CN109510447A - 增加对功率开关设备中的涌入电流的鲁棒性的方法、电路和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及增加对功率开关设备中的涌入电流的鲁棒性的方法、电路和装置。根据实施例，一种方法包括接收使能信号。在使能信号被断言之后，确定在保持斜坡发生器电路的输出为低电平的同时软启动电容器是否电连接至斜坡发生器电路的输入。如果软启动电容器电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡。如果软启动电容器没有电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡。第二电流小于第一电流。

Description

增加对功率开关设备中的涌入电流的鲁棒性的方法、电路和 装置
技术领域
本发明总体上涉及电子电路，并且在具体实施例中涉及用于增加对功率开关设备中的涌入电流的鲁棒性的方法。
背景技术
通常，电子电路典型地被设计为在特定操作范围内操作。例如，开关模式电源(SMPS)可以被设计为接收12V并且生成能够向负载提供1A的3.3V的输出电压。
某些系统可以具有上电要求以进行正确的操作。例如，处理器可以具有多个电源输入，并且处理器可以被设计为具有特定的电源输入，其电压总是高于另一电源输入以进行正确的操作。类似地，电子设备可以被设计为在上电事件期间使电源输入的电压以特定速率增加，以进行正确的操作。
超过电子设备的一些规范可能导致电子设备或耦合到电子设备的其他设备的暂时故障或永久性损坏。例如，将SMPS的输出短路到接地可能导致过电流事件，过电流事件导致对SMPS(例如，一个或多个功率FET)的永久性损坏，并且在某些情况下甚至会导致PCB和PCB迹线的永久性损坏。作为另一示例，在一些情况下，突然接通电源可能引起涌入电流，涌入电流可能对电源和/或耦合到电源的部件造成暂时或永久性损坏。
熔断器已经用于保护电子设备，诸如电源、负载、电缆、接线系统、电气设备和其他电气部件免受过电流事件的影响。熔断器通常是低电阻元件，当超过熔断器的额定电流的电流流过熔断器时，它将中断电流通过其的流动。
电子熔断器(e-fuse)是提供过电流保护的有源电路。
发明内容
根据一个实施例，一种方法包括接收使能信号。在使能信号被断言之后，确定在保持斜坡发生器电路的输出为低电平的同时软启动电容器是否电连接至斜坡发生器电路的输入。如果软启动电容器电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡。如果软启动电容器没有电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡。第二电流小于第一电流。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：
图1a示出了示例性软启动电路的示意图；
图1b示出了图1a的软启动电路的典型上电期间的波形；
图1c示出了在没有软启动电容器的情况下图1a的软启动电路的上电期间的波形；
图2a示出了根据本发明的实施例的软启动电路的示意图；
图2b示出了根据本发明的实施例的操作软启动电路的实施例方法的流程图；
图3a示出了根据本发明的实施例的斜坡发生器的示意图；
图3b和3c示出了根据本发明的实施例当软启动电容器分别被适当地连接或断开时图3a的斜坡发生器的波形；
图3d示出了根据本发明的实施例的操作斜坡发生器的实施例方法的流程图；以及
图4示出了根据本发明的实施例的在具有和不具有图3a的斜坡发生器的情况下不具有软启动电容器的软启动电路的上电期间的波形。
除非另有说明，否则不同图中的相应数字和符号通常指代相应的部分。附图被绘制以清楚地说明优选实施例的相关方面，而不一定按比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例，指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母可以跟随图号。
具体实施方式
以下将详细讨论当前优选实施例的制作和使用。然而，应当理解，本发明提供可以在各种各样的特定上下文中实施的很多适用的发明构思。所讨论的具体实施例仅仅是制作和使用本发明的具体方式的说明，并不限制本发明的范围。
下面的描述示出了根据描述提供对若干示例实施例的深入理解的各种具体细节。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者使用其他方法、部件、材料等来获得。在其他情况下，未示出或详细描述已知的结构、材料或操作，以免模糊实施例的不同方面。在本说明书中对“实施例”的引用表示关于实施例描述的特定配置、结构或特征被包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的不同位置处的诸如“在一个实施例中”等短语不一定完全指代相同的实施例。此外，在一个或多个实施例中，具体的形成、结构或特征可以以任何适当的方式组合。
