CN112019012B - 电源电路 - Google Patents

电源电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112019012B
CN112019012B CN201910705279.6A CN201910705279A CN112019012B CN 112019012 B CN112019012 B CN 112019012B CN 201910705279 A CN201910705279 A CN 201910705279A CN 112019012 B CN112019012 B CN 112019012B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
slope
reference voltage
voltage
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910705279.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112019012A (zh
Inventor
简铭宏
李敬赞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Excelliance Mos Corp
Original Assignee
Excelliance Mos Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Excelliance Mos Corp filed Critical Excelliance Mos Corp
Publication of CN112019012A publication Critical patent/CN112019012A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112019012B publication Critical patent/CN112019012B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36—Means for starting or stopping converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/468—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc characterised by reference voltage circuitry, e.g. soft start, remote shutdown
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0038—Circuits or arrangements for suppressing, e.g. by masking incorrect turn-on or turn-off signals, e.g. due to current spikes in current mode control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)

Abstract

本发明提供一种电源电路，其包括开关电路以及软启动控制电路。开关电路的第一端用以接收输入电压。开关电路的控制端用以接收控制信号。开关电路的第二端用以提供输出电压。软启动控制电路耦接开关电路的第二端以接收输出电压，用以根据输出电压以及第一参考电压产生控制信号以控制开关电路的导通状态。在开关电路被导通之后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，软启动控制电路将控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率，其中第一斜率小于第二斜率以降低开关电路被导通时的涌浪电流。

Description

电源电路
技术领域
本发明涉及一种电源电路，尤其涉及一种可降低涌浪电流的电源电路。
背景技术
一般来说，在电源电路被启动的瞬间会产生涌浪电流(inrush current)。涌浪电流不仅会导致电源电路的输入电压骤降，造成严重的电磁干扰(electromagneticinterference,EMI)，更甚者，则会产生过度电性应力(Electrical Overstress，EOS)而损毁电源电路中的元件。因此，如何降低电源电路被启动的瞬间所产生的涌浪电流，乃是本领域技术人员所面临的重大课题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电源电路，可有效降低电源电路启动时的涌浪电流。
本发明的电源电路包括开关电路以及软启动控制电路。开关电路的第一端用以接收输入电压。开关电路的控制端用以接收控制信号。开关电路的第二端用以提供输出电压。软启动控制电路耦接开关电路的第二端以接收输出电压，用以根据输出电压以及第一参考电压产生控制信号以控制开关电路的导通状态。在开关电路被导通后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，软启动控制电路将控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率，其中第一斜率小于第二斜率以降低开关电路被导通时的涌浪电流。
