軟啟動方法及電路的制作方法
【專利摘要】軟啟動方法，包括如下步驟：在上電啟機的輸出電壓上升階段，供電電源提供一個很小的電流給軟啟動電容充電，使晶體管導通，從而讓電壓反饋端流出的電流主要經晶體管流回地端，以限制電壓反饋端電壓的上升；在軟啟動電容的端電壓逐漸上升時，晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，以在輸出電壓上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且電壓反饋端的電壓逐漸上升。相對于現有技術，本發明軟啟動方法，直接在主邊實現軟啟動，逐漸展開占空比，避免開機時產生大的浪涌電流而損壞器件，且該電路簡單，無需大電容，體積小，軟啟動時間常數也容易根據開關電源功率級別的大小而隨意設計，還易于集成在PWM控制內部。
【專利說明】軟啟動方法及電路

【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路，特別涉及帶PWM控制器的開關電源的軟啟動方法及電路。

【背景技術】
[0002]目前，開關電源以效率高、體積小等特點，在通信、工控、計算機以及消費電子中的需求越來越大。在常用的開關電源中，有電壓控制模式以及加入電流控制模式的雙環控制，但是不管是什么模式的控制，在上電啟機時，由于反饋環路還沒有形成通路，PWM控制器會以最大占空比給輸出電容進行充電，為了得到較理想的負載瞬態響應，開關電源特別是大功率的電源所選用的輸出電容容值很大，這樣的話，輸出電容就易導致電源在開機時產生很大的浪涌電流，這不僅會污染供電電源網絡，而且有可能損壞晶體管和其它器件。
[0003]如圖1所示，為現有副邊反饋控制的開關電源，如果啟機時功率管的占空比超過電源達到穩態后所需的占空比，將會導致開機輸出電壓過沖。它的工作原理是:電阻Rl和R2是輸出電壓米樣電阻，它們的分壓作為穩壓管TL431的輸入信號，該信號經過由穩壓管TL431和光耦組成的跨導放大器放大后傳輸到PWM控制器的FB端(FB端又稱電壓反饋端，以下統一簡稱為FB端)。PWM控制器根據FB端電壓Vfb的大小調節GATE輸出的占空比大小來控制輸出電壓，當輸出電壓Vqut偏高時，光耦從FB端抽取更多的電流，使FB端電壓Vfb下降，GATE輸出的占空比變小，輸出電壓Vqut逐漸下降；當輸出電壓Vqut偏小時，光耦從FB端抽取更小的電流，使FB端電壓Vfb增加，GATE輸出的占空比變大，輸出電壓Vqut逐漸增加。如此，通過光耦與PWM控制器所形成的反饋環路的不斷調整，使輸出電壓穩定在設定值的范圍內。
[0004]雖然在上電啟機過程中，PWM控制器通過控制CS端口的閾值從零伏逐漸上升，可以控制占空比從零逐漸增加，從而減小了開機的浪涌電流。但是，在輸出電壓Vott的上升階段，穩壓管TL431沒來得及導通之前，光耦上沒有電流，反饋環路是斷開的。由于光耦不通過電流，PWM控制器FB端的電壓會被充電到最大值，相當于FB電壓相對于最終的穩態值來說有非常大的過沖。當輸出電SVott上升達到非常接近最終穩態值時，例如最終穩態值偏下50mV(決定于輸出電壓Vqut到FB端口電壓的增益)之內，光耦才開始有電流通過，使FB端的電壓開始下降。由于FB端電壓需要從最大值下降到FB端的穩態值，電壓的擺幅大，所以FB端的電壓泄放存在延時，延時時間Td= (Cci.AVfb)/Ici, Λ Vfb，為FB端電壓的擺幅，Ici為從補償電容Ca抽取的電流。正是因為這個延遲時間的存在，使得占空比不能及時迅速地減小，從而導致啟機時輸出電壓過沖。特別是在空載情況下尤為嚴重。
[0005]現有技術中，有如圖2所示的副邊軟啟動電路，改進了在輸出電壓Vtot上升階段的反饋環路斷開的問題，即通過在光耦端串聯軟啟動電容Cs，以使光耦提前于穩壓管TL431導通之前開啟，從而形成反饋環路的通路。由于上電啟機一段時間后輸出Vot上升，而軟啟動電容Cs上的電壓為零，所以只要輸出電壓Vott大于光耦主邊的導通壓降，光耦上就有電流流過，這樣的話在輸出電壓Vott到達最終的穩態值之前，反饋環路已經是通路狀態，從而理論上可防止出現開機輸出電壓過沖的問題。但是，這種副邊軟啟動電路還是存在幾個明顯的缺點:1、在剛啟機時必需PWM控制器能逐漸展開占空比，否則剛啟機時的浪涌電流也是很大，因為Vtot需要上升到一定大小后光耦電流才能限制FB電壓的上升，在這一段時間只能靠PWM控制器限制電流；2、軟啟動結束后不是完全不起作用，還會對環路有一定的影響，特別是在大動態跳變過程中；3、該軟啟動電路無法集成，又因為Rbis的值比較小，要保證一定的軟啟動時間，電容Cs的值比較大，需要幾十微法，電容體積大，特別是輸出電壓Votit的穩態電壓聞的廣品。