将在具体上下文中关于优选实施例描述本发明，具有软启动电路的电子熔断器。本发明的实施例可以用于诸如功率管理集成电路(PMIC)等其他电路以及实现软启动电路的其他电路中。
在本发明的实施例中，具有软启动电路的电子熔断器确定软启动电容器是否正确操作。如果软启动电容器正确操作，则电子熔断器会以正常软启动开启。如果软启动电容器发生故障或不存在，则电子熔断器将以安全软启动开启。安全软启动可以减少或消除在软启动电容器发生故障或不存在时在上电期间由涌入电流引起的过电流事件。一些实施例包括被配置为控制软启动的斜坡发生器。
诸如例如电子熔断器和PMIC等一些电子设备被配置为限制涌入电流。例如，设备的上电阶段期间的涌入电流可以通过具有软启动来控制。为了使用软启动来控制涌入电流，电路通常与电源输入串联耦合。图1a示出了示例性软启动电路100的示意图。软启动电路100包括功率晶体管102、放大器104、电流源106、分压器108以及电容器110和112。
当功率被施加到输入Vin时，使能信号EN通常不被断言(例如，为低电平)。因此，电流源106断开，功率晶体管102的控制端子为低电平，并且输出Vout与输入Vin断开。在输入Vin的电压稳定之后，使能信号EN通常会稳定。
当使能信号EN被断言(例如，为高电平)时，电流源106接通并且对软启动电容器110充电。因此，端子dV/dT处的电压斜升。放大器104基于反馈节点114来控制功率晶体管102的控制端子处的电压，反馈节点114以反馈方式经由分压器108耦合到功率晶体管102。随着功率晶体管102的控制端子处的电压增加，输出Vout的电压也增加。当功率晶体管102完全导通时，输出Vout具有与输入Vin基本相似的电压。输出Vout于输入Vin之间可以存在电压差，并且电压差可以由I102·Rdson给出：其中I102是流过功率晶体管102的电流，并且Rdson是功率晶体管102的导通电阻，其通常很小(例如，小于100mΩ)。
图1b示出了在软启动电路100的典型上电期间的波形。可以在考虑由等于80nF的软启动电容器110实现的图1a的情况下，理解图1b的波形。曲线140示出了输入Vin处的电压波形。曲线142示出了使能信号EN的电压波形。曲线144示出了输出Vout处的电压波形。曲线146示出了反馈节点114处的电压波形。曲线148示出了电流I102的电流波形。
如曲线142和146所示，当使能信号EN在时间t0被断言时，由电流源106注入到软启动电容器110中的电流使端子dV/dT处的电压缓慢增加。反馈节点114处的电压跟踪斜坡参考节点116处的电压，如曲线146所示。因此，放大器104缓慢地斜升控制节点102处的电压，导致电流I102的幅度缓慢增加，如曲线148所示。当输出Vout处的电压基本上类似于输入Vin处的电压并且电流I102稳定在1A时，功率晶体管102在时间t1(在该示例中为t0之后约8.2ms)完全导通。
在软启动电容器110与软启动电路100断开(例如，未被正确焊接)的情况下，软启动可能发生故障，并且可能会观察到电流尖峰。图1c示出了在没有软启动电容器110的情况下软启动电路100的上电期间的波形。如图1c所示，在没有软启动电容器110的情况下，当使能信号EN被断言时，电流源106快速升高端子dV/dT处的电压，从而导致功率晶体管102快速导通。因此，电流102表现出相关联的涌入电流尖峰，其在时间t1'(在该示例中为t0'之后约0.3ms)稳定在1A之前的峰值幅度为18A，如图1c所示。
在一些实施例中，软启动电路包括被配置为控制软启动电路的软启动的斜坡发生器。斜坡发生器保持其输出为低电平，同时检查软启动电容器是否正确操作。然后，斜坡发生器确定电容器是否连接并且至少具有最小电容。如果电容器与至少最小电容连接，则斜坡发生器生成正常的电压斜坡，其产生正常软启动。如果电容器断开或具有小于最小电容的电容，则斜坡发生器生成安全电压斜坡，其产生安全软启动。
图2a示出了根据本发明的实施例的示例性软启动电路200的示意图。软启动电路200包括功率晶体管102、放大器104、斜坡发生器202、反馈网络204以及电容器110和112。
在正常操作期间，软启动电路200以类似于软启动电路100的方式操作。然而，软启动电路200使用斜坡发生器202在斜坡节点116处生成电压斜坡，而不是使用电流源106。
在输入Vin处的电压稳定之后并且在使能信号EN被断言之后，斜坡发生器202保持斜坡参考节点116为低电平，同时确定软启动电容器110是否正确操作。如果斜坡发生器202确定电容器110正确操作，则斜坡发生器可以通过以类似于软启动电路100的方式向软启动电容器110中注入电流来在斜坡参考节点116处生成斜坡。如果斜坡发生器202确定软启动电容器110没有正确操作，则斜坡发生器202可以通过用安全电流上拉斜坡参考节点116来在斜坡参考节点116处生成斜坡，其中安全电流小于注入电流。