在本发明的一实施例中，开关电路为功率晶体管，且第二参考电压大于功率晶体管的临界电压。
在本发明的一实施例中，在开关电路被导通后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，软启动控制电路将第一参考电压的斜率自第一斜率切换至第二斜率，致使软启动控制电路根据输出电压以及第一参考电压将控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率。
在本发明的一实施例中，在开关电路被导通后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，开关电路反应于控制信号而将输出电压的斜率自第一斜率切换至第二斜率。
在本发明的一实施例中，软启动控制电路包括分压电路、参考电压产生电路以及控制主体电路。分压电路耦接开关电路的第二端以接收输出电压，且对输出电压进行分压以产生反馈电压。参考电压产生电路用以根据控制信号以及第二参考电压产生第一参考电压及调整第一参考电压的斜率。控制主体电路耦接分压电路以接收反馈电压，耦接参考电压电路以接收第一参考电压，且根据反馈电压及第一参考电压产生控制信号。
在本发明的一实施例中，当控制信号的电压值小于第二参考电压时，参考电压产生电路所产生的第一参考电压的斜率为第一斜率。当控制信号的电压值大于第二参考电压时，参考电压产生电路所产生的第一参考电压的斜率为第二斜率。
基于上述，在本发明实施例所提出的电源电路中，软启动控制电路是以斜率为第一斜率的控制信号来导通开关电路，以及在开关电路被导通之后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，软启动控制电路才将控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率。由于第一斜率相较于第二斜率小，因此可降低开关电路被导通时所产生的涌浪电流，以避免输入电压因过大的涌浪电流而突然降低，以及避免开关电路因过大的涌浪电流流通而损坏。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
下面的附图是本发明说明书的一部分，示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起说明本发明的原理。
图1是依照本发明一实施例所示出的电源电路的电路方块示意图；
图2是依照本发明一实施例所示出的软启动控制电路的电路方块示意图；
图3是依照本发明一实施例所示出的软启动控制电路的电路架构示意图；
图4及图5是依照本发明一实施例所示出的电源电路的信号时序示意图；
图6是依照本发明另一实施例所示出的软启动控制电路的电路架构示意图。
附图标号说明：
100：电源电路
120：开关电路
140、640：软启动控制电路
160：电荷泵电路
242：分压电路
244、644：参考电压产生电路
2442：可控电流源
246：控制主体电路
2462：运算放大器
ACSS：可调电容器
CMP1：比较器
CSS：电容器
CUR：电流源
CUR1：第一电流源电路
CUR2：第二电流源电路
GND：接地端
I1：第一电流
I2：第二电流
Ic：输出电流
Iss：充电电流
IIN、IIN1、IIN2：输入电流
IIR1、IIR2：涌浪电流
MN1：晶体管
MP：功率晶体管
MS：电流开关
R1、R2：电阻器
SA：调整信号
SS、SS1、SS2：第一参考电压
T1、T2、T1’、T2’、T3：时间点
VF：反馈电压
VG、VG1、VG2：控制信号
VGS、VGS1、VGS2：电压差
VIN：输入电压
VOUT、VOUT1、VOUT2：输出电压
VP：电源端
VTH：临界电压
VREF：第二参考电压
具体实施方式
为了使本发明的内容可以被更容易明了，以下特举实施例做为本发明确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤，代表相同或类似部件。
图1是依照本发明一实施例所示出的电源电路100的电路方块示意图。请参照图1，电源电路100可包括开关电路120以及软启动控制电路140，但不限于此。开关电路120的第一端用以接收输入电压VIN。开关电路120的控制端用以接收控制信号VG。开关电路120的第二端用以提供输出电压VOUT。软启动控制电路140耦接开关电路120的第二端以接收输出电压VOUT。软启动控制电路140可根据输出电压VOUT以及第一参考电压SS产生控制信号VG以控制开关电路120的导通状态。其中，软启动控制电路140所产生的控制信号VG的斜率的初始值为第一斜率。另外，当控制信号VG的电压值大于或等于开关电路120的导通临界值时，开关电路120将被导通并提供输出电压VOUT。
特别的是，在开关电路120被导通之后且当控制信号VG的电压值等于第二参考电压VREF时，软启动控制电路140将控制信号VG的斜率自第一斜率切换至第二斜率，其中第一斜率小于第二斜率。由于软启动控制电路140是以斜率为第一斜率的控制信号VG来导通开关电路120，且第一斜率相较于第二斜率小，因此可降低开关电路120被导通时的涌浪电流(inrush current)。
