[发明专利]一种具有快速响应特性的软启动电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体的说涉及一种具有快速响应特性的软启动电路。

背景技术

在开关电源技术领域，软启动电路是非常重要的模块，可应用在DC-DC BUCK变换器中，其作用是为系统提供缓慢上电的过程，防止系统由于系统上电时出现浪涌电流。

传统的软启动电路常用结构如图1所示，包括比较器SS_COMP1，片外电容C，以及镜像电流源I1。

假设电容从零电压初始状态充电，t时刻电容上的电压由下式决定：

V_{ss_in}C_ss＝t×I_ss

I_ss为电流源I1输出电流；

当电容上的充电电压V_{ss_in}等于软启动参考电压SS_REF时，软启动结束：

因此得到总的软启动(Tss)时间为：

电流直接给电容充电，可以保证充电时间最快，但由于软启动结束(VSS_IN＝SS_REF)以后，电流会继续给电容充电直到电容上的电压接近5V(镜像电流源接近线性区)。若芯片发生故障后，NMOS管MN1栅极控制信号使MN1导通对软启动电容放电，直到VSS_IN＝SS_REF，软启动比较器再次翻转。即要求软启动电容上的电压从5V放电到0.8V软启动标志信号才会改变，因此存在系统关闭响应时间较长，带来故障发生情况下的潜在安全性问题。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种具有快速响应特性的软启动电路。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

如图2所示，一种具有快速响应特性的软启动电路，包括第一电流源I1、第二电流源I2、比较器、电容C、NMOS管MN、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；第一电流源I1的一端接电源，其另一端通过第一电阻R1后接地；第一电流源I1与第一电阻R1的连接点接比较器的负向输入端；第二电流源I2的一端接电源，其另一端接比较器的正向输入端和NMOS管MN的漏极；比较器的输出端为软启动标识信号；NMOS管MN的栅极接外部控制信号，其源极接地；第二电流源I2与比较器正向输入端的连接点通过第二电阻R2后接地；电容C与第三电阻R3串联后与第二电阻R2并联，且电容C与第二电流源I2与第二电阻R2的连接点连接，第三电阻R3接地。

本发明总的技术方案，本发明采用阶跃电流给RC并联结构充电，充电电路包括电流源I1，电流源I2，片外电容C，电阻R1，电阻R2，比较器COMP，开关管MN，电流源I1在电阻上R1上产生的压降输入比较器COMP的负向输入端，电流源I2在电阻上R2上产生的压降输入比较器COMP的负向输入端，电阻R2与片外软启动电容相并联，并与MN1的漏极相连；其中电流源I1在电阻R1上产生压降V1，作为软启动电路电压的参考点输入比较器COMP的正向输入端；电流源I2给片外电容C充电，电容上的电压V2输入比较器COMP的负向输入端；比较器输出软启动标识信号SS_FLAG为高则标志着软启动过程结束，芯片进入正常工作状态。

本发明的有益效果为，适用于DC-DC变换器的软启动电路，在保证有效软启动过程的同时，具有芯片发生故障时快速响应关断芯片的能力，且电路简单，软启动时间易于控制。

附图说明

图1为现有技术软启动电路示意图；

图2为本发明的软启动电路结构示意图；

图3为本发明的软启动电路核心模型示意图；

图4为本发明的软启动电路的软启动电压随时间变化波形图；

图5为本发明的软启动电路的软启动关断响应示意图。

具体实施方式

如图2所示，本发明的一种具有快速响应特性的软启动电路，包括第一电流源I1、第二电流源I2、比较器、电容C、NMOS管MN、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；第一电流源I1的一端接电源，其另一端通过第一电阻R1后接地；第一电流源I1与第一电阻R1的连接点接比较器的负向输入端；第二电流源I2的一端接电源，其另一端接比较器的正向输入端和NMOS管MN的漏极；比较器的输出端为软启动标识信号；NMOS管MN的栅极接外部控制信号，其源极接地；第二电流源I2与比较器正向输入端的连接点通过第二电阻R2后接地；电容C与第三电阻R3串联后与第二电阻R2并联，且电容C与第二电流源I2与第二电阻R2的连接点连接，第三电阻R3接地。

本发明的工作原理为：