斜坡发生器202可以通过确定软启动电容器110是否断开来确定软启动电容器110是否正确操作。斜坡发生器202还可以确定软启动电容器110是否具有至少最小预定电容。
斜坡发生器202可以直接从输入Vin接收电源Vdd处的功率。在一些实施例中，斜坡发生器202可以从电压调节器(未示出)接收功率。
反馈网络204可以用例如类似于分压器106的分压器来实现。备选地，反馈网络204可以通过直接感测输出Vout处的电压来实现。其他实现也是可能的。
功率晶体管102可以是n型的功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在一些实施例中，功率晶体管102可以使用n型或p型晶体管来实现，包括但不限于功率MOSFET、结型场效应晶体管(JFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)(诸如氮化镓(GaN)HEMT)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。备选地，可以使用其他晶体管类型。可以根据特定应用的规范、电压和电流水平来选择使用哪个晶体管。可以对软启动电路200进行适当的调节以适应特定的设备类型。例如，当功率晶体管102是n型时，可以使用电荷泵(未示出)来控制功率晶体管102的控制节点处的电压。
功率晶体管102、放大器104和斜坡发生器202可以在具有单片衬底的集成电路(IC)内部实现。在一些实施例中，可以使用多芯片方法。
在一些实施例中，放大器104和斜坡发生器202可以在一个IC中实现，而功率晶体管102可以在第二IC中实现。在一些实施例中，具有功率晶体管102的IC可以与具有斜坡发生器202和放大器104的IC在相同的封装件中实现。
软启动电容器110和输出电容器112可以在IC外部实现。在一些实施例中，与软启动电容器110并联的小电容器可以集成到具有斜坡发生器202的IC中。
可以理解，不同的组合和集成水平是可能的。一些实施例可以分立地实现斜坡发生器202、放大器102、功率晶体管102以及电容器110和112。
图2b示出了根据本发明的实施例的操作软启动电路的实施例方法220的流程图。方法220可以在软启动电路200中实现。方法220还可以以其他电路架构和本领域已知的其他方式来实现。下面的讨论假定如图2a所示的软启动电路200实现操作软启动电路的方法220。
在步骤222期间，诸如斜坡发生器202等斜坡发生器接收使能信号。斜坡发生器在步骤224中检查使能信号是否被断言。在使能信号被断言之前，斜坡发生器保持节点Vramp处的电压为低电平。一旦使能信号被断言，则斜坡发生器在226中检查诸如软启动电容器110等软启动电容器是否正确操作，同时保持节点Vramp处的电压为低电平。如果例如断开连接，焊接不正确，损坏，或者具有低于最小预定电容的电容，则软启动电容器发生故障。
如果斜坡发生器在步骤228中确定软启动电容器正确操作，则在节点Vramp处生成正常斜坡。正常斜坡可以例如通过向软启动电容器中注入电流来生成。
如果斜坡发生器在步骤228中确定软启动电容器发生故障，则在节点Vramp处生成安全斜坡。安全斜坡可以通过以预定的安全电流上拉节点Vramp来生成。在一些实施例中，安全电流对耦合到斜坡发生器的内部电容(图2a中未示出)充电。内部电容通常远小于外部软启动电容器。
一些实施例的优点包括：即使当软启动电容器发生故障(例如，断开或损坏)时或当错误的电容器(例如，电容器太小)被安装时，也向耦合到软启动电路的电子设备提供过电流保护。由于确定软启动电容器的状态是在导通功率晶体管之前执行的，因此即使在不监测输入Vin或输出Vout，并且不依赖于基于输入Vin或输出Vout的快速反馈回路的情况下，也可以实现安全软启动。
在一些实施例中，斜坡发生器通过向软启动电容器中注入第一电流并且比较在延迟之后在电容器两端产生的电压，来确定软启动电容器是否正确操作。如果电压低于预定电压，则斜坡发生器确定软启动电容器正确操作，并且通过向软启动电容器中注入第一电流来生成正常斜坡。如果电压高于预定电压，则斜坡发生器确定软启动电容器断开或不具有最小电容，并且然后通过向被配置为耦合到软启动电容器的软启动电容器节点中注入小于第一电流的第二电流来生成安全斜坡。
图3a示出了根据本发明的实施例的斜坡发生器300的示意图。斜坡发生器300示出了斜坡发生器202的可能实现。斜坡发生器300包括晶体管302、304、314、316和318、电容器110、310和312以及逻辑电路320。
可以在考虑图3b和3c的情况下，理解图3a。图3b和3c示出了根据本发明的实施例的当软启动电容器110分别正确地连接或断开时的斜坡发生器300的波形。
