專利名稱：采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于便攜式電子產(chǎn)品的開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及開關(guān)電源的集成控制芯片的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源軟啟動(dòng)的技術(shù)多種多樣，但是，都有許多的不足之處。有的軟啟動(dòng)電路判斷電路是否發(fā)生電流浪涌(或電流過(guò)沖)現(xiàn)象，給出了一個(gè)固定的閾值，只要電流超出這個(gè)閾值，軟啟動(dòng)電路就輸出控制信號(hào)，切斷充電電流，同時(shí)整個(gè)電源重新進(jìn)入啟動(dòng)狀態(tài)。該方法的不足之處是當(dāng)充電過(guò)程到某一階段時(shí)，充電電流也逐漸上升到一定水平時(shí)，容易因?yàn)榕紶柕倪^(guò)流使得電源多次重新啟動(dòng)。例如典型的直流/直流開關(guān)電源在啟動(dòng)過(guò)程中，容易產(chǎn)生浪涌電流，可能對(duì)電子系統(tǒng)產(chǎn)生損傷，為此，消除電源啟動(dòng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的過(guò)流現(xiàn)象是必要且必須的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，可以使判斷是否發(fā)生電流浪涌現(xiàn)象的閾值隨啟動(dòng)過(guò)程充電時(shí)間的增加而緩慢地增加。使充電過(guò)程盡可能地保持穩(wěn)定，而不會(huì)發(fā)生多次重新啟動(dòng)的現(xiàn)象。使電子系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生損傷。
本發(fā)明提出的一種采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，由充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路、過(guò)流比較器和開關(guān)電源四個(gè)模塊組成；其連接關(guān)系為啟動(dòng)信號(hào)EN1連于所說(shuō)的充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的輸入端口，該充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的補(bǔ)償電壓Vc輸出端口與電平移位電路輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的軟啟動(dòng)失敗指示信號(hào)F輸出端口與開關(guān)電源模塊的輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的使能信號(hào)EN2輸出端口與過(guò)流比較器的輸入端相連；該開關(guān)電源模塊的信號(hào)HL和LL輸出端口與電平移位電路的輸入端相連；該電平移位電路的輸出信號(hào)A和B的端口與過(guò)流比較器的兩個(gè)比較信號(hào)輸入端口相連；該過(guò)流比較器的輸出信號(hào)E的端口與開關(guān)電源的輸入端相連；充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路和過(guò)流比較器模塊共用工作電壓Vin1，而開關(guān)電源模塊的輸入電源為Vin2。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于，所采用的電壓補(bǔ)償技術(shù)可以使判斷是否發(fā)生電流浪涌現(xiàn)象的閾值隨啟動(dòng)過(guò)程充電時(shí)間的增加而緩慢地增加。因?yàn)樵陂_關(guān)電源電路中，隨著充電時(shí)間的增加，通過(guò)電感為輸出電容充電的電流逐漸增加。而此時(shí)本發(fā)明中通過(guò)電壓補(bǔ)償技術(shù)使判斷電感電流是否發(fā)生過(guò)流的閾值也在緩慢增加，于是本發(fā)明可使充電過(guò)程盡可能地保持穩(wěn)定，而不會(huì)發(fā)生多次重新啟動(dòng)的現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的軟啟動(dòng)電路結(jié)構(gòu)實(shí)施例示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的過(guò)流比較器的一個(gè)實(shí)施例示意圖。
