CN108199573B - 一种软启动电路及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种软启动电路及其方法，可用于谐振变换器等开关电路。本发明将软启动过程分为定频阶段和降频阶段，在定频阶段中，开关电路中的开关的导通时长以一定的步长值逐步增加，同时死区时长也相应地逐步减小，此阶段中开关频率恒定，开关动作周期的周期时长为第一基准周期时长；当死区时长减小至预设的死区时长最小值后，进入降频阶段，此阶段中维持死区时长为预设的死区时长最小值不变，同时继续以一定的步长值增加开关的导通时长，此阶段中开关周期逐渐增大，开关频率不断降低。当开关动作周期时长增加至第二基准周期时长时，软启动过程结束。本发明可有效减小谐振变换器在启动时的冲击电流与冲击电压，并且可用数字电路实现，简单易行。

Description

一种软启动电路及其方法

技术领域

本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种软启动电路及其方法。

背景技术

谐振变换电路(例如LLC谐振变换器)由于其高功率、高效率等优点，被广泛应用于各种场合。LLC谐振变换器在稳态下工作于谐振频率点，占空比为50％。对于LLC谐振变换器的启动，若直接在谐振频率点启动，由于谐振阻抗为0，输出电容会产生很大的冲击电流。为减小启动时输出电容所造成的冲击电流，通常做法是以远高于谐振频率的开关频率且占空比为50％的方式启动，然后开关频率逐渐降低至谐振频率，此过程中占空比保持为50％。

但是，这需要非常高的启动频率才足以抑制启动时的冲击电流，从而对驱动电路提出了高要求。因此，需要提出一个简单易行同时又能有效减小谐振变换器在启动时的冲击电流和电压的电路与方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种软启动电路及其方法，可以有效减小谐振变换器在启动时的冲击电流和电压。

依据本发明一实施例的一种软启动电路，可用于谐振变换器，所述谐振变换器包括谐振网络以及至少两个耦接在输入电压端和参考地之间的第一主开关和第二主开关，所述软启动电路包括：开关导通时长控制电路，接收第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号，输出第n个开关动作周期的开关导通时长信号，其中所述开关导通时长控制电路在第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号的基础上增加步长值，得到第n个开关动作周期的开关导通时长信号，其中n为大于1的自然数；死区时长控制电路，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号，输出降频指令信号，其中所述死区时长控制电路基于第n个开关动作周期的开关导通时长信号和第一基准周期时长，得到第n个开关动作周期的死区时长备选值，并基于所述第n个开关动作周期的死区时长备选值和预设的死区时长最小值的比较结果，输出降频指令信号；以及开关信号控制电路，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号和降频指令信号，输出控制第一主开关的第一开关信号与控制第二主开关的第二开关信号，其中所述开关信号控制电路得到第n个开关动作周期的周期时长信号，并且当降频信号指令有效时，基于第n个开关动作周期的周期时长信号与第二基准周期时长的比较结果，输出软启动结束指令信号；其中，当所述第n个开关动作周期的死区时长备选值大于预设的死区时长最小值，降频指令信号无效，当所述第n个开关动作周期的死区时长备选值小于或等于预设的死区时长最小值，降频指令信号有效；当所述第n个开关动作周期的周期时长信号等于第二基准周期时长，软启动结束指令有效，软启动过程结束，否则软启动结束指令无效。

依据本发明一实施例的一种电路，包括前述的软启动电路，还包括谐振变换器，所述谐振变化器包括谐振网络，以及至少两个耦接在输入电压端和参考地之间的第一主开关和第二主开关。

依据本发明一实施例的一种软启动方法，可用于谐振变换器，所述谐振变换器包括谐振网络以及至少两个耦接在输入电压端和原边参考地之间的第一主开关和第二主开关，所述软启动方法包括：在第n-1个开关动作周期的开关导通时长的基础上增加步长值，得到第n个开关动作周期的开关导通时长，基于第一基准周期时长和第n个开关动作周期的开关导通时长，得到第n个开关动作周期的死区时长，其中n为大于1的自然数；判断第n个开关动作周期的死区时长是否达到预设的死区时长最小值；当第n个开关动作周期的死区时长大于预设的死区时长最小值，重复执行上述两个步骤；当第n个开关动作周期的死区时长达到预设的死区时长最小值，保持第n个开关动作周期的死区时长为预设的死区最小值不变；以及得到第n个开关动作周期的周期时长，判断其是否达到第二基准周期时长，若第n个开关动作周期的周期时长达到第二基准周期时长，软启动结束。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的软启动电路100的结构框图；