在上电之前，使能信号EN被解除断言(例如，为低电平)，如图3b和3c所示。因此，信号ENX被解除断言(例如，为低电平，见AND门338)，其保持电流源306和308断开并且保持晶体管314导通，信号ENDLY被解除断言(例如，为低电平，见延迟块328)，信号被断言(例如，为低电平，见AND门326，其保持晶体管302导通，信号ON_RAMP被解除断言(例如，为低电平，见延迟块330)，其保持晶体管316断开并且保持晶体管318导通。由于晶体管318导通，所以节点Vramp处的电压保持为低电平。即使晶体管302和304在上电之前导通，由于电流源306和308断开，所以没有电流被注入到节点VdV/dT中。
如图3b和3c所示，当使能信号EN被断言(例如，为高电平)时，信号ENX被断言，其导通电流源306和308。信号被解除断言(例如，为低电平，见反相器340)，其断开晶体管314。由于晶体管314和316都断开，所以注入到节点VdV/dT中的任何电流将被注入到软启动电容器110中。如果软启动电容器110被正确连接并且具有足够的电容，则节点VdV/dT处的电压将不会显著增加，如图3b所示。然而，如果软启动电容器110断开或具有太小的有效电容，则节点VdV/dT处的电压将增加，如图3c所示。
在由延迟块328产生的延迟delay328之后，触发器324锁存使用比较器322将节点VdV/dT处的电压与预定阈值相比较的结果。如果软启动电容器110被正确连接并且具有足够的电容，则触发器324锁存零，其保持晶体管302导通，如图3b所示。然而，如果软启动电容器110断开或具有太小的有效电容，则触发器324锁存一，其断开晶体管302，如图3c所示。
在触发器324锁存比较结果之后，信号ENX被解除断言，其导通晶体管314，如图3b和3c所示。导通晶体管314确保节点VdV/dT处的电压返回到0V，而不管软启动电容器110是否正确连接或者软启动电容器110是否具有足够的电容。
在由延迟块330产生的延迟delay330之后，信号ON_RAMP被断言并且信号ENX再次被断言，如图3b和3c所示。因此，晶体管314和318在晶体管316导通时断开。如果软启动电容器110被正确地连接并且具有足够的电容，则电流源306和308都向软启动电容器110中注入电流，从而在节点Vramp处产生软启动斜坡，如图3b所示。然而，如果软启动电容器110断开或具有太小的有效电容，则电流源308导通，而电流源306断开，其向节点VdV/dT中注入显著更小的电流，从而在节点Vramp处产生电压斜坡，如图3c所示。
在一些实施例中，电流I308显著小于电流I306。例如，电流I308可以比电流I306小200倍。可以使用更低的电流比，诸如100或更小。更高的电流比也是可能的，诸如500或更大。作为非限制性示例，电流I306可以是6μA，而电流I308可以是30nA。其他值也是可能的。
由于电流I308相对较小，并且当软启动电容器110发生故障时在节点Vramp处产生的电压斜坡的斜率取决于注入的电流量和耦合到节点VdV/dT的任何电容(例如，寄生电容)，所以一些实施例可以包括电容器312，以部分地减小当软启动电容器110断开时产生的安全斜坡的斜率(即，减缓电压斜坡)。电容器312通常显著小于软启动电容器110。在一些实施例中，电容器312比软启动电容器110小1000倍。可以使用更低的电容比，诸如500或更小。较高的电容比也是可能的，诸如2000或更高。作为非限制性示例，在一些实施例中，软启动电容器110可以具有高于100nF的电容，诸如200nF，并且电容器312可以具有低于100pF的电容，诸如30pF。一些实施例可以包括耦合到节点VdV/dT以执行与电容器312类似的功能的可选电容器310。
软启动电容器110的电容和软启动电容器110的最小电容可以结合电流I306的幅度来确定。电容器110的电容和电流I306的值的组合可以确定斜坡的持续时间，从而确定软启动的持续时间。
在一些实施例中，改变软启动电容器110的电容改变软启动的持续时间。例如，在一些实施例中，软启动电容器110的电容越高，电压斜坡的斜率越低，并且因此软启动持续时间越长。
可以将最小电容确定为产生最快安全软启动的电容。在一些实施例中，最小电容被选择为接近0pF或略高于在没有软启动电容器110的情况下端子dV/dT的电容。在这样的实施例中，斜坡发生器300检测软启动电容器110是否正确连接，而不检测软启动电容器110是否具有安全电容。
延迟块328和330可以以本领域已知的任何方式来实现。例如，延迟块328和330可以用计数器数字地实现。备选地，延迟块328和330可以用电阻器和电容器来实现。其他实现也是可能的。