圖4為沒(méi)有軟啟動(dòng)電路，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流浪涌和電壓過(guò)沖曲線圖。
圖5為利用本發(fā)明啟動(dòng)電路，啟動(dòng)過(guò)程中的電感電流和輸出電壓隨時(shí)間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如下本發(fā)明設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，由充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路I、電平移位電路II、過(guò)流比較器III和開關(guān)電源IV四個(gè)模塊組成。其連接關(guān)系為啟動(dòng)信號(hào)EN1連于充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的輸入端口，該充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的補(bǔ)償電壓Vc輸出端口與電平移位電路輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的軟啟動(dòng)失敗指示信號(hào)F輸出端口與開關(guān)電源模塊的輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的使能信號(hào)EN2輸出端口與過(guò)流比較器的輸入端相連；該開關(guān)電源模塊的信號(hào)HL和LL輸出端口與電平移位電路的輸入端相連；該電平移位電路的輸出信號(hào)A和B的端口與過(guò)流比較器的兩個(gè)比較信號(hào)輸入端口相連；該過(guò)流比較器的輸出信號(hào)E的端口與開關(guān)電源的輸入端相連。充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路和過(guò)流比較器模塊共用工作電壓Vin1(范圍3.3-5V)，而開關(guān)電源模塊的輸入電源為Vin2(范圍5.5-30V)。
本發(fā)明的工作原理為EN1為啟動(dòng)信號(hào)，使得充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路開始工作，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的輸出補(bǔ)償電壓Vc輸入到電平移位電路；同時(shí)，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生輸出信號(hào)F，為軟啟動(dòng)失敗指示信號(hào)，當(dāng)軟啟動(dòng)失敗時(shí)，使得開關(guān)電源的輸出放電到地，等待重新啟動(dòng)；還有，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路輸出使能信號(hào)EN2，輸入到過(guò)流比較器，控制過(guò)流比較器的工作與否。由開關(guān)電源模塊輸出的信號(hào)HL和LL是對(duì)過(guò)流的檢測(cè)信號(hào)，輸入到電平移位電路。電平移位電路的輸出信號(hào)為A和B，輸入到過(guò)流比較器的兩個(gè)比較信號(hào)輸入端口。過(guò)流比較器輸出信號(hào)E，信號(hào)E輸入到開關(guān)電源用于控制給輸出端Vout充電，使輸出電壓緩慢上升。
本發(fā)明設(shè)計(jì)中重要的是其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通過(guò)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的補(bǔ)償方法，在本發(fā)明提到的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要有四個(gè)模塊組成。