图2示出了根据本发明一实施例的软启动电路200的电路结构示意图；

图3示出了根据本发明一实施例的软启动电路300的电路结构示意图；

图4示出了开关信号G1、G2的波形变化示意图；

图5示出了根据本发明一实施例的软启动电路400的电路结构示意图；

图6示出了根据本发明一实施例的软启动电路500的电路结构示意图；

图7示出了根据本发明一实施例的电路软启动方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

图1示出了根据本发明一实施例的软启动电路100的结构框图。在图1所示实施例中，软启动电路100用于谐振变换器，所述谐振变换器包括至少两个耦接在输入电压端VIN和原边参考地之间的第一主开关S1和第二主开关S2、谐振网络、输出电容Cout及负载RL，所述软启动电路100包括：开关导通时长控制电路101，在第n-1个开关动作周期内(n为大于1的自然数，下同)，根据第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n-1)，输出第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)；死区时长控制电路102，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)，输出降频指令信号，同时根据不同的实施方式，还可以输出第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)；开关信号控制电路103，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)和降频指令信号FREQ_VAR，同时，根据不同的实施方式，还可以接收第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)，输出开关信号G1与G2，分别控制第一主开关S1和第二主开关S2，并输出软启动结束指令信号SS_END到开关导通时长控制电路101。当软启动结束指令信号SS_END有效时，软启动过程完成。在一个实施例中，软启动结束指令信号SS_END为高电平时，该信号有效。

在一个开关动作周期内，第一主开关S1与第二主开关S2依次导通、关断一次。例如，在第n个开关动作周期内，首先由第一主开关S1导通，经过ton(n)的时长后，第一主开关S1关断，再经过td(n)的时长后，第二主开关S2导通，经过ton(n)的时长后，第二主开关S2关断，再经过td(n)的时长后，第n个开关动作周期结束，同时第n+1个开关动作周期开始。

图2示出了根据本发明一实施例的软启动电路200的电路结构示意图。在图2中，软启动电路200包括：开关导通时长控制电路201、死区时长控制电路202以及开关信号控制电路203。所述开关导通时长控制电路包括寄存器211、加法器212与开关213。在第n-1个开关动作周期内，加法器212将第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n-1)与步长值INC进行加法运算，得到第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)，即ton(n)＝ton(n-1)+INC；寄存器211接收并存储第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)；开关213以软启动结束指令信号SS_END作为控制信号，当软启动结束指令信号SS_END有效时，开关213闭合，加法器212被短路，开关导通时长信号将维持为一恒定值，不再以步长值INC增长。

在图2所示的实施例中，在软启动过程开始前，寄存器211存储预设的开关导通时长初始值ton(1)，其大小取决于输入端电压VIN、最大浪涌电流与谐振网络变压器励磁电感等因素。当软启动过程开始，在开关导通时长初始值ton(1)的基础上，以步长值INC逐步增加开关导通时长。

所述死区时长控制电路202包括减法器221、比较器222及选择电路223。在第n-1个开关动作周期内，减法器221接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)，与第一基准周期时长TS1的二分之一TS1/2进行减法运算，得到第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*，即td(n)*＝TS1/2-ton(n)；比较器222将预设的死区时长最小值tdmin与第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*进行比较，输出其比较结果，即降频指令信号FREQ_VAR；选择电路223接收死区时长最小值tdmin和第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*，并以降频指令信号FREQ_VAR作为选择信号。当第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*大于预设的死区时长最小值tdmin时，降频指令信号FREQ_VAR为低电平、无效，选择电路223选择第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*作为第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)，当第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*等于或者小于预设的死区时长备选值tdmin时，降频指令信号FREQ_VAR为高电平、有效，选择电路223选择预设的死区时长最小值tdmin作为第n个开关周期的死区时长信号td(n)。此后，选择电路223将会维持预设的死区时长最小值tdmin作为第n个开关周期的死区时长信号td(n)。