可以将延迟delay328和延迟delay330的持续时间选择为显著小于在软启动电容器110正确连接时生成的电压斜坡的持续时间。例如，如果当软启动电容器110正确连接时的电压斜坡的典型持续时间为10ms，则延迟delay328和延迟delay330中的每个的持续时间可以在2us至3us之间。在一些实施例中，延迟delay328和延迟delay330具有相同的持续时间。在其他实施例中，延迟delay328和延迟delay330的持续时间可以不同。延迟低于2us和高于3us也是可能的。
逻辑电路320可以以本领域已知的任何方式来实现。例如，逻辑电路320可以如图示320所示来实现。逻辑电路320还可以通过使用VHDL并且自动生成执行本文中描述的功能的数字电路来实现。其他实现也是可能的。
晶体管314、316和318可以是n型的互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管，并且晶体管302和304可以是p型的CMOS晶体管。在一些实施例中，晶体管302、304、314、316和318可以使用n型或p型晶体管来实现，包括但不限于CMOS晶体管、双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)晶体管、双扩散MOS(DMOS)晶体管、横向DMOS(LDMOS)晶体管、和使用双极、CMOS、诸如BCD8智能电源(BVD8sp)技术等DMOS(BCD)技术实现的晶体管。可以根据特定应用的规范、速度、电压和电流水平来选择使用哪个晶体管。可以对斜坡发生器300进行适当的调节以适应特定的设备类型。
可以实现不具有迟滞的比较器322。一些实施例可以实现具有滞后的比较器322，诸如施密特触发器。
图3d示出了根据本发明的实施例的操作斜坡发生器的实施例方法340的流程图。方法340可以在斜坡发生器300中实现。方法340也可以以其他电路架构和本领域已知的其他方式来实现。下面的讨论假定如图3a-3c所示的斜坡发生器300实现操作斜坡发生器的方法340。
在步骤342期间，诸如斜坡发生器300等斜坡发生器接收使能信号。斜坡发生器在步骤344中检查使能信号是否被断言。在使能信号被断言之前，斜坡发生器保持斜坡发生器的输出(诸如节点Vramp)为低电平，如步骤346所示。一旦使能信号被断言，则斜坡发生器向被配置为耦合到软启动电容器的节点(诸如节点VdV/dT)中注入第一电流，如步骤346所示。
在等待第一时间之后，如步骤348所示，斜坡发生器检查节点VdV/dT处的电压，并且使用诸如比较器322等比较器将其与第一阈值相比较，如步骤350和352所示。如果电压低于第一阈值，则节点VdV/dT被放电，节点VdV/dT连接到斜坡发生器的输出，并且第二电流被注入节点VdV/dT中，其在斜坡发生器的输出处生成电压斜坡，如步骤354、356和358所示。如果电压大于第一阈值，则节点VdV/dT被放电，节点VdV/dT连接到斜坡发生器的输出，并且小于第二电流的第三电流被注入到节点VdV/dT中，其在斜坡发生器的输出处生成电压斜坡，如步骤360、362和364所示。
第三电流通常明显小于第二电流。在一些实施例中，第二电流可以例如比第二电流小200倍。在一些实施例中，第二电流可以等于第一电流。在其他实施例中，第二电流可以不同于第一电流。
一些实施例的优点包括生成具有基本上恒定斜率的软启动斜坡。
图4示出了根据本发明的实施例的在具有和不具有斜坡发生器300的情况下不具有软启动电容器的软启动电路的上电期间的波形。如图4所示，当软启动电容器110断开时，实现斜坡发生器300的软启动电路产生斜坡(见曲线444)，其具有基本上恒定的斜率，该斜率小于在没有斜坡发生器300的情况下产生的斜坡的斜率(参见斜坡144)。特别地，与没有斜坡发生器300的电路的电压斜率的大约0.3ms的持续时间相比，具有斜坡发生器的电路中没有软启动电容器的情况下的电压斜率具有大约1ms的持续时间(在该示例中)。作为结果，在具有斜坡发生器300的软启动电路中观察到的涌入电流尖峰(见曲线448)远小于在没有斜坡发生器300的软启动电路中观察到的涌入电流尖峰(见曲线148)。
一个总体方面包括一种方法，其包括：接收使能信号；在使能信号被断言之后，在保持斜坡发生器电路的输出为低电平的同时确定软启动电容器是否电连接到斜坡发生器电路的输入；如果软启动电容器电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡；并且如果软启动电容器没有电连接到斜坡发生器电路的输入，则向斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡，第二电流小于第一电流。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。在上述方法中，确定软启动电容器是否电连接到斜坡发生器电路的输入包括：确定软启动电容器的电容，并且将电容与预定最小电容相比较。