在本发明的一实施例中，开关电路120可采用功率晶体管来实现，且第二参考电压VREF大于功率晶体管的临界电压(threshold voltage)，但本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，开关电路120可采用其他已知的功率开关来实现。
在本发明的一实施例中，第一参考电压SS的斜率的初始值为第一斜率。在开关电路120被导通之后且当控制信号VG的电压值等于第二参考电压VREF时，软启动控制电路140可将第一参考电压SS的斜率自第一斜率切换至第二斜率，致使软启动控制电路140根据输出电压VOUT以及第一参考电压SS将控制信号VG的斜率自第一斜率切换至第二斜率。
在本发明的上述实施例中，在开关电路120被导通之后且当控制信号VG的电压值小于第二参考电压VREF时，开关电路120根据斜率为第一斜率的控制信号VG提供第一斜率的输出电压VOUT。在开关电路120被导通之后且当控制信号VG的电压值等于第二参考电压VREF时，开关电路120可反应于控制信号VG的斜率变化而将输出电压VOUT的斜率自第一斜率切换至第二斜率。在开关电路120被导通之后且当控制信号VG的电压值大于第二参考电压VREF时，开关电路120根据第二斜率的控制信号VG提供第二斜率的输出电压VOUT。
在本发明的一实施例中，电源电路100还可包括电荷泵电路160。电荷泵电路160耦接在开关电路120的第一端与控制端之间。电荷泵电路160可与软启动控制电路140协同运作，并根据输入电压VIN产生控制信号VG。
图2是依照本发明一实施例所示出的软启动控制电路140的电路方块示意图。为了便于说明，图2还示出了开关电路120以及电荷泵电路160，其中开关电路120是以功率晶体管MP为范例来说明，但本发明并不限于此。请参照图2，软启动控制电路140可包括分压电路242、参考电压产生电路244以及控制主体电路246。分压电路242耦接开关电路120的第二端以接收输出电压VOUT，且对输出电压VOUT进行分压以产生反馈电压VF。
参考电压产生电路244用以根据控制信号VG以及第二参考电压VREF产生第一参考电压SS及调整第一参考电压SS的斜率。详细来说，当控制信号VG的电压值小于第二参考电压VREF时，参考电压产生电路244所产生的第一参考电压SS的斜率为第一斜率。相对地，当控制信号VG的电压值大于第二参考电压VREF时，参考电压产生电路244所产生的第一参考电压SS的斜率为第二斜率，其中第一斜率小于第二斜率。
控制主体电路246耦接分压电路242以接收反馈电压VF，且耦接参考电压电路244以接收第一参考电压SS。控制主体电路246可根据反馈电压VF及第一参考电压SS产生控制信号VG及调整控制信号VG的斜率。
图3是依照本发明一实施例所示出的软启动控制电路140的电路架构示意图。请合并参照图2及图3。分压电路242可包括电阻器R1及R2。电阻器R1的第一端用以接收输出电压VOUT。电阻器R1的第二端与电阻器R2的第一端相耦接以提供反馈电压VF。电阻器R2的第二端耦接接地端GND。
参考电压产生电路244可包括比较器CMP1、可控电流源2442以及电容器CSS。比较器CMP1可将控制信号VG与第二参考电压VREF进行比较以产生调整信号SA。可控电流源2442耦接比较器CMP1以接收调整信号SA，且根据调整信号SA调整可控电流源2442的输出电流Ic。电容器CSS的第一端耦接可控电流源2442及控制主体电路246。电容器CSS的第二端耦接接地端GND。电容器CSS可根据输出电流Ic进行充电以产生第一参考电压SS。
在本实施例中，可控电流源2442可包括第一电流源电路CUR1、第二电流源电路CUR2以及电流开关MS。第一电流源电路CUR1耦接在电源端VP与电容器CSS的第一端之间，用以产生第一电流I1。第二电流源电路CUR2耦接在电源端VP与电流开关MS之间，用以产生第二电流I2。电流开关MS耦接在第二电流源电路CUR2与电容器CSS的第一端之间，且受控于调整信号SA。
更进一步来说，当电流开关MS被关断时，可控电流源2442以第一电流I1作为输出电流Ic以对电容器CSS充电，致使第一参考电压SS以第一斜率上升(亦即第一参考电压SS的斜率等于第一斜率)。相对地，当电流开关MS反应于调整信号SA而被导通时，可控电流源2442以第一电流I1与第二电流I2的总和作为输出电流Ic以对电容器CSS充电，致使第一参考电压SS以第二斜率上升(亦即第一参考电压SS的斜率等于第二斜率)。
控制主体电路246可包括运算放大器2462以及晶体管MN1。运算放大器2462的非反相输入端耦接分压电路242以接收反馈电压VF。运算放大器2462的反相输入端耦接参考电压电路244以接收第一参考电压SS。晶体管MN1的第一端耦接接地端GND。晶体管MN1的控制端耦接运算放大器2462的输出端。晶体管MN1的第二端提供控制信号VG。
请合并参照图1～图5。图4及图5是依照本发明一实施例所示出的电源电路100的信号时序示意图。其中图4所示的控制信号VG1、输出电压VOUT1、输入电流IIN1、电压差VGS1分别为图3的电流开关MS永远为导通状态的应用情境下的控制信号VG、输出电压VOUT、输入电流IIN、功率晶体管MP的栅极与源极间的电压差VGS的信号波形；而图4所示的控制信号VG2、输出电压VOUT2、输入电流IIN2、电压差VGS2分别表示图3的电流开关MS受控于调整信号SA的应用情境下的控制信号VG、输出电压VOUT、输入电流IIN、功率晶体管MP的栅极与源极间的电压差VGS的信号波形。另外，图5所示的第一参考电压SS1、输出电压VOUT1、输入电流IIN1分别为图3的电流开关MS永远为导通状态的应用情境下的第一参考电压SS、输出电压VOUT、输入电流IIN的信号波形；而图5所示的第一参考电压SS2、输出电压VOUT2、输入电流IIN2分别为图3的电流开关MS受控于调整信号SA的应用情境下的第一参考电压SS、输出电压VOUT、输入电流IIN的信号波形。