因此，在软启动过程的第一阶段，即死区时长备选值未达到预设的死区时长最小值时，开关导通时长逐步增加，死区时长逐步减小，而开关动作周期的周期时长是相同的，为第一基准周期时长TS1，此阶段内开关频率恒定，为软启动定频阶段；在软启动过程的第二阶段，即死区时长备选值达到预设的死区时长最小值时，开关死区时长维持于预设的死区时长最小值不变，同时开关导通时长继续逐步增加，开关动作周期的周期时长也逐步增加，此阶段内开关频率逐渐降低，为软启动降频阶段，直至软启动过程结束。

所述开关信号控制电路203包括软启动状态检测电路31与开关信号生成电路32，其中软启动状态检测电路31包括加法器1、加法器2、比较器231和开关237，开关信号生成电路32包括计时电路232、比较器233、比较器234、比较器235和逻辑门236。对于软启动状态检测电路31，在第n-1个开关动作周期内，加法器1接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)和第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)，将相加结果ton(n)+td(n)同时输入到加法器2的两个输入端，因此加法器2将输出2(ton(n)+td(n))，即第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)；开关237以降频指令信号FREQ_VAR为控制信号，当降频指令信号FREQ_VAR有效时，开关237闭合，比较器231接收第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)，将其与第二基准周期时长TS2比较，比较结果作为软启动结束指令信号SS_END，控制开关导通时长控制电路201的开关213。当第n个开关动作周期的周期时长T(n)等于第二基准周期时长TS2时，SS_END将变成高电平，开关213闭合，开关导通时长将不会再以步长值INC增长，软启动过程结束。

根据本发明的一个实施例，第二基准周期时长TS2与谐振变换器的谐振网络的谐振频率对应的周期相等。

对于开关信号生成电路32，计时电路232接收第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)，输出锯齿波信号prd_ramp，计时电路232从零开始计时，锯齿波信号prd_ramp也从零开始以固定斜率增长，当计时电路232计时至T(n)时，锯齿波信号prd_ramp跳变为零，表明第n个开关动作周期结束，同时第n+1个开关动作周期到来；在第n个开关动作周期内，比较器233将第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)与锯齿波信号prd_ramp进行比较，输出开关信号G1控制第一主开关S1。类似的，比较器234将第n个开关动作周期的周期时长信号的二分之一，即T(n)/2，与锯齿波信号prd_ramp比较，比较器235将第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)与周期时长信号T(n)的二分之一的相加结果，即ton(n)+T(n)/2，与锯齿波信号prd_ramp比较，比较器234的比较结果经过反相后输入至逻辑门236，同时比较器235的比较结果输入至逻辑门236，经过与运算后，输出开关信号G2控制第二主开关S2。

在一个实施例中，在第n-1个开关动作周期开始的时刻，开关导通时长控制电路201中的寄存器211将第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n-1)输入至加法器212的一个输入端，使其与步长值INC进行相加，得到第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)，进而得到第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)与周期时长信号T(n)，此时第n-1个开关动作周期并未结束，锯齿波信号prd_ramp还未归零。直到计时电路232计时至T(n-1)，相应地，prd_ramp跳变为0，便进入第n个开关动作周期，寄存器211将ton(n)输入至加法器212，得到第n+1个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n+1)，与此同时开关信号生成电路32生成第n个开关周期内的开关信号G1与G2，分别控制第一主开关S1与第二主开关S2，使得第一主开关S1与第二主开关S2的导通时长为ton(n)，死区时长为td(n)。

本领域普通技术人员应当知晓，开关信号生成电路32可能有其他实施方式，以输出两路开关信号G1与G2分别控制第一主开关S1和第二主开关S2，使得第一主开关S1和第二主开关S2在每个开关动作周期内的开关导通时长与死区时长分别相等，并且分别为该开关动作周期所对应的开关导通时长与死区时长。