對(duì)電路設(shè)計(jì)工程師而言，該各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)是很容易的，而且可以有很多種實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明的補(bǔ)償方法是通過(guò)充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路模塊產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，對(duì)輸入到過(guò)流比較器模塊的兩個(gè)輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行補(bǔ)償，使得判斷是否發(fā)生電流浪涌現(xiàn)象的閾值隨啟動(dòng)過(guò)程充電時(shí)間的增加而緩慢地增加。進(jìn)而使開關(guān)電源的啟動(dòng)過(guò)程盡可能地保持穩(wěn)定，不發(fā)生因?yàn)檫^(guò)流而多次重新啟動(dòng)的現(xiàn)象。
本發(fā)明的充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路、過(guò)流比較器和開關(guān)電源這四個(gè)模塊可以有許多種電路工藝實(shí)施方案，如利用CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝，雙極型工藝，BiCMOS(雙極型-互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝等實(shí)現(xiàn)，甚至可以用不同的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，如GaAs(砷化鎵)和SiGe(鍺硅)。而且本發(fā)明可應(yīng)用于不同結(jié)構(gòu)的開關(guān)電源，如升壓型開關(guān)電源，降壓型開關(guān)電源等。所有上述這些都屬于本發(fā)明的延伸和適用范圍。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是同步整流的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源的軟啟動(dòng)電路，其具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，由充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路I、電平移位電路II、過(guò)流比較器III和開關(guān)電源IV四個(gè)模塊組成。在本實(shí)施例中，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路I、電平移位電路II、過(guò)流比較器III共用的工作電壓為5V；開關(guān)電源IV的輸入電源為10V。各模塊的具體實(shí)現(xiàn)電路由虛線框區(qū)分開，其組成分別詳細(xì)說(shuō)明如下本實(shí)施例的充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路I由電流源I4，晶體管m14和mx，晶體管T4和T6，電阻R5，R6，R8，R10和R11，電容C2，反相器inv1，inv2和inv3組成；其連接關(guān)系是電流源I4一端連接在電源5V上，另一端連接在晶體管m14的源端。晶體管m14的柵連接在反相器inv1的輸出端，而晶體管m14的漏端連接在電阻R5的一端。該模塊的輸入信號(hào)EN1連接在反相器inv1的輸入端。反相器inv1的輸出除連接在晶體管m14的柵輸入端以外，還連接在晶體管mx的柵輸入端。晶體管T4的集電極連接在電源5V，其發(fā)射極連接在電阻R11的一端，而其基極同時(shí)連接在電阻R5的一端，反相器inv2的輸入端，晶體管T6的發(fā)射極，晶體管mx的漏極和電容C2的一端。晶體管T6的集電極連接在電阻R8的一端，其基極連接在電阻R10的一端。R10的另一端連接在一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓上。R8的另一端接地。晶體管mx的源端接地，其柵極連接在反相器inv1的輸出端。電容C2的一端連接晶體管T4的基極，另一端接地。補(bǔ)償電阻R6的一端接地，另一端連接電阻R11上，并且輸出補(bǔ)償電壓Vc到電平移位電路模塊。反相器inv2的輸出連接在反相器inv3的輸入端，并且連接在輸出信號(hào)EN2上。反相器inv3的輸出端連接在輸出信號(hào)F上。