首先说明图3的电流开关MS永远为导通状态的应用情境。当电源电路100开始启动时，晶体管MN1预设在完全导通状态，因此控制信号VG(VG1)的电压为接地端GND的电压，且功率晶体管MP为关断状态。由于电流开关MS为导通状态，因此可控电流源2442以第一电流I1与第二电流I2的总和作为输出电流Ic以对电容器CSS充电，致使第一参考电压SS(SS1)以第二斜率上升(亦即第一参考电压SS(SS1)的斜率等于第二斜率)，且控制信号VG(VG1)亦以第二斜率上升。于时间点T1，控制信号VG(VG1)的电压上升至等于功率晶体管MP的临界电压VTH，因此功率晶体管MP被导通，且输出电压VOUT(VOUT1)开始以第二斜率上升，直到输出电压VOUT(VOUT1)等于输入电压VIN。当功率晶体管MP于时间点T1被导通时，输入电流IIN(IIN1)开始急剧上升并于时间点T2达到最大值(即涌浪电流IIR1)，且功率晶体管MP的栅极与源极间的电压差VGS(VGS1)于时间点T2达到最大值。于本发明的一实施例中，在输入电压VIN为12伏特、电容器CSS的电容值为100纳法拉(nF)以及第一电流I1与第二电流I2皆为5微安培的情况下，功率晶体管MP的栅极与源极间的电压差VGS1最大可达1.083伏特，且涌浪电流IIR1可达到5.6安培以上，如此大的涌浪电流IIR1可能会将功率晶体管MP损毁。
以下说明图3的电流开关MS受控于调整信号SA的另一应用情境。当电源电路100开始启动时，晶体管MN1预设在完全导通状态，因此控制信号VG(VG2)的电压为接地端GND的电压，且功率晶体管MP为关断状态。由于控制信号VG(VG2)的电压(为接地端GND的电压)小于第二参考电压VREF，因此比较器CMP1输出例如逻辑高电平的调整信号SA，致使电流开关MS为关断状态。于此情况下，可控电流源2442仅以第一电流I1作为输出电流Ic以对电容器CSS充电，致使第一参考电压SS(SS2)以第一斜率上升(亦即第一参考电压SS(SS2)的斜率等于第一斜率)，且控制信号VG(VG2)亦以第一斜率上升，其中第一斜率小于第二斜率。
于时间点T1’，控制信号VG(VG2)的电压上升至等于功率晶体管MP的临界电压VTH，因此功率晶体管MP被导通，且输出电压VOUT(VOUT2)开始以第一斜率上升。当功率晶体管MP于时间点T1’被导通时，输入电流IIN(IIN2)开始急剧上升并于时间点T2’达到最大值(即涌浪电流IIR2)，且功率晶体管MP的栅极与源极间的电压差VGS(VGS2)于时间点T2’达到最大值。基于第一斜率小于第二斜率，因此电压差VGS2小于电压差VGS1，且涌浪电流IIR2小于涌浪电流IIR1。在本发明的一实施例中，于输入电压VIN为12伏特、电容器CSS的电容值为100纳法拉以及第一电流I1与第二电流I2皆为5微安培的情况下，电压差VGS2的最大值可降至1.019伏特，且涌浪电流IIR2可降至3.4安培，不仅可避免输入电压VIN因过大的涌浪电流而突然降低，也可避免功率晶体管MP因过大的涌浪电流而损坏。
接着，于时间点T3，控制信号VG(VG2)的电压上升至大于或等于第二参考电压VREF，因此比较器CMP1输出例如逻辑低电平的调整信号SA以导通电流开关MS。于此情况下，可控电流源2442以第一电流I1与第二电流I2的总和作为输出电流Ic以对电容器CSS充电，致使第一参考电压SS(SS2)以第二斜率上升(亦即第一参考电压SS(SS2)的斜率等于第二斜率)。此外，控制信号VG(VG2)及输出电压VOUT(VOUT2)亦以第二斜率上升，直到输出电压VOUT(VOUT2)等于输入电压VIN。
图6是依照本发明另一实施例所示出的软启动控制电路640的电路架构示意图。软启动控制电路640同样包括分压电路242、参考电压产生电路644以及控制主体电路246，其中图6所示的分压电路242以及控制主体电路246分别类似于图3的分压电路242以及控制主体电路246，故可参酌上述图3的相关说明，在此不再赘述。
相较于图3的参考电压产生电路244是通过调整信号SA调整可控电流源2442的输出电流Ic，从而调整第一参考电压SS的斜率，图6的参考电压产生电路644则是通过调整信号SA调整电容值，从而调整第一参考电压SS的斜率。详细来说，参考电压产生电路644可包括比较器CMP1、电流源CUR以及可调电容器ACSS。比较器CMP1可将控制信号VG与第二参考电压VREF进行比较以产生调整信号SA。电流源CUR提供充电电流Iss。可调电容器ACSS耦接在电流源CUR与接地端GND之间，用以根据充电电流Iss进行充电以产生第一参考电压SS。特别的是，可调电容器ACSS可根据调整信号SA调整可调电容器ACSS的电容值，从而调整第一参考电压SS的斜率。
举例来说，当控制信号VG的电压小于第二参考电压VREF时，比较器CMP1可输出例如逻辑高电平的调整信号SA，致使可调电容器ACSS根据逻辑高电平的调整信号SA而将可调电容器ACSS的电容值设为第一电容值。于此情况下，电流源CUR以充电电流Iss对电容值为第一电容值的可调电容器ACSS充电，致使第一参考电压SS以第一斜率上升(亦即第一参考电压SS的斜率等于第一斜率)。