图3示出了根据本发明一实施例的软启动电路300的电路结构示意图。为示图清晰起见，这里只示出开关导通时长控制电路301。如图3所示，软启动电路300包括开关导通时长控制电路301、死区时长控制电路，以及开关信号控制电路，其中开关导通时长控制电路301相比于201，增加了选择电路314。选择电路314根据降频指令信号FREQ_VAR选择不同的步长值。当第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*大于预设的死区时长最小值tdmin时，降频指令信号FREQ_VAR为低电平、无效，选择电路314选择第一步长值INC1作为步长值INC输入到加法器212；当第n个开关动作周期的死区时长备选值td(n)*等于或者小于预设的死区时长最小值时，降频指令信号FREQ_VAR为高电平、有效，选择电路314选择第二步长值INC2作为步长值INC输入到加法器212。在一个实施例中，第二步长值INC2大于第一步长值INC1。在另一个实施例中，第二步长值INC2小于第一步长值INC1。

图4示出了开关信号G1、G2的波形变化示意图。可以看出，在整个软启动过程中，第一阶段开关频率恒定为第一基准周期时长TS1对应的频率，为定频阶段，第二阶段开关频率逐渐减小，开关动作周期的周期时长逐渐增大，为降频阶段。接下来，根据图3所示的实施例、图4所示的波形，对本发明所提出的软启动电路的工作原理进行描述和说明。

在软启动过程开始前，开关导通时长控制电路301中的寄存器211存储着预设的开关导通时长初始值ton(1)，通过死区时长控制电路202得到第1个开关动作周期的死区时长信号td(1)，通过软启动状态检测电路31得到第1个开关动作周期的周期时长信号T(1)。软启动过程开始后，在第1个开关动作周期R1内，开关信号生成电路32输出开关信号G1与G2，分别控制第一主开关S1与第二主开关S2，使得第一主开关S1与第二主开关S2的导通时长都为ton(1)，死区时长为td(1)，与此同时开关导通时长控制电路301将ton(1)与第一步长值INC1相加，得到第2个开关动作周期的开关导通时长信号ton(2)，经过死区时长控制电路202得到第2个开关动作周期的死区时长备选值td(2)*，将其与预设的死区时长最小值tdmin比较，由于td(2)*大于tdmin，降频指令信号FREQ_VAR为低电平，选择电路223选择td(2)*作为第2个开关动作周期的死区时长信号td(2)输出。ton(2)与td(2)经过加法器1和加法器2后，得到第2个开关动作周期的周期时长信号T(2)。由于降频指令信号FREQ_VAR为低电平，第2个开关动作周期的周期时长信号T(2)不会与第二基准周期时长TS2进行比较。当计时电路232计时至T(1)，即TS1，锯齿波信号prd_ramp又跳变为零，此时进入第2个开关动作周期R2，电路动作逻辑同上。

进入第3个开关动作周期R3后，基于第3个开关动作周期的开关导通时长信号ton(3)得到第4个开关动作周期的开关导通时长ton(4)，根据ton(4)得到第4个开关动作周期的死区时长备选值td(4)*，此时td(4)*与预设的死区最小值tdmin相等，降频指令信号FREQ_VAR由低电平变为高电平，选择电路223选择tdmin作为第4个开关动作周期的死区时长信号td(4)输出。通过加法器1和加法器2，基于ton(4)与td(4)，得到第4个开关动作周期的周期时长信号T(4)，此时T(4)仍等于第一基准周期时长TS1。在R1-R3这3个开关动作周期内，周期时长都为TS1，开关频率恒定，软启动过程处于定频阶段。

接下来，进入第4个开关动作周期R4后，一方面开关信号生成电路32输出开关信号G1与G2，分别控制第一主开关S1与第二主开关S2，另一方面开关导通时长控制电路301中的选择电路314选择第二步长值INC2到加法器212，故此时第5个开关动作周期的开关导通时长信号ton(5)与ton(4)+INC2相等。将ton(5)输入至死区时长控制电路202，由于此时第5个开关动作周期的死区时长备选值td(5)*小于tdmin，降频指令信号FREQ_VAR保持为高电平，选择电路223选择tdmin作为第5个开关动作周期的死区时长信号td(5)输出。基于ton(5)与td(5)，得到第5个开关动作周期的周期时长信号T(5)，此时T(5)大于第一基准周期时长TS1，但小于第二基准周期时长TS2，故软启动结束指令信号SS_END为低电平，继续进入第5个开关动作周期R5，此后每个开关动作周期的死区时长维持为tdmin不变。