電平移位電路II是一個(gè)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，包括晶體管t1，t2和T3，晶體管m1，m2，m3，m4，m5，m9，m10和m11，電阻R1，R2，R3，R4和R9以及電流沉I3；其連接關(guān)系是晶體管T3的集電極和基極連接在電源5V，其發(fā)射極連接在晶體管m3、m4和m5的源端。晶體管m3、m4和m5共柵，而且晶體管m5的漏端和它自己的柵極連接在一起，并且連接到晶體管m9的漏極。m3的漏極連接在電阻R4的一端，并且連接在晶體管t1的發(fā)射極。m4的漏極連接電阻R3的一端，并且連接到晶體管t2的發(fā)射極。電阻R3的另外一端連接在電阻R1的一端，并且連接在輸出信號(hào)A上。電阻R4的另外一端連接在電阻R2的一端，并且連接在輸出信號(hào)B上。電阻R1的另外一端連接在晶體管m1的漏極，并且連接在輸入信號(hào)HL上。電阻R2的另外一端連接在晶體管m2的漏極，并且連接在輸入信號(hào)LL上。晶體管m1，m2，m9，m10和m11共柵，也即連接在軟啟動(dòng)使能信號(hào)EN1上。晶體管m1的源極和晶體管m11的漏極連接在一起，且連接在晶體管t2的基極，晶體管m2的源極連接晶體管m10的漏極，并且連接在晶體管t1的基極。晶體管m11的源極連接在電阻R9的一端，電阻R9的另一端接地。晶體管m10的源極連接在輸入補(bǔ)償電壓信號(hào)Vc上。晶體管m9的源極連接在電流沉I3的一端，電流沉I3的另一端接地。晶體管t1和晶體管t2的集電極全都接地。
過(guò)流比較器采用高精度的電壓比較器comp，之所以稱為過(guò)流比較器是因?yàn)檩斎氲诫妷罕容^器的信號(hào)電壓是對(duì)電流值的采樣，當(dāng)過(guò)流現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，比較器的輸出發(fā)生反轉(zhuǎn)；其一個(gè)典型的實(shí)施例如圖3所示。該電路模塊由電流源I1，晶體管M1-M9，反相器inv1-inv3所組成，其連接關(guān)系為晶體管M1和晶體管M2共柵，而且晶體管M1的柵極和其自身的漏極相連接。晶體管M1-M3的源極都連接在電源電壓vdd上。晶體管M1的漏極還連接在晶體管M4的漏極。晶體管M2的漏極連接在晶體管M5的漏極，同時(shí)連接在晶體管M8的柵極。晶體管M4和晶體管M5的柵極分別連接比較器的正、負(fù)輸入端。晶體管M4和晶體管M5的源極同時(shí)連接在晶體管M6的漏極。晶體管M6的源極接地。晶體管M6和晶體管M7共柵。晶體管M7的源極也接地，且其柵極和漏極連接在一起。晶體管M7的漏極和晶體管M9的漏極連接在一起。晶體管M9的源極和電流源I1的一端連接在一起。電流源I1的另外一端連接在電源電壓vdd上。晶體管M9的柵極連接在反相器inv1的輸出端上。反相器inv1的輸入連接在輸入信號(hào)EN上。晶體管M3的柵極和其自身的漏極連接在一起。晶體管M3的漏極同時(shí)連接在晶體管M8的漏極。晶體管M8的源極接地。晶體管M8的漏極連接在反相器inv2的輸入端。反相器inv2的輸出端連接在反相器inv3的輸入端。反相器inv3的輸出端連接在輸出信號(hào)OUT上，即比較器的輸出信號(hào)。
本實(shí)施例的同步整流結(jié)構(gòu)的降壓型開關(guān)電源IV包括晶體管M2x、M2x1，電感L1，電阻R14和電容C1。其連接關(guān)系是晶體管M2x的漏極連接在輸入電壓Vin上，晶體管M2x的柵極連接在輸入信號(hào)E上，晶體管M2x的源極連接在晶體管M2x1的漏極，并且連接在電感L1的一端。晶體管M2x1的柵極連接在輸入信號(hào)F上，晶體管M2x1的源極接地。電感L1的另一端連接在電阻R14的一端，同時(shí)連接在輸出信號(hào)HL上。電阻R14的另一端連接在輸出電容C1的一端，同時(shí)連接在輸出信號(hào)LL和輸出信號(hào)Vout上。電容C1的另一端接地。
本實(shí)施例整體的電路的連接關(guān)系如圖2所示首先，從同步整流結(jié)構(gòu)的降壓型開關(guān)電源模塊中的電阻R14兩端引出采樣信號(hào)HL和LL，信號(hào)HL和LL之間電壓差的大小就反映了電阻R14中流過(guò)電流的大小，也即流過(guò)電感電流的大小。該輸出信號(hào)HL和LL連接到電平移位電路的相應(yīng)的輸入端HL和LL。充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的補(bǔ)償電壓VC通過(guò)電平移位電路的電阻R6而接入電平移位電路，用于補(bǔ)償電流采樣信號(hào)HL和LL信號(hào)對(duì)中的LL端。電平移位電路的輸出信號(hào)通過(guò)結(jié)點(diǎn)A和B連接到過(guò)流比較器comp的反相和正相輸入端，過(guò)流比較器comp的輸出E連接到M2x的柵輸入端，控制M2x的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而控制流過(guò)電阻R14的電流峰值。充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路在輸入使能信號(hào)EN1有效后，整個(gè)電路就進(jìn)入軟啟動(dòng)狀態(tài)。