相对地，当控制信号VG的电压大于或等于第二参考电压VREF时，比较器CMP1可输出例如逻辑低电平的调整信号SA，致使可调电容器ACSS根据逻辑低电平的调整信号SA而将可调电容器ACSS的电容值设为第二电容值，其中第二电容值小于第一电容值。于此情况下，电流源CUR以充电电流Iss对电容值为第二电容值的可调电容器ACSS充电，致使第一参考电压SS以第二斜率上升(亦即第一参考电压SS的斜率等于第二斜率)，其中第一斜率小于第二斜率。
在本发明的一实施例中，可调电容器ACSS可采用现有的切换式电容电路来实现，但不限于此。
另外，关于图6的软启动控制电路640搭配图2的功率晶体管MP的运作细节，可以由图1至图5实施例的相关说明类推得知，在此不多赘述。
综上所述，在本发明实施例所提出的电源电路中，软启动控制电路是以斜率为第一斜率的控制信号来导通开关电路，以及在开关电路被导通之后且当控制信号的电压值等于第二参考电压时，软启动控制电路才将控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率。由于第一斜率相较于第二斜率小，因此可降低开关电路被导通时所产生的涌浪电流，以避免输入电压因过大的涌浪电流而突然降低，以及避免开关电路因过大的涌浪电流流通而损坏。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种电源电路，其特征在于，包括：
开关电路，所述开关电路的第一端用以接收输入电压，所述开关电路的控制端用以接收控制信号，且所述开关电路的第二端用以提供输出电压；以及
软启动控制电路，耦接所述开关电路的所述第二端以接收所述输出电压，用以根据所述输出电压以及第一参考电压产生所述控制信号以控制所述开关电路的导通状态，
其中在所述开关电路被导通后且当所述控制信号的电压值等于第二参考电压时，所述软启动控制电路将所述控制信号的斜率自第一斜率切换至第二斜率，所述开关电路反应于所述控制信号而将所述输出电压的斜率自所述第一斜率切换至所述第二斜率，其中所述第一斜率小于所述第二斜率以降低所述开关电路被导通时的涌浪电流。
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述开关电路为功率晶体管，且所述第二参考电压大于所述功率晶体管的临界电压。
3.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，在所述开关电路被导通后且当所述控制信号的所述电压值等于所述第二参考电压时，所述软启动控制电路将所述第一参考电压的斜率自所述第一斜率切换至所述第二斜率，致使所述软启动控制电路根据所述输出电压以及所述第一参考电压将所述控制信号的所述斜率自所述第一斜率切换至所述第二斜率。
4.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述软启动控制电路包括：
分压电路，耦接所述开关电路的所述第二端以接收所述输出电压，且对所述输出电压进行分压以产生反馈电压；
参考电压产生电路，用以根据所述控制信号以及所述第二参考电压产生所述第一参考电压及调整所述第一参考电压的所述斜率；以及
控制主体电路，耦接所述分压电路以接收所述反馈电压，耦接所述参考电压产生电路以接收所述第一参考电压，且根据所述反馈电压及所述第一参考电压产生所述控制信号。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于：
当所述控制信号的所述电压值小于所述第二参考电压时，所述参考电压产生电路所产生的所述第一参考电压的所述斜率为所述第一斜率；以及
当所述控制信号的所述电压值大于所述第二参考电压时，所述参考电压产生电路所产生的所述第一参考电压的所述斜率为所述第二斜率。
6.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述参考电压产生电路包括：
比较器，用以将所述控制信号与所述第二参考电压进行比较以产生调整信号；
可控电流源，耦接所述比较器以接收所述调整信号，且根据所述调整信号调整所述可控电流源的输出电流；以及
电容器，所述电容器的第一端耦接所述可控电流源及所述控制主体电路，所述电容器的第二端耦接接地端，且所述电容器根据所述输出电流进行充电以产生所述第一参考电压。
7.根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述可控电流源包括：
第一电流源电路，耦接在电源端与所述电容器的所述第一端之间，用以产生第一电流；
第二电流源电路，耦接所述电源端，用以产生第二电流；以及
电流开关，耦接在所述第二电流源电路与所述电容器的所述第一端之间，且受控于所述调整信号，
其中当所述电流开关被关断时，所述可控电流源以所述第一电流作为所述输出电流以对所述电容器充电，致使所述第一参考电压的所述斜率等于所述第一斜率，
其中当所述电流开关反应于所述调整信号而被导通时，所述可控电流源以所述第一电流与所述第二电流的总和作为所述输出电流以对所述电容器充电，致使所述第一参考电压的所述斜率等于所述第二斜率。
8.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述参考电压产生电路包括：
比较器，用以将所述控制信号与所述第二参考电压进行比较以产生调整信号；
电流源，用以提供充电电流；以及