进入第6个开关动作周期R6后，将第6个开关动作周期的开关导通时长信号ton(6)与第二步长值INC2相加，得到第7个开关动作周期的开关导通时长信号ton(7)，基于ton(7)与第7个开关动作周期的死区时长信号td(7)，即tdmin，得到第7个开关动作周期的周期时长信号T(7)，此时T(7)与第二基准周期时长TS2相等，SS_END由低电平变为高电平，开关导通时长控制电路301中的开关213闭合，将加法器212短路，软启动过程结束。在R4-R6这3个开关动作周期内，周期时长逐渐增加，开关频率逐渐降低，软启动过程处于降频阶段。

因此，接下来进入第7个开关动作周期R7后，得到的第8个开关动作周期的开关导通时长信号ton(8)与ton(7)相等，第8个开关动作周期的死区时长信号td(8)与td(7)相等，都为预设的死区时长最小值tdmin。换言之，自R7开始，开关信号G1与G2的开关周期时长恒定为第二基准周期时长TS2，开关导通时长和死区时长也分别恒定，并且由于死区时长远小于开关导通时长，开关信号G1与G2的占空比近似为50％。

图4为开关信号G1与G2在8个开关动作周期内的波形变化示意图，但本领域普通技术人员应当知晓，这是为了能清楚地示明本发明所提出的软启动电路的工作原理，不代表实际工作过程。

图5示出了根据本发明一实施例的软启动电路400的电路结构示意图。为示图清晰起见，这里只示出开关信号控制电路403。如图5所示，软启动电路400包括开关导通时长控制电路、死区时长控制电路及开关信号控制电路403，开关信号控制电路403包括软启动状态检测电路41与开关信号生成电路42。软启动状态检测电路41中包括开关431，接收降频指令信号FREQ_VAR，以控制第n个开关动作周期的开关导通时长信号ton(n)与第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)是否向加法器1输入。此外，相对于开关信号生成电路32，开关信号生成电路42增加了选择电路432。当降频指令信号FREQ_VAR无效时，软启动过程处在定频阶段，开关431是断开状态，选择电路432选择第一基准周期时长TS1作为第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)；当降频指令信号FREQ_VAR有效时，软启动过程处在降频阶段，开关431闭合，通过加法器1、加法器2，基于ton(n)和td(n)，得到降频阶段开关动作周期的周期时长信号T_VAR，并将其与第二基准周期时长TS2比较，输出软启动结束指令信号SS_END，同时选择电路432选择降频阶段开关动作周期的周期时长信号T_VAR作为第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)。当降频阶段开关动作周期的周期时长信号T_VAR等于第二基准周期时长TS2，软启动结束指令信号SS_END为高电平、有效，软启动过程结束。

图6示出了根据本发明一实施例的软启动电路500的电路结构示意图。如图6所示，软启动电路500包括开关导通时长控制电路301、死区时长控制电路502与开关信号控制电路503。其中，相对于死区时长控制电路202，死区时长控制电路502减少了选择电路223，即不再输出第n个开关动作周期的死区时长信号td(n)，而只是输出降频指令信号FREQ_VAR。开关信号控制电路503包括软启动状态检测电路52与开关信号生成电路32，其中，软启动状态检测电路52包括比较器231、寄存器531、加法器532与开关533、开关534。开关533以降频指令信号FREQ_VAR为控制信号，当降频指令信号FREQ_VAR有效时，开关533闭合，开关导通时长的步长值的两倍值2×INC将输入至加法器532；加法器532将2×INC与寄存器531中存储的当前值相加；寄存器531接收并存储加法器532的输出结果；开关534以降频指令信号FREQ_VAR为控制信号，当降频指令信号FREQ_VAR有效时，开关534闭合，寄存器531的输出结果将被输入至比较器231，与第二基准周期时长TS2进行比较，输出软启动结束指令信号SS_END。