[0006]現就現有PWM控制器的軟啟動電路，對其不足總結如下:
[0007]1、在穩壓管TL431沒來得及導通之前，無法建立光耦與PWM控制器所形成的反饋環路，或無法依電路設計實現對PWM控制器的占空比的控制。
[0008]2、剛啟機時反饋環路的負反饋不起作用，使PWM控制器的占空比不能充分被限制為由小往大逐漸增加，從而很難把開機浪涌沖擊減小到可接受的范圍之內。
[0009]3、FB端電壓需要從最大值下降到穩態值，電壓的擺幅大，且由于補償電容Ca的存在使環路的響應存在一定的延時，占空比不能及時迅速地減小，從而導致啟機時輸出電壓過沖。在空載情況下尤為嚴重。


【發明內容】

[0010]有鑒于此，本發明的目的是，提供一種在上電啟機時的輸出電壓Vott上升階段，有一個非常小的平均電流給軟啟動電容充電，以預先控制PWM控制器的占空比大小，從而既能夠避免開機浪涌沖擊過大，又能夠消除啟機時的輸出電壓過沖的開關電源的軟啟動方法。
[0011]與此相應，本發明另一個目的是，提供一種在上電啟機時的輸出電壓Vtot上升階段，有一個非常小的平均電流給軟啟動電容充電，以預先控制PWM控制器的占空比大小，從而既能夠避免開機浪涌沖擊過大，又能夠消除啟機時的輸出電壓過沖的開關電源的軟啟動電路。
[0012]就開關電源的軟啟動方法而言，本發明的軟啟動方法，包括如下步驟:在上電啟機的輸出電壓上升階段，供電電源提供一個很小的電流給軟啟動電容充電，由于充電較慢，剛啟機時軟啟動電容上的電壓較小，使晶體管導通，從而讓電壓反饋端流出的電流主要經晶體管流回地端，以限制電壓反饋端電壓的上升；在軟啟動電容的端電壓逐漸上升時，晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，以在輸出電壓上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且電壓反饋端的電壓逐漸上升。
[0013]作為本發明軟啟動方法的改進，所述晶體管選用PNP型三極管；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，是三極管發射極的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓；所述軟啟動電路在輸出電壓達到穩態值后，PNP型三極管處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再對環路起作用。
[0014]作為本發明軟啟動方法的改進，所述晶體管選用P溝道MOS管；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，是P溝道MOS管的源極電壓跟隨軟啟動電容的端電壓；所述軟啟動電路在輸出電壓達到穩態值后，P溝道MOS管處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再對環路起作用。
[0015]作為本發明軟啟動方法的改進，所述晶體管選用PP型三極管或是P溝道MOS管時，在電源斷電時，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷，從而使開關電源在連續的快速開關機狀態下，軟啟動電路也能正常工作。
[0016]作為本發明軟啟動方法的改進，所述晶體管采用P溝道MOS管和N溝道MOS管，所述P溝道MOS管由軟啟動電容控制導通，所述N溝道MOS管由使能信號控制邏輯控制，在N溝道MOS管關斷時，軟啟動控制電路產生的微小電流對軟啟動電容進行充電；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容端電壓，是P溝道MOS管的源極電壓跟隨軟啟動電容的端電壓。
[0017]就開關電源的軟啟動電路而言，本發明提供的第一種軟啟動電路，適用于帶PWM控制器的開關電源電路，所述PWM控制器具有電壓反饋端，所述軟啟動電路包括，軟啟動單元，在上電啟機的輸出電壓上升階段，供電電源提供一個很小的電流給軟啟動電容充電，同時，軟啟動電容上的電壓小，使晶體管導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升；在軟啟動電容的端電壓逐漸上升時，晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，以在輸出電壓上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且電壓反饋端的電壓逐漸上升。