其工作過(guò)程如下如圖2所示。首先，EN1信號(hào)為低電平，通過(guò)mx使C2兩端的電壓初始化為0V；之后，EN1信號(hào)為高電平。這時(shí)，一方面，m14導(dǎo)通，電流源I4通過(guò)m14開始給電容C2充電，在C2的電壓充到2.5V之前，inv2的輸出EN2就一直為高電平(因?yàn)閕nv2的反轉(zhuǎn)閾值是2.5V，且T6，R10和R8可以保證C2的電壓可以充到2.5V以上)，高電平使能的過(guò)流比較器comp開始工作(正常情況下，比較器輸出E為高電平，控制開關(guān)電源模塊給輸出Vout充電)；另一方面，m1，m2，m10和m11也導(dǎo)通，電平移位電路開始工作。在此過(guò)程中，檢測(cè)電感電流的靈敏電阻R14的兩端引出兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)HL和LL反饋到電平移位電路中，(HL和LL之間的電壓差就反映了電感電流的水平，通過(guò)限制該電壓差的大小，就可以限制電流浪涌現(xiàn)象的發(fā)生。)過(guò)流比較器就是對(duì)HL和LL兩端電壓差值大小的判斷，如果差值較大，結(jié)點(diǎn)E為低電平，反之結(jié)點(diǎn)E為高電平。結(jié)點(diǎn)E控制同步整流管的高端管M2x(靠近電源輸入端的開關(guān)管)。如果電感電流過(guò)流，靈敏電阻R14兩端的壓差增大，使結(jié)點(diǎn)E為低電平，則高端開關(guān)管關(guān)斷，電感過(guò)流現(xiàn)象得到控制。這樣，由靈敏電阻R14提供反饋信號(hào)，加上過(guò)流比較器comp的控制，就可以使電感電流緩慢上升而不會(huì)發(fā)生過(guò)流。
隨著時(shí)間的增加，電感的電流增大到一定水平，就會(huì)使靈敏電阻R14兩端的壓差在某一時(shí)間內(nèi)保持很高的值，使結(jié)點(diǎn)E較長(zhǎng)時(shí)間保持高電平，減緩了軟啟動(dòng)的速度。為此，給電平移位電路的一端(LL反饋輸入端)引入了補(bǔ)償電壓VC，使輸入到過(guò)流比較器兩端的壓差維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的水平。保證了電感電流的持續(xù)緩慢增加和輸出電壓的線性增加。電壓補(bǔ)償是通過(guò)R6提供的，由于電阻R6的電流包括兩部分一個(gè)是電平移位電路提供的和R9相同的電流，一個(gè)是T4的發(fā)射極流過(guò)的電流，該部分電流由于電容C2上電壓的增加而增加(C2電壓的增加是由于恒流源I4給充電的緣故)。于是R6上的電壓就緩慢增加。由圖2可知，VC最大的補(bǔ)償電壓是2.5V*R6/(R11+R6)。
如果電容C2兩端的電壓超過(guò)了2.5V，而開關(guān)電源的輸出電壓仍然沒(méi)有達(dá)到系統(tǒng)所設(shè)定的值時(shí)，認(rèn)為軟啟動(dòng)失敗。此時(shí)，反相器inv2的輸出EN2為低電平，使同步整流結(jié)構(gòu)的降壓型開關(guān)電源模塊中高端開關(guān)管M2x關(guān)斷，低端開關(guān)管M2x1導(dǎo)通，輸出電壓放電到地，系統(tǒng)重新啟動(dòng)。為防止開關(guān)電源的重啟動(dòng)，在電路設(shè)計(jì)時(shí)，就必須設(shè)計(jì)好C2和I4的值，使得在電容C2的電壓達(dá)到2.5V之前，開關(guān)電源輸出端電容C1的電壓應(yīng)該已經(jīng)提前達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的閾值。系統(tǒng)檢測(cè)到開關(guān)電源的輸出電壓達(dá)到該閾值時(shí)，系統(tǒng)就輸出信號(hào)給EN1，使軟啟動(dòng)電路停止工作，同時(shí)啟動(dòng)開關(guān)電源的控制核心，一般用有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)(不屬于本實(shí)施例的范疇)，由該有限狀態(tài)機(jī)代替軟啟動(dòng)電路保持輸出電壓的穩(wěn)定。
把本實(shí)施例的軟啟動(dòng)電路，用于一個(gè)具體的輸出電壓為3.3V降壓型開關(guān)電源系統(tǒng)中，經(jīng)HSPICE模擬表明如果不使用軟啟動(dòng)電路，而直接給開關(guān)電源輸出端的電容充電，模擬的結(jié)果如圖4所示，其中(a)是電感電流隨時(shí)間的變化曲線，(b)是開關(guān)電源的輸出電壓隨時(shí)間的變化曲線?？芍?，產(chǎn)生了浪涌電流(電流過(guò)沖)，電流可達(dá)到近10A，這有可能對(duì)電子系統(tǒng)造成損傷。如使用本實(shí)施例的軟啟動(dòng)電路，結(jié)果如圖5所示，其中(a)是電感電流隨時(shí)間的變化曲線，(b)是開關(guān)電源的輸出電壓隨時(shí)間的變化曲線?？芍姼须娏骶徛仙?，開關(guān)電源輸出端的電壓也在逐漸上升，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，由充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路、過(guò)流比較器和開關(guān)電源四個(gè)模塊組成；其連接關(guān)系為啟動(dòng)信號(hào)EN1連于所說(shuō)的充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的輸入端口，該充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的補(bǔ)償電壓Vc輸出端口與電平移位電路輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的軟啟動(dòng)失敗指示信號(hào)F輸出端口與開關(guān)電源模塊的輸入端相連，充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路的使能信號(hào)EN2輸出端口與過(guò)流比較器的輸入端相連；該開關(guān)電源模塊的信號(hào)HL和LL輸出端口與電平移位電路的輸入端相連；該電平移位電路的輸出信號(hào)A和B的端口與過(guò)流比較器的兩個(gè)比較信號(hào)輸入端口相連；該過(guò)流比較器的輸出信號(hào)E的端口與開關(guān)電源的輸入端相連；充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路和過(guò)流比較器模塊共用工作電壓Vin1，而開關(guān)電源模塊的輸入電源為Vin2。
2.如權(quán)利要求1所述的采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，所說(shuō)的充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路由電流源I4，晶體管m14和mx，晶體管T4和T6，電阻R5，R6，R8，R10和R11，電容C2，反相器inv1，inv2和inv3組成；其連接關(guān)系是電流源I4一端連接在電源5V上，另一端連接在晶體管m14的源端；晶體管m14的柵連接在反相器inv1的輸出端，而晶體管m14的漏端連接在電阻R5的一端；該模塊的輸入信號(hào)EN1連接在反相器inv1的輸入端；反相器inv1的輸出端分別連接在晶體管m14的柵輸入端和晶體管mx的柵輸入端；晶體管T4的集電極連接在電源5V，其發(fā)射極連接在電阻R11的一端，而其基極同時(shí)連接在電阻R5的一端、反相器inv2的輸入端、晶體管T6的發(fā)射極、晶體管mx的漏極和電容C2的一端；晶體管T6的集電極連接在電阻R8的一端，其基極連接在電阻R10的一端；電阻R10的另一端連接在一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)電壓上，R8的另一端接地；晶體管mx的源端接地，其柵極連接在反相器inv1的輸出端；電容C2的一端連接晶體管T4的基極，另一端接地；補(bǔ)償電阻R6的一端接地，另一端連接電阻R11上，并且輸出補(bǔ)償電壓Vc到電平移位電路模塊；反相器inv2的輸出連接在反相器inv3的輸入端和輸出信號(hào)EN2上；反相器inv3的輸出端連接在輸出信號(hào)F上。
3.如權(quán)利要求1所述的采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，所說(shuō)的電平移位電路包括晶體管t1，t2和T3，晶體管m1，m2，m3，m4，m5，m9，m10和m11，電阻R1，R2，R3，R4和R9以及電流沉I3；其連接關(guān)系是晶體管T3的集電極和基極連接在電源5V，其發(fā)射極連接在晶體管m3、m4和m5的源端；晶體管m3、m4和m5共柵，而且晶體管m5的漏端和它自己的柵極連接在一起，并且連接到晶體管m9的漏極；晶體管m3的漏極連接在電阻R4的一端和晶體管t1的發(fā)射極；晶體管m4的漏極連接到電阻R3的一端和晶體管t2的發(fā)射極；電阻R3的另外一端連接在電阻R1的一端和輸出信號(hào)A上；電阻R4的另外一端連接在電阻R2的一端和輸出信號(hào)B上；電阻R1的另外一端連接在晶體管m1的漏極和輸入信號(hào)HL上；電阻R2的另外一端連接在晶體管m2的漏極和輸入信號(hào)LL上；晶體管m1，m2，m9，m10和m11共柵，并連接在軟啟動(dòng)使能信號(hào)EN1上；晶體管m1的源極和晶體管m11的漏極連接在一起，且連接在晶體管t2的基極，晶體管m2的源極連接晶體管m10的漏極，并且連接在晶體管t1的基極；晶體管m11的源極連接在電阻R9的一端，電阻R9的另一端接地；晶體管m10的源極連接在輸入補(bǔ)償電壓信號(hào)Vc上；晶體管m9的源極連接在電流沉I3的一端，電流沉I3的另一端接地；晶體管t1和晶體管t2的集電極全都接地。
4.如權(quán)利要求1所述的采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，所說(shuō)的過(guò)流比較器由電流源，晶體管M1-M9，反相器inv1-inv3所組成，其連接關(guān)系為晶體管M1和晶體管M2共柵，而且晶體管M1的柵極和其自身的漏極相連接；晶體管M1-M3的源極都連接在電源電壓vdd上；晶體管M1的漏極還連接在晶體管M4的漏極；晶體管M2的漏極連接在晶體管M5的漏極，同時(shí)連接在晶體管M8的柵極；晶體管M4和晶體管M5的柵極分別連接比較器的正、負(fù)輸入端；晶體管M4和晶體管M5的源極同時(shí)連接在晶體管M6的漏極；晶體管M6的源極接地；晶體管M6和晶體管M7共柵；晶體管M7的源極也接地，且其柵極和漏極連接在一起；晶體管M7的漏極和晶體管M9的漏極連接在一起；晶體管M9的源極和電流源I1的一端連接在一起；電流源I1的另外一端連接在電源電壓vdd上；晶體管M9的柵極連接在反相器inv1的輸出端上；反相器inv1的輸入連接在輸入信號(hào)EN上；晶體管M3的柵極和其自身的漏極連接在一起；晶體管M3的漏極同時(shí)連接在晶體管M8的漏極；晶體管M8的源極接地；晶體管M8的漏極連接在反相器inv2的輸入端；反相器inv2的輸出端連接在反相器inv3的輸入端；反相器inv3的輸出端連接在輸出信號(hào)OUT上。
5.如權(quán)利要求1所述的采用電壓補(bǔ)償?shù)闹绷?直流開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路，其特征在于，所說(shuō)的開關(guān)電源包括晶體管M2x、M2x1，電感L1，電阻R14和電容C1；其連接關(guān)系是晶體管M2x的漏極連接在輸入電壓Vin上，晶體管M2x的柵極連接在輸入信號(hào)E上，晶體管M2x的源極連接在晶體管M2x1的漏極，并且連接在電感L1的一端；晶體管M2x1的柵極連接在輸入信號(hào)F上，晶體管M2x1的源極接地；電感L1的另一端連接在電阻R14的一端，同時(shí)連接在輸出信號(hào)HL上；電阻R14的另一端連接在輸出電容C1的一端，同時(shí)連接在輸出信號(hào)LL和輸出信號(hào)Vout上；電容C1的另一端接地。
全文摘要
本發(fā)明屬于便攜式電子產(chǎn)品的開關(guān)電源設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,由充電計(jì)時(shí)和補(bǔ)償電壓產(chǎn)生電路、電平移位電路、過(guò)流比較器和開關(guān)電源四個(gè)模塊組成;本發(fā)明可以使判斷是否發(fā)生電流浪涌現(xiàn)象的閾值隨啟動(dòng)過(guò)程充電時(shí)間的增加而緩慢地增加。使充電過(guò)程盡可能地保持穩(wěn)定,而不會(huì)發(fā)生多次重新啟動(dòng)的現(xiàn)象。使電子系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生損傷。
文檔編號(hào)H02M3/00GK1347189SQ0113625
公開日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2001年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月12日
發(fā)明者李永明, 陳弘毅, 王海永 申請(qǐng)人:清華大學(xué)