在软启动过程开始前，寄存器531中存储第一基准周期时长TS1，当降频指令信号FREQ_VAR无效时，软启动过程处于定频阶段，开关533、534断开，寄存器531输出第一基准周期时长TS1，作为第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)；当降频指令信号FREQ_VAR有效时，软启动过程处于降频阶段，开关533、534闭合，以2×INC为步长值，由第n-1个开关动作周期的周期时长信号T(n-1)，得到第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)，并将其与第二基准周期时长TS2比较。当降频阶段下第n个开关动作周期的周期时长信号T(n)与第二基准周期时长TS2相等，软启动结束指令信号SS_END为高电平、有效，软启动过程结束。

本发明给出了软启动电路的部分实施例。本领域普通技术人员应当了解，本发明所提出的软启动电路并不局限于上述实施例。本领域普通技术人员还可以根据前述的本发明软启动电路的工作原理，通过硬件描述语言，例如VHDL语言或Verilog语言，来实现前述实施例中的电路模块。

图7示出了根据本发明一实施例的电路软启动方法的流程图。该电路软启动方法可用于谐振变换器，所述谐振变换器包括至少两个耦接在输入电压端和参考地之间的第一主开关和第二主开关，以及谐振网络，所述软启动方法包括：

在第n-1个开关动作周期的开关导通时长ton(n-1)的基础上增加步长值INC，得到第n个开关动作周期的开关导通时长ton(n)，即ton(n)＝ton(n-1)+INC，根据第一基准周期时长TS1和第n个开关动作周期的开关导通时长ton(n)，得到第n个开关动作周期的死区时长td(n)，即td(n)＝TS1/2-ton(n)，其中n为大于1的自然数；

判断第n个开关动作周期的死区时长td(n)是否达到预设的死区时长最小值tdmin；

当第n个开关动作周期的死区时长td(n)仍大于预设的死区时长最小值tdmin，重复上述两个步骤；

当第n个开关动作周期的死区时长td(n)达到预设的死区最小值tdmin，保持第n个开关动作周期的死区时长td(n)为预设的死区最小值tdmin不变；

得到第n个开关动作周期的周期时长T(n)，判断其是否达到第二基准周期时长TS2，若第n个开关动作周期的周期时长T(n)达到第二基准周期时长TS2，软启动结束。

在一个实施例中，开关导通时长增加的步长值包括第一步长值与第二步长值，当第n个开关动作周期的死区时长td(n)仍大于预设的死区时长最小值tdmin时，令开关导通时长以第一步长值INC1增长，当第n个开关动作周期的死区时长td(n)等于或小于预设的死区时长最小值tdmin，令开关导通时长以第二步长值INC2增长。

在一个实施例中，第二基准周期时长TS2为谐振变换器的谐振网络的谐振频率所对应的周期。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种软启动电路，可用于谐振变换器，所述谐振变换器包括谐振网络以及至少两个耦接在输入电压端和参考地之间的第一主开关和第二主开关，所述软启动电路包括：

开关导通时长控制电路，接收第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号，输出第n个开关动作周期的开关导通时长信号，其中所述开关导通时长控制电路在第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号的基础上增加步长值，得到第n个开关动作周期的开关导通时长信号，其中n为大于1的自然数；

死区时长控制电路，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号，输出降频指令信号，其中所述死区时长控制电路基于第n个开关动作周期的开关导通时长信号和第一基准周期时长，得到第n个开关动作周期的死区时长备选值，并基于所述第n个开关动作周期的死区时长备选值和预设的死区时长最小值的比较结果，输出降频指令信号；以及

开关信号控制电路，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号和降频指令信号，输出控制第一主开关的第一开关信号与控制第二主开关的第二开关信号，其中所述开关信号控制电路得到第n个开关动作周期的周期时长信号，并且当降频信号指令有效时，基于第n个开关动作周期的周期时长信号与第二基准周期时长的比较结果，输出软启动结束指令信号；

其中，当所述第n个开关动作周期的死区时长备选值大于预设的死区时长最小值，降频指令信号无效，当所述第n个开关动作周期的死区时长备选值小于或等于预设的死区时长最小值，降频指令信号有效；

当所述第n个开关动作周期的周期时长信号等于第二基准周期时长，软启动结束指令有效，软启动过程结束，否则软启动结束指令无效。

2.如权利要求1所述的软启动电路，其中所述开关导通时长控制电路包括：

加法器，接收第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号，输出第n个开关动作周期的开关导通时长信号，所述第n个开关动作周期的开关导通时长信号为第n-1个开关动作周期的开关导通时长信号与步长值的相加结果；以及

寄存器，接收并存储第n个开关动作周期的开关导通时长信号；

其中，在软启动过程开始前，寄存器存储预设的开关导通时长初始值。

3.如权利要求2所述的软启动电路，其中所述开关导通时长控制电路还包括：

选择电路，接收第一步长值、第二步长值和降频指令信号，当降频指令信号无效时，选择第一步长值作为步长值，当降频指令信号有效时，选择第二步长值作为步长值。

4.如权利要求1所述的软启动电路，其中所述死区时长控制电路包括：

减法器，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号，输出第n个开关动作周期的死区时长备选值，所述第n个开关动作周期的死区时长备选值为第一基准周期时长的二分之一减去第n个开关动作周期的开关导通时长信号的运算结果；以及

比较器，接收第n个开关动作周期的死区时长备选值，基于第n个开关动作周期的死区时长备选值与预设的死区时长最小值的比较结果，输出降频指令信号。

5.如权利要求1所述的软启动电路，其中所述开关信号控制电路包括：

软启动状态检测电路，接收降频指令信号，得到并输出第n个开关动作周期的周期时长信号，并且当降频指令有效时，所述软启动状态检测电路基于第n个开关动作周期的周期时长信号与第二基准周期时长的比较结果，还输出软启动结束指令信号；以及

开关信号生成电路，接收第n个开关动作周期的开关导通时长信号和第n个开关动作周期的周期时长信号，基于第n个开关动作周期的开关导通时长信号和第n个开关动作周期的周期时长信号，生成并输出控制第一主开关的第一开关信号和控制第二主开关的第二开关信号。

6.如权利要求5所述的软启动电路，其中：

当降频指令信号无效时，所述软启动状态检测电路选择第一基准周期时长作为第n个开关动作周期的周期时长信号；

当降频指令信号有效时，所述软启动状态检测电路在第n-1个开关动作周期的周期时长信号的基础上增加第三步长值，得到第n个开关动作周期的周期时长信号，所述第三步长值为步长值的2倍。

7.如权利要求1-6任一项所述的软启动电路，其中：

所述第一基准周期时长小于所述第二基准周期时长；以及

所述第二基准周期时长为谐振变换器的谐振频率所对应的谐振周期。

8.一种电路，包括如权利要求1-6任一项所述的软启动电路，还包括谐振变换器，所述谐振变换器包括谐振网络，以及至少两个耦接在输入电压端和参考地之间的第一主开关和第二主开关。

9.一种软启动方法，可用于谐振变换器，所述谐振变换器包括谐振网络以及至少两个耦接在输入电压端和原边参考地之间的第一主开关和第二主开关，所述软启动方法包括：

在第n-1个开关动作周期的开关导通时长的基础上增加步长值，得到第n个开关动作周期的开关导通时长，基于第一基准周期时长和第n个开关动作周期的开关导通时长，得到第n个开关动作周期的死区时长，其中n为大于1的自然数；

判断第n个开关动作周期的死区时长是否达到预设的死区时长最小值；

当第n个开关动作周期的死区时长大于预设的死区时长最小值，重复执行上述两个步骤；

当第n个开关动作周期的死区时长达到预设的死区时长最小值，保持第n个开关动作周期的死区时长为预设的死区时长最小值不变；以及

得到第n个开关动作周期的周期时长，判断其是否达到第二基准周期时长，若第n个开关动作周期的周期时长达到第二基准周期时长，软启动结束。

10.如权利要求9所述的软启动方法，其中：

所述第一基准周期时长小于所述第二基准周期时长；以及

所述第二基准周期时长为谐振变换器的谐振频率所对应的谐振周期时长。

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