[0018]作為本發明軟啟動電路的改進,所述軟啟動單元,包括電源輸入端、鉗位端、地端、電阻、PNP型三極管和軟啟動電容，所述電源輸入端經電阻分別與軟啟動電容的正極及PNP型三極管的基極連接，軟啟動電容的負極接地端，所述PNP型三極管的集電極接地端，PNP型三極管的發射極接鉗位端；所述軟啟動電路還包括泄放單元，所述泄放單元包括二極管，所述電源輸入端經反接二極管與軟啟動電容的正極連接，即電源輸入端與二極管的陰極連接，二極管的陽極與軟啟動電容的正極連接，用以在電源輸入端斷電后，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷
[0019]就開關電源的軟啟動電路而言，本發明提供的第二種改進，所述軟啟動單元，包括電源輸入端、鉗位端、地端、電阻、P溝道MOS管和軟啟動電容，所述電源輸入端經電阻分別與軟啟動電容的正極及P溝道MOS管的柵極連接，軟啟動電容的負極接地端，P溝道MOS管的漏極接地端，P溝道MOS管的源極接鉗位端；所述軟啟動電路還包括泄放單元,所述泄放單元包括二極管，所述電源輸入端經反接二極管與軟啟動電容的正極連接，即電源輸入端與二極管的陰極連接，二極管的陽極與軟啟動電容的正極連接，用以在電源輸入端斷電后，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷。
[0020]就開關電源的軟啟動電路而言，本發明提供的第三種改進，所述軟啟動單元，包括軟啟動端、鉗位端、電流源、P溝道MOS管和N溝道MOS管，所述電流源分別與軟啟動端、N溝道MOS管的漏極及P溝道MOS管的柵極連接，N溝道MOS管的柵極與使能信號控制邏輯連接，N溝道MOS管的源極接地，P溝道MOS管的源極與電壓反饋端連接，P溝道MOS管的漏極接地。
[0021]就開關電源的軟啟動電路而言，本發明提供的第四種改進，所述軟啟動單元，包括軟啟動電流控制電路、使能信號控制邏輯、P溝道MOS管、N溝道MOS管和軟啟動電容，所述軟啟動電流控制電路分別與軟啟動電容的正極、N溝道MOS管的漏極及P溝道MOS管的柵極連接，軟啟動電容的負極接地；N溝道MOS管的柵極與使能信號控制邏輯連接，N溝道MOS管的源極接地；P溝道MOS管的源極與電壓反饋端連接，P溝道MOS管的漏極接地。
[0022]相對于現有技術，本發明軟啟動方法及集成電路的有益效果是，
[0023]1、直接在主邊實現軟啟動，逐漸展開占空比，避免開機時產生大的浪涌電流而損壞器件。因為在王邊，各易集成在控制器中，減小外圍電路。
[0024]2、由于直接控制FB端口的電壓緩慢上升，待輸出電壓達到穩態值時FB無過沖，無需FB電壓再次調節所引起的延時；而且FB電壓上升慢，有足夠的時間等待光耦的導通與反饋，從而可以防止開機過沖現象的產生。
[0025]3、無需大電容，體積小，易于設計。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為現有技術開關電源的軟啟動電路；
[0027]圖2為現有技術中改進了圖1電路中的部分問題的軟啟動電路；
[0028]圖3為本發明第一實施例的軟啟動電路的應用電路圖；
[0029]圖4為本發明第一實施例軟啟動電路應用在開關電源中的整體電路；
[0030]圖5為本發明第一實施例軟啟動電路的測試波形圖；
[0031]圖6為本發明第二實施例的軟啟動電路的應用電路圖；
[0032]圖7為本發明第三實施例的軟啟動電路的應用電路圖；
[0033]圖8為本發明第四實施例的軟啟動電路的應用電路圖。

【具體實施方式】
[0034]第一實施例
[0035]請參閱圖3和圖4，圖4中虛框10所指的電路同圖3所示的電路，為一種軟啟動電路，適用于帶PWM控制器的開關電源電路，PWM控制器具有FB端，FB端又稱電壓反饋端，以下統一簡稱為FB端，
[0036]該軟啟動電路包括軟啟動單元，由電源輸入端Vcc、鉗位端CV、地端GND、電阻Rss、電容Css和PNP型三極管Tl構成，
[0037]電源輸入端Vcc經電阻Rss分別與電容Css的正極及三極管Tl的基極連接，電容Css的負極接地端GND，三極管Tl的集電極接地端GND，三極管Tl的發射極接鉗位端CV ；