可调电容器，耦接在所述电流源与接地端之间，用以根据所述充电电流进行充电以产生所述第一参考电压，
其中所述可调电容器根据所述调整信号调整所述可调电容器的电容值，从而调整所述第一参考电压的所述斜率。
9.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，所述控制主体电路包括：
运算放大器，所述运算放大器的非反相输入端耦接所述分压电路以接收所述反馈电压，所述运算放大器的反相输入端耦接所述参考电压产生电路以接收所述第一参考电压；以及
晶体管，所述晶体管的第一端耦接接地端，所述晶体管的控制端耦接所述运算放大器的输出端，且所述晶体管的第二端提供所述控制信号。
CN201910705279.6A 2019-05-31 2019-08-01 电源电路 Active CN112019012B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108118914 2019-05-31
TW108118914A TWI708464B (zh) 2019-05-31 2019-05-31 電源電路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112019012A CN112019012A (zh) 2020-12-01
CN112019012B true CN112019012B (zh) 2022-05-10

Family

ID=73019735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910705279.6A Active CN112019012B (zh) 2019-05-31 2019-08-01 电源电路

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10826288B1 (zh)
CN (1) CN112019012B (zh)
TW (1) TWI708464B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114520584A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 圣邦微电子（北京）股份有限公司 一种功率管的驱动电路和驱动方法以及开关电路
CN112910225B (zh) * 2021-01-18 2022-01-07 杰华特微电子股份有限公司 开关电路的控制方法、控制电路及开关电路
TWI783513B (zh) * 2021-06-09 2022-11-11 杰力科技股份有限公司 電源開關的控制裝置
CN115102384B (zh) * 2022-07-15 2023-07-18 深圳市单源半导体有限公司 软启动控制电路及其控制方法和供电电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103488231A (zh) * 2012-12-14 2014-01-01 威盛电子股份有限公司 软启动电路以及电压供应器
CN106877641A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 电子科技大学 一种用于dc‑dc变换器的软启动电路
CN107786075A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 富士电机株式会社 栅极驱动装置
CN108055028A (zh) * 2018-02-02 2018-05-18 深圳市欧深特信息技术有限公司 一种多功能合一的缓启动可控电源开关

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6771478B2 (en) 2000-12-22 2004-08-03 Ixys Corporation Hot-swap protection circuit
CN101882864B (zh) * 2010-06-25 2012-08-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种上电启动电路及其上电启动方法
JP2012090387A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Panasonic Corp Ｄｃ−ｄｃコンバータ
TWM422090U (en) * 2011-08-29 2012-02-01 Richtek Technology Corp Linear regulator and control circuit thereof
US8866456B2 (en) * 2012-05-16 2014-10-21 Semiconductor Components Industries, Llc Method of forming a power supply controller and structure therefor
US9450484B2 (en) * 2013-02-20 2016-09-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Startup circuit and method for AC-DC converters