在上述方法中，确定软启动电容器的电容包括向斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，并且将电容与预定最小电容相比较包括在开始注入第一电流之后的第一时间将斜坡发生器电路的输入处的电压与第一电压阈值相比较。在上述方法中，第一时间包括在2μs与3μs之间的时间。在上述方法中，第二电压斜坡的持续时间小于第一电压斜坡的持续时间。在上述方法中，保持斜坡发生器电路的输出为低电平包括：导通耦合在斜坡发生器电路的输出与接地端子之间的第一晶体管，并且通过断开第二晶体管来将斜坡发生器电路的输入与斜坡发生器电路的输出隔离。在上述方法中，生成第二电压斜坡包括断开第一晶体管并且导通耦合在斜坡发生器电路的输入与斜坡发生器电路的输出之间的第二晶体管。
另一总体方面包括一种电路，其包括：放大器，具有被配置为耦合到功率开关的控制端子的输出；以及斜坡发生器电路，具有耦合到放大器的输出和被配置为耦合到软启动电容器的输入，其中斜坡发生器电路被配置为：在保持斜坡发生器电路的输出处于第一电压的同时确定软启动电容器是否电连接到斜坡发生器电路，如果斜坡发生器电路确定软启动电容器电连接到斜坡发生器电路并且软启动电容器具有大于第一电容的电容，则向斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡，第一电压斜坡开始于第一电压处并且结束于第二电压处，并且如果斜坡发生器电路确定软启动电容器没有电连接到斜坡发生器电路或者软启动电容器具有小于第一电容的电容，则向斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡，第二电流小于第一电流，第二电压斜坡开始于第一电压处并且结束于第二电压处。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。在上述电路中，第二电压高于第一电压。该电路还包括耦合到斜坡发生器电路的输入的第一电容器，其中上拉斜坡发生器电路的输出包括向第一电容器中注入第二电流。在上述电路中，软启动电容器具有大于100nF的电容并且第一电容器具有小于100pF的电容。在上述电路中，斜坡发生器电路被配置为：在使用第二电流上拉斜坡发生器电路的输出时，在斜坡发生器电路的输出处生成具有基本上恒定的斜率的斜坡。该电路还包括功率开关。在上述电路中，功率开关包括功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。在上述电路中，斜坡发生器电路和功率开关被集成在同一封装件中。在上述电路中，斜坡发生器电路和功率开关被集成在集成电路(IC)的同一衬底中。在上述电路中，软启动电容器在封装件外部。在上述电路中，斜坡发生器电路包括：第一电流源，耦合到斜坡发生器电路的输入；第二电流源，耦合到斜坡发生器电路的输入；第一晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输入与接地端子之间；第二晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输入与斜坡发生器电路的输出之间；第三晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输出与接地端子之间；以及逻辑电路，被配置为控制所述第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，并且还被配置为控制第一电流源和第二电流源。在上述电路中，确定软启动电容器是否电连接到斜坡发生器电路包括：向斜坡发生器电路的输入中注入由第一电流源产生的电流。在上述电路中，保持斜坡发生器电路的输出处于第一电压包括保持第三晶体管导通。在上述电路中：第一电流包括由第一电流源产生的电流；并且第二电流包括由第二电流源产生的电流。在上述电路中，斜坡发生器电路还包括与第一电流源串联的第四晶体管和与第二电流源串联的第五晶体管，其中逻辑电路被配置为：通过控制第四晶体管来控制第一电流源；并且通过控制第五晶体管来控制第二电流源。
另一总体方面包括一种电子熔断器(e-fuse)，其包括：输入端子；输出端子；功率晶体管，耦合在输入端子和输出端子之间；放大器，具有耦合到功率晶体管的控制端子的输出并且具有经由反馈网络耦合到功率晶体管的第一输入；以及斜坡发生器电路，具有耦合到放大器的输出和被配置为耦合到软启动电容器的输入，其中斜坡发生器电路被配置为：在保持斜坡发生器电路的输出为低电平的同时确定软启动电容器是否电连接到斜坡发生器电路的输入，如果斜坡发生器电路确定软启动电容器电连接到斜坡发生器电路的输入并且软启动电容器的电容大于第一电容，则向软启动电容器中注入第一电流，并且如果斜坡发生器电路确定软启动电容器没有电连接到斜坡发生器电路或者软启动电容器的电容小于第一电容，则使用第二电流上拉斜坡发生器电路的输出，第二电流小于第一电流。