[0038]該軟啟動電路還包括泄放單元,泄放單元主要由二極管DO構成，電源輸入端Vcc經反接二極管DO與電容Css的正極連接，即電源輸入端Vcc與二極管DO的陰極連接，二極管DO的陽極與電容Css的正極連接。
[0039]該軟啟動電路的控制步驟如下:
[0040]在上電啟機的輸出電壓Vqut上升階段，軟啟動電容上的電壓小，使三極管導通，從而限制FB電壓的上升，即FB端流出的電流主要經由三極管Tl流回地端，而不會把該處的電壓充高；同時，經電阻Rss產生的電流對電容Css進行充電；
[0041]在電容Css端電壓逐漸上升時，三極管Tl發射極的電壓跟隨基極電壓的變化而變化，即鉗位端CV的電壓Vfb跟隨電容Css端電壓的變化而變化，以在輸出電壓Vtot上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且FB端的電壓Vfb逐漸上升。
[0042]在輸出電壓Vqut達到穩態值后，FB端口的電壓比軟啟動電容上的電壓小，三極管Tl處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。在電源斷電時，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷，從而開關電源在連續的快速開關機狀態下，軟啟動電路也能正常工作。
[0043]如圖4所示，本發明軟啟動電路在開關電源中的工作原理是，軟啟動電路的電源輸入端Vcc接供電電源，電路的地端GND接開關電源的主邊“地”，鉗位端CV接開關電源PWM控制器的FB端，FB端還可外接補償電容Ccl ；
[0044]剛上電啟機時，由于電容Css上的電壓為零伏特，隨著時間的推移，由電源輸入端Vcc通過電阻Rss給電容Css充電，在電容Css上的電壓逐漸增加，從而使鉗位端CV的電壓跟隨電容Css上電壓的逐漸增加。此處的三極管Tl為鉗位跟隨管。
[0045]此時，補償電容Ccl電壓只比電容Css上的電壓大一個二極管的壓降(約0.7V)，并且跟隨電容Css上的電壓而逐漸上升。而從PWM控制器的FB端流出的電流僅是用來給補償電容Ccl充電電流的很小一部分，因而對補償電容Ccl的充電快慢基本沒影響，因此，補償電容Ccl的充電電流的大小決定于電容Css的充電電流。
[0046]等到開關電源的反饋環路形成通路后，三極管Tl的基極電壓大于發射極電壓，發射結處于反偏狀態使三極管Tl處于截止狀態，即電路進入穩態后，該軟啟動電路不再對環路起作用，也不影響開關電源的正常工作。在開關電源關斷后，該軟啟動電路內無供電電源，啟動電容上的電荷通過電荷泄放二極管DO可迅速泄放掉用以在電源輸入端斷電后，由二極管DO迅速泄放軟啟動電容上的電荷，電容Css上的電壓很快掉到零伏，避免了由于電源開關機速度過快，電容Css的電荷沒能來得及泄放完畢而導致無軟啟動效果的情況，從而使開關電源在連續地快速開關機操作時，軟啟動電路也能正常工作。
[0047]由上述的工作原理可知，由于補償電容CCl的端電壓跟隨電容Css的端電壓由零開始逐漸上升，如此即可通過對電容Css的充電電流的調節，而實現對PWM控制器的占空比大小的控制，從而控制PWM控制器的占空比由零開始逐漸增加，而不會很快地被充電到較高電壓，因而減小了開機浪涌電流的沖擊。即可直接在主邊實現軟啟動，逐漸展開占空比，避免開機時產生大的浪涌電流而損壞器件。因為在主邊，容易集成在控制器中，減小外圍電路。
[0048]同時，因跟隨鉗位端CV的補償電容CCl上的電壓上升得較慢，在開關電源輸出電壓接近最終穩態值前，副邊穩壓管TL431、光耦開始工作而形成反饋環路的過程所延遲的時間內，并不會使補償電容CCl的電壓上升多少，以控制補償電容CCl上的電壓正好上升至穩壓管TL431、光耦工作所需的導通電壓，此時反饋環路也形成了通路。如此，由于直接控制FB端口的電壓緩慢上升，待輸出電壓達到穩態值時FB無過沖，無需FB電壓再次調節所引起的延時；而且FB電壓上升慢，有足夠的時間等待光耦的導通與反饋，從而可以防止開機過沖現象的產生。軟啟動電路既利用電路固有的延遲時間為反饋環路形成通路提供了所需要的形成時間，又消除了傳統技術中FB端電壓的擺幅過大問題，使電路在輸出電壓Vott上升階段與穩態之間平穩過渡。