JP2015130744A (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 株式会社東芝 電源回路
CN103929056B (zh) * 2014-05-06 2016-08-24 成都芯源系统有限公司 单片集成开关变换器及其软启电路和软启方法
JP6382020B2 (ja) * 2014-08-18 2018-08-29 ローム株式会社 ソフトスタート回路
CN106125810B (zh) * 2015-05-08 2019-03-12 美国亚德诺半导体公司 包括过冲抑制的过流恢复
CN105048792B (zh) * 2015-08-17 2017-05-31 电子科技大学 一种用于buck变换器的软启动电路
CN106357104B (zh) * 2016-10-14 2018-07-17 合肥京东方光电科技有限公司 一种软启动供电电路及其控制方法、显示装置
US10230358B1 (en) * 2017-09-14 2019-03-12 Stmicroelectronics S.R.L. Method, circuit, and apparatus to increase robustness to inrush current in power switch devices
US10895884B2 (en) * 2017-11-14 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Low dropout (LDO) voltage regulator with soft-start circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103488231A (zh) * 2012-12-14 2014-01-01 威盛电子股份有限公司 软启动电路以及电压供应器
CN107786075A (zh) * 2016-08-31 2018-03-09 富士电机株式会社 栅极驱动装置
CN106877641A (zh) * 2017-04-12 2017-06-20 电子科技大学 一种用于dc‑dc变换器的软启动电路
CN108055028A (zh) * 2018-02-02 2018-05-18 深圳市欧深特信息技术有限公司 一种多功能合一的缓启动可控电源开关

Also Published As

Publication number Publication date
CN112019012A (zh) 2020-12-01
US10826288B1 (en) 2020-11-03
TWI708464B (zh) 2020-10-21
TW202046608A (zh) 2020-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112019012B (zh) 电源电路
CN110350778B (zh) 负电压产生器及其负电压检测器
US9553514B2 (en) DC-DC converter
US8044708B2 (en) Reference voltage generator
US8018214B2 (en) Regulator with soft-start using current source
US8022679B2 (en) Systems and methods for fast switch turn on approximating ideal diode function
KR20150075034A (ko) 스위칭 레귤레이터 및 전자 기기
US10715032B2 (en) Circuit for charging an electric battery by means of a photovoltaic module
EP2887174A1 (en) CC-CV method to control the startup current for LDO
CN109428487B (zh) 开关调整器
JP2011018195A (ja) 電源回路及び電子機器
CN112311228B (zh) 开关电源及其控制电路和控制方法
CN111326203A (zh) 一种控制电压纹波的电路
CN107919653B (zh) 用于开关电路的反向电流保护电路
CN112018724B (zh) 一种过压保护电路
CN115102384B (zh) 软启动控制电路及其控制方法和供电电路
CN108092256B (zh) 一种输出动态下拉电路及过压保护开关
TW201611490A (zh) 電源供應電路及其軟啓動電路
US20210258007A1 (en) Power switch circuit
TW201432404A (zh) 穩壓電路
CN107425715B (zh) 电源供应电路
JP5750326B2 (ja) 電子機器の保護回路
US7919956B2 (en) Start-up circuit and method for high voltage power distribution circuit
CN113467566B (zh) 一种斜坡电压产生电路、芯片及电子设备
CN116094313B (zh) 供电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant