大，很有可能超出负载芯片的额定电压范围或者耐压值，对负载芯片造成损伤。所以为了负载芯片的安全与可靠性，目前的大功率开关电源芯片都会集成短路恢复软启动电路，以限制浪涌电流及输出电压过冲。

短路恢复软启动电路目前主要有两种方式：如图1所示，其为现有技术的折返式电流限制短路恢复软启动电路的结构示意图，其包括一软启动电路，所述软启动电路的输出端输出到一误差放大器的同向输入端，所述误差放大器的输出端输出到一调制电路的输入端，所述调制电路的输出端连接一并联的第一电阻R1’和第二电阻R2’，所述第二电阻R2’的输出端接地，还包括一电容C1’，所述电容C1’并联于所述第一电阻R1’和第二电阻R2’的两端，所述调制电路，所述调制电路包括PWM比较器、电流检测电路、振荡器、逻辑电路、驱动电路，其与误差放大器共同形成负反馈环路以调整输出电压到额定值；还包括一短路检测器，所述短路检测器的输入端连接于所述第一电阻R1’和第二电阻R2’之间，所述短路检测器输入端还输入一短路参考电压，所述短路检测器的输出端连接所述软启动电路的输入端和一限流电路的输入端，所述限流电路的输出端连接所述调制电路的输入端，短路检测器主要由电压比较器构成，其两输入信号分别是短路参考电压和反馈电压，其中反馈电压由输出电压经电阻R1和R2分压所得；所述误差放大器的同向输入端还输入一参考电压，所述误差放大器的反向输入端连接于所述第一电阻R1’和第二电阻R2’之间。该折返式电流限制短路恢复软启动电路以开关电源的输出电流为控制目标，当输出电流达到最大限流值后，随着输出电压下降，过流时的限流阈值同时下降，它的缺点是它不具有彻底的自动恢复能力，短路状态移除时，若是带载启动，芯片有可能进入闩锁状态。如图2所示，其为现有技术中的hiccup模式短路恢复软启动电路的结构示意图，如图所示，包括一输出调整电路，所述输出调整电路的输出端连接一负载及一串联的第一电阻R1’和第二电阻R2’,所述第二电阻的另一端接地，一电容连接于第一电阻R1’和第二电阻R2’；还包括一短路检测器，所述短路检测器的输入端连接于所述第一电阻R1’和第二电阻R2’之间，短路检测器主要由电压比较器构成，其两输入信号分别是短路参考电压和反馈电压，其中反馈电压由输出电压经电阻R1和R2分压所得，且所述短路检测器输入端还连接一短路参考电压，且其输出端连接一打嗝模式控制电路，所述打嗝模式控制电路的输出端连接一软启动电路，所述软启动电路的输出端连接一误差放大器的同向输入端，所述误差放大器还设有一连接参考电压的同向输入端，所述误差放大器的同向输入端连接于所述第一电阻R1’和第二电阻R2’之间，所述误差放大器的输出端连接于所述输出调整电路的输入端，所述输出调整电路包括PWM比较器、电流检测电路、振荡器、逻辑电路、驱动电路，其与误差放大器共同形成负反馈环路以调整输出电压到额定值。该hiccup模式短路恢复软启动电路检测到输出过流时，开关电源进入休眠模式，等休眠时间结束，软启动电路开始工作重新启动开关电源芯片，若短路状态并未移除，则重复上述过程；该技术的缺点有两点，一是休眠时间需要较大硅片面积的RC计时电路或者较大面积的数字循环计数器；二是不管外部短路状态是否移除，软启动电路都在按循环自动工作，软启动的效果与外部短路状态移除的时机相关，若短路移除发生在芯片休眠期则需等待启动，具有不佳的实时启动能力，再者若短路移除发生在软启动电路开始工作的早期则软启动效果明显，反之短路移除发生在软启动电路工作末期则软启动效果大打折扣，并不能有效防止浪涌大电流以及过冲电压对负载芯片的冲击。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种短路恢复软启动电路，其可以解决现有技术中不具有彻底的自动恢复能力，短路状态移除时，若是带载启动，芯片有可能进入闩锁状态，或是不能有效防止浪涌大电流以及过冲电压对负载芯片的冲击的缺点。