[0049]如圖5所示，為本發明軟啟動電路的測試波形圖，曲線100(電壓穩態值高的那條)為上機時輸出電壓上升的波形，曲線200為FB端電壓上升的波形。可以看出，上電啟機時，輸出電壓上升曲線光滑，完全無過沖電壓；FB端電壓逐漸上升，控制占空比逐漸展開，從而間接控制輸出電壓的上升過程。待輸出電壓上升到接近穩態值時，FB端電壓也恰好上升到FB端電壓值的穩態值附近。因為需要等待穩壓管TL431導通，電壓反饋環路形成閉環，FB端電壓有過沖電壓，但是幅值很小，所以不需要進行大幅度的二次調整，有效地控制了輸出電壓的過沖。
[0050]并且，該電路簡單，軟啟動時間常數容易根據開關電源功率級別的大小而隨意設計，也容易集成在PWM控制器內部。
[0051]第二實施例
[0052]如圖6所示，為本發明軟啟動電路的第二實施例的電路原理圖，一種軟啟動電路，與第一實施例的不同之處在于，采用P溝道MOS管MP替代PNP三極管Tl，其具體連接關系是，
[0053]電源輸入端Vcc經電阻Rss分別與電容Css的正極及MOS管MP的柵極連接，電容Css的負極接地端GND，MOS管MP的漏極接地端GND，MOS管MP的源極接鉗位端CV ；
[0054]電源輸入端Vcc還經反接二極管DO與電容Css的正極連接，即電源輸入端Vcc與二極管DO的陰極連接，二極管DO的陽極與電容Css的正極連接。
[0055]該軟啟動電路的控制步驟如下:
[0056]在上電啟機的輸出電壓Vqut上升階段，軟啟動電容的電壓小，使MOS管MP導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升，讓FB端流出的電流主要經MOS管MP流回地端；同時，該電流經電阻Rss對電容Css進行充電；
[0057]在電容Css端電壓逐漸上升時，MOS管MP源極的電壓跟隨柵極電壓的變化而變化，即鉗位端CV的電壓Vfb跟隨電容Css端電壓的變化而變化，以在輸出電壓Vtot的逐漸上升過程中，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且FB端的電壓Vfb逐漸上升。
[0058]在輸出電壓Vqut達到穩態值后，MOS管MP處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。在電源斷電時，由二極管DO泄放電容Css上的電荷，從而使開關電源在連續的快速開關機狀態下，軟啟動電路也能正常工作。。
[0059]雖然選用三極管成本低，但是為了使得通過三極管Tl基極的電流對軟啟動時間常數的影響小，需要將電阻RSS設計得小一些，從而使電容CSS的充電電流主要由通過電阻RSS的電流決定，而受PNP三級管Tl的基極電流影響小。采用P溝道MOS管MP后，不存在基極電流，則軟啟動時間完全由RSS和CSS決定。
[0060]第三實施例
[0061]本發明的軟啟動電路也很容易集成在PWM控制器的內部，如圖7所示，為本發明軟啟動電路的第三實施例的電路原理圖，一種軟啟動電路，與第一實施例的不同之處在于，用電流源替代偏置電阻RSS，用P溝道MOS管MP替代PNP三極管Tl，并增加N溝道MOS管MN，即該軟啟動電路包括軟啟動端SS、電流源、使能信號控制邏輯、P溝道MOS管MP和N溝道MOS管MN,其具體連接關系是，
[0062]電流源分別與軟啟動端SS、MOS管麗的漏極及MOS管MP的柵極連接，MOS管麗的柵極與使能信號控制邏輯連接，MOS管MN的源極接地；
[0063]MOS管MP的源極與FB端連接，MOS管MP的漏極接地。
[0064]該軟啟動電路的控制步驟如下:
[0065]在上電啟機的輸出電壓VOUT上升階段，軟啟動電容的電壓小，使MOS管MP導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升，讓FB端流出的電流主要經MOS管MP流回地端；同時，電流源所提供的電流I,ef在MOS管MN關斷時經軟啟動端SS輸出，提供給外置的電容Css充電。軟啟動端SS可外接電容Css,軟啟動端SS的電位即電容Css端電壓。
[0066]在電容Css的端電壓逐漸上升時，MOS管MP的源極電壓跟隨柵極電壓的變化而變化，即MOS管MP的源極電壓Vfb跟隨電容Css端電壓的變化而變化，以在輸出電壓Vqut的逐漸上升過程中，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且FB端的電壓Vfb逐漸上升。
[0067]在輸出電壓Vqut達到穩態值后，MOS管MP處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。