实现可以包括以下特征中的一个或多个。在上述电子熔断器中，电子熔断器被实现在功率管理集成电路(PMIC)内部。在上述电子熔断器中，斜坡发生器电路包括：第一电流源，耦合到斜坡发生器电路的输入；第二电流源，耦合到斜坡发生器电路的输入；第一晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输入与接地端子之间；第二晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输入与斜坡发生器电路的输出之间；第三晶体管，耦合在斜坡发生器电路的输出与接地端子之间；以及逻辑电路，被配置为控制第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管并且还被配置为控制第一电流源和第二电流源。在上述电子熔断器中，上拉斜坡发生器电路的输出包括：导通第二晶体管并且断开第三晶体管。
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是本说明书并不旨在被解释为限制性的。参照说明书，对本领域技术人员来说，说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合将是显而易见的。因此，意图是所附权利要求涵盖任何这样的修改或实施例。

Claims (26)

1.一种方法，包括：
接收使能信号；
在所述使能信号被断言之后，在保持斜坡发生器电路的输出为低电平的同时，确定软启动电容器是否电连接到所述斜坡发生器电路的输入；
如果所述软启动电容器电连接到所述斜坡发生器电路的输入，则向所述斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在所述斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡；以及
如果所述软启动电容器没有电连接到所述斜坡发生器电路的输入，则向所述斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在所述斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡，所述第二电流小于所述第一电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述软启动电容器是否电连接到所述斜坡发生器电路的输入包括：确定所述软启动电容器的电容，并且将所述电容与预定最小电容相比较。
3.根据权利要求2所述的方法，其中确定所述软启动电容器的电容包括向所述斜坡发生器电路的输入中注入所述第一电流，并且其中将所述电容与所述预定最小电容相比较包括：在开始注入所述第一电流之后的第一时间，将所述斜坡发生器电路的输入处的电压与第一电压阈值相比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一时间包括在2μs与3μs之间的时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二电压斜坡的持续时间小于所述第一电压斜坡的持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中保持所述斜坡发生器电路的输出为低电平包括：导通耦合在所述斜坡发生器电路的输出与接地端子之间的第一晶体管，并且通过断开第二晶体管来将所述斜坡发生器电路的输入与所述斜坡发生器电路的输出隔离。
7.根据权利要求6所述的方法，其中生成所述第二电压斜坡包括：断开所述第一晶体管并且导通耦合在所述斜坡发生器电路的输入与所述斜坡发生器电路的输出之间的所述第二晶体管。
8.一种电路，包括：
放大器，具有被配置为耦合到功率开关的控制端子的输出；以及斜坡发生器电路，具有耦合到所述放大器的输出和被配置为耦合到软启动电容器的输入，其中所述斜坡发生器电路被配置为：
在保持所述斜坡发生器电路的输出处于第一电压的同时，确定所述软启动电容器是否电连接到所述斜坡发生器电路，
如果所述斜坡发生器电路确定所述软启动电容器电连接到所述斜坡发生器电路并且所述软启动电容器具有大于第一电容的电容，则向所述斜坡发生器电路的输入中注入第一电流，以在所述斜坡发生器电路的输出处生成第一电压斜坡，所述第一电压斜坡开始于所述第一电压处并且结束于第二电压处，以及
如果所述斜坡发生器电路确定所述软启动电容器没有电连接到所述斜坡发生器电路或者所述软启动电容器具有小于所述第一电容的电容，则向所述斜坡发生器电路的输入注入第二电流，以在所述斜坡发生器电路的输出处生成第二电压斜坡，所述第二电流小于所述第一电流，所述第二电压斜坡开始于所述第一电压处并且结束于所述第二电压处。
9.根据权利要求8所述的电路，其中所述第二电压高于所述第一电压。