[0068]在PWM控制器芯片剛啟動時，使能信號控制邏輯輸出高電平信號，使MOS管麗導通以初始化電容Css的電壓為零伏特。一小段時間過后，使能信號控制邏輯輸出變為低電平，MOS管麗關斷，電流源所提供的基準電流i,ef Wpwm控制器的ss端口流出給外置的電容Css充電，以使FB端的電壓跟隨著電容Css端電壓的增加而逐漸增加。所以，只要根據開關電源的功率等級和輸出電容的大小計算所需要的軟啟動時間Tss后，設定PWM控制器外置的電容Css的大小便可。由于在集成電路中很容易產生一個基準電流IMf，該電路的其他器件也很容易集成在PWM控制器的內部。
[0069]第四實施例
[0070]如圖8所示，為本發明軟啟動電路的第四實施例的電路原理圖，一種軟啟動電路，與第三實施例的不同之處在于，將電容Css集成于PWM控制器內部，即該軟啟動電路包括軟啟動電流控制電路、電容Css、使能信號控制邏輯、P溝道MOS管MP和N溝道MOS管MN，其具體連接關系是，
[0071 ] 軟啟動電流控制電路分別與電容Css的正極、MOS管MN的漏極及MOS管MP的柵極連接，電容Css的負極接地；M0S管MN的柵極與使能信號控制邏輯連接，MOS管MN的源極接地；
[0072]MOS管MP的源極與FB端連接，MOS管MP的漏極接地。
[0073]該軟啟動電路的控制步驟如下:
[0074]在上電啟機的輸出電壓Vqut上升階段，軟啟動電容的電壓小，使MOS管MP導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升，讓FB端流出的電流主要經MOS管MP流回地端；同時，該軟啟動電流控制電路提供一個非常小的平均電流在MOS管MN關斷時給電容Css充電。
[0075]在電容Css的端電壓逐漸上升時，MOS管MP的源極電壓跟隨柵極電壓的變化而變化，即MOS管MP的源極電壓Vfb跟隨電容Css端電壓的變化而變化，以在輸出電壓Vqut的逐漸上升過程中，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且FB端的電壓Vfb逐漸上升。
[0076]在輸出電壓Vqut達到穩態值后，MOS管MP處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。
[0077]與實施例三相比，本實施例的軟啟動電路完全集成在控制芯片內部。由于芯片內部難以集成大容值的電容，軟啟動電壓的產生由軟啟動控制電路和電容Css共同完成。軟啟動控制電路的目的是為了提供一個非常小的平均電流給電容Css充電，它可以是現有技術中產生微電流源的控制電路，也可以是電流脈沖的數字式控制電路。這種完全內置在PWM控制器內部的軟啟動電路，雖然軟啟動時間是固定的，但是進一步簡化了 PWM控制器外圍的電路，提高了可靠性和集成度。
[0078]以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本發明的限制。對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和范圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍，這里不再用實施例贅述，如在本發明的軟啟動電路的基礎上，通過集成電路內電路的等效變換器件進行功能替換等，本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種軟啟動方法，用于PWM控制器集成電路，所述PWM控制器具有電壓反饋端，其特征在于:所述軟啟動方法的控制步驟如下， 在上電啟機的輸出電壓上升階段，供電電源提供一個很小的電流給軟啟動電容充電，同時，軟啟動電容上的電壓小，使晶體管導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升； 在軟啟動電容的端電壓逐漸上升時，晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，以在輸出電壓上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且電壓反饋端的電壓逐漸上升。
2.根據權利要求1所述的軟啟動方法，其特征在于:所述晶體管選用PNP型三極管；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，是三極管發射極的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓；所述軟啟動電路在輸出電壓達到穩態值后，PNP型三極管處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。
3.根據權利要求1所述的軟啟動方法，其特征在于:所述晶體管選用P溝道MOS管；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，是P溝道MOS管的源極電壓跟隨軟啟動電容的端電壓；所述軟啟動電路在輸出電壓達到穩態值后，P溝道MOS管處于反偏截止狀態，軟啟動電路不再起作用。
4.根據權利要求2或3所述的軟啟動方法,其特征在于:所述軟啟動方法,還包括在電源斷電時，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷，從而使開關電源在連續的快速開關機狀態下，軟啟動電路也能正常工作。
5.根據權利要求1所述的軟啟動方法，其特征在于:所述晶體管采用P溝道MOS管和N溝道MOS管，所述P溝道MOS管由軟啟動電容控制導通，所述N溝道MOS管由使能信號控制邏輯控制，在N溝道MOS管關斷時，軟啟動控制電路產生的微小電流對軟啟動電容進行充電；所述晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容端電壓，是P溝道MOS管的源極電壓跟隨軟啟動電容的端電壓。
6.一種軟啟動電路，適用于帶PWM控制器的開關電源電路，所述PWM控制器具有電壓反饋端，其特征在于:所述軟啟動電路包括， 軟啟動單元，在上電啟機的輸出電壓上升階段，供電電源提供一個很小的電流給軟啟動電容充電，同時，軟啟動電容上的電壓小，使晶體管導通，從而限制電壓反饋端電壓的上升；在軟啟動電容的端電壓逐漸上升時，晶體管輸出端的電壓跟隨軟啟動電容的端電壓，以在輸出電壓上升時，使PWM控制器的占空比從零逐漸增加，且電壓反饋端的電壓逐漸上升。
7.根據權利要求6所述的軟啟動電路，其特征在于: 所述軟啟動單元，包括電源輸入端、鉗位端、地端、電阻、PNP型三極管和軟啟動電容,所述電源輸入端經電阻分別與軟啟動電容的正極及PNP型三極管的基極連接，軟啟動電容的負極接地端，所述PNP型三極管的集電極接地端，PNP型三極管的發射極接鉗位端； 所述軟啟動電路還包括泄放單元，所述泄放單元包括二極管，所述電源輸入端經反接二極管與軟啟動電容的正極連接，即電源輸入端與二極管的陰極連接，二極管的陽極與軟啟動電容的正極連接，用以在電源輸入端斷電后，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷。
8.根據權利要求6所述的軟啟動電路，其特征在于: 所述軟啟動單元，包括電源輸入端、鉗位端、地端、電阻、P溝道MOS管和軟啟動電容,所述電源輸入端經電阻分別與軟啟動電容的正極及P溝道MOS管的柵極連接，軟啟動電容的負極接地端，P溝道MOS管的漏極接地端，P溝道MOS管的源極接鉗位端； 所述軟啟動電路還包括泄放單元，所述泄放單元包括二極管，所述電源輸入端經反接二極管與軟啟動電容的正極連接，即電源輸入端與二極管的陰極連接，二極管的陽極與軟啟動電容的正極連接，用以在電源輸入端斷電后，由二極管迅速泄放軟啟動電容上的電荷。
9.根據權利要求6所述的軟啟動電路，其特征在于: 所述軟啟動單元，包括軟啟動端、鉗位端、電流源、P溝道MOS管和N溝道MOS管,所述電流源分別與軟啟動端、N溝道MOS管的漏極及P溝道MOS管的柵極連接，N溝道MOS管的柵極與使能信號控制邏輯連接，N溝道MOS管的源極接地，P溝道MOS管的源極與電壓反饋端連接，P溝道MOS管的漏極接地。
10.根據權利要求6所述的軟啟動電路，其特征在于: 所述軟啟動單元，包括軟啟動電流控制電路、使能信號控制邏輯、P溝道MOS管、N溝道MOS管和軟啟動電容，所述軟啟動電流控制電路分別與軟啟動電容的正極、N溝道MOS管的漏極及P溝道MOS管的柵極連接，軟啟動電容的負極接地；N溝道MOS管的柵極與使能信號控制邏輯連接，N溝道MOS管的源極接地；P溝道MOS管的源極與電壓反饋端連接，P溝道MOS管的漏極接地。
【文檔編號】H02M1/36GK104135146SQ201410366541
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】唐盛斌 申請人:廣州金升陽科技有限公司