10.根据权利要求8所述的电路，还包括耦合到所述斜坡发生器电路的输入的第一电容器，其中上拉所述斜坡发生器电路的输出包括向所述第一电容器中注入所述第二电流。
11.根据权利要求10所述的电路，其中所述软启动电容器具有大于100nF的电容，并且所述第一电容器具有小于100pF的电容。
12.根据权利要求8所述的电路，其中所述斜坡发生器电路被配置为：在使用所述第二电流上拉所述斜坡发生器电路的输出时，在所述斜坡发生器电路的输出处生成具有基本上恒定的斜率的斜坡。
13.根据权利要求8所述的电路，还包括所述功率开关。
14.根据权利要求13所述的电路，其中所述功率开关包括功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
15.根据权利要求13所述的电路，其中所述斜坡发生器电路和所述功率开关被集成在同一封装件中。
16.根据权利要求15所述的电路，其中所述斜坡发生器电路和所述功率开关被集成在集成电路(IC)的同一衬底中。
17.根据权利要求15所述的电路，其中所述软启动电容器在所述封装件外部。
18.根据权利要求8所述的电路，其中所述斜坡发生器电路包括：
第一电流源，耦合到所述斜坡发生器电路的输入；
第二电流源，耦合到所述斜坡发生器电路的输入；
第一晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输入与接地端子之间；
第二晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输入与所述斜坡发生器电路的输出之间；
第三晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输出与所述接地端子之间；以及
逻辑电路，被配置为控制所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管，并且还被配置为控制所述第一电流源和所述第二电流源。
19.根据权利要求18所述的电路，其中确定所述软启动电容器是否电连接到所述斜坡发生器电路包括：向所述斜坡发生器电路的输入中注入由所述第一电流源产生的电流。
20.根据权利要求18所述的电路，其中保持所述斜坡发生器电路的输出处于所述第一电压包括保持所述第三晶体管导通。
21.根据权利要求18所述的电路，其中：
所述第一电流包括由所述第一电流源产生的电流；以及
所述第二电流包括由所述第二电流源产生的电流。
22.根据权利要求18所述的电路，其中所述斜坡发生器电路还包括与所述第一电流源串联的第四晶体管和与所述第二电流源串联的第五晶体管，其中所述逻辑电路被配置为：
通过控制所述第四晶体管来控制所述第一电流源；以及
通过控制所述第五晶体管来控制所述第二电流源。
23.一种电子熔断器(e-fuse)，包括：
输入端子；
输出端子；
功率晶体管，耦合在所述输入端子与所述输出端子之间；
放大器，具有耦合到所述功率晶体管的控制端子的输出并且具有经由反馈网络耦合到所述功率晶体管的第一输入；以及
斜坡发生器电路，具有耦合到所述放大器的输出和被配置为耦合到软启动电容器的输入，其中所述斜坡发生器电路被配置为：
在保持所述斜坡发生器电路的输出为低电平的同时，确定所述软启动电容器是否电连接到所述斜坡发生器电路的输入，
如果所述斜坡发生器电路确定所述软启动电容器电连接到所述斜坡发生器电路的输入并且所述软启动电容器的电容大于第一电容，则向所述软启动电容器中注入第一电流，以及
如果所述斜坡发生器电路确定所述软启动电容器没有电连接到所述斜坡发生器电路或者所述软启动电容器的电容小于所述第一电容，则使用第二电流上拉所述斜坡发生器电路的输出，
所述第二电流小于所述第一电流。
24.根据权利要求23所述的电子熔断器，其中所述电子熔断器被实现在功率管理集成电路(PMIC)内部。
25.根据权利要求23所述的电子熔断器，其中所述斜坡发生器电路包括：
第一电流源，耦合到所述斜坡发生器电路的输入；
第二电流源，耦合到所述斜坡发生器电路的输入；
第一晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输入与接地端子之间；
第二晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输入与所述斜坡发生器电路的输出之间；
第三晶体管，耦合在所述斜坡发生器电路的输出与所述接地端子之间；以及
逻辑电路，被配置为控制所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管，并且还被配置为控制所述第一电流源和所述第二电流源。
26.根据权利要求25所述的电子熔断器，其中上拉所述斜坡发生器电路的输出包括：导通所述第二晶体管并且断开所述第三晶体管。
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