[实用新型]单片集成开关变换器及其软启电路

说明书

技术领域

本实用新型的实施例涉及电子电路，尤其涉及单片集成开关变换器及其软启电路。

背景技术

近年来，随着便携式电子产品在通信、计算机及消费电子等领域中的不断增长，单片集成开关变换器由于其具有效率高、瞬态响应速度快和体积小等优点而获得了广泛的应用。而典型的开关变换器在启动过程中，容易产生浪涌电流并引起输出电压过冲，可能损坏开关管和其他器件，因此需要软启电路。

为了实现开关变换器的输出软启，通常通过一个电流源给软启电容充电得到以斜坡上升的软启参考信号，在启动阶段开关变换器的输出跟随软启参考信号缓慢上升，从而达到软启的目的。由于软启电容需要较大的电容值，不利于集成，传统的做法是将软启电容置于芯片之外，通过内置电流源对其充电，但这种做法增加了电路的面积和应用成本。另一种做法是通过专门设计片上软启电路，使得需要的软启电容的电容值降低，从而将软启电容集成在芯片上，但这种做法的缺点是软启的时长固定，缺乏灵活性。

实用新型内容

针对现有技术中的一个或多个问题，本实用新型的一个目的是提供一种单片集成开关变换器及其软启电路。

根据本实用新型实施例的一种软启电路，用于单片集成开关变换器，所述软启电路包括：片上软启电压生成电路，在其输出端提供片上软启电压；运算放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至片上软启电压生成电路的输出端以接收片上软启电压，第二输入端接收软启参考信号或代表软启参考信号的反馈信号，输出端作为集成电路的一个引脚可以耦接外置软启电容；以及缓冲电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至运算放大电路的输出端，输出端提供软启参考信号；其中当运算放大电路的输出端未耦接外置软启电容时，软启电路基于片上软启电压提供软启参考信号；以及当运算放大电路的输出端耦接外置软启电容时，运算放大电路对外置软启电容充电以提供片外软启电压，软启电路基于片上软启电压和片外软启电压提供软启参考信号。

在一个实施例中，当运算放大电路的输出端耦接外置软启电容时，运算放大电路根据片上软启电压和片外软启电压自动调整对外置软启电容充电的电流大小。

在一个实施例中，片上软启电路还包括：第一电流源，提供充电电流；以及片上软启电容，耦接至第一电流源，第一电流源以充电电流对片上软启电容充电以得到片上软启电压。

在一个实施例中，片上软启电路还包括：第一电流源，提供充电电流；第二电流源，提供放电电流；以及片上软启电容，通过第一开关耦接至第一电流源，通过第二开关耦接至第二电流源；其中当打嗝信号处于第一状态时，第一开关导通，第二开关关断，第一电流源提供的充电电流对片上软启电容充电；以及当打嗝信号处于第二状态时，第二开关导通，第一开关关断，第二电流源提供的放电电流对片上软启电容放电。

在一个实施例中，所述软启电路还包括：偏置电路，在其输出端提供偏置电流，所述偏置电流通过运算放大电路对外置软启电容充电；其中对外置软启电容充电的电流不大于偏置电流。

在一个实施例中，运算放大电路包括：差分输入电路，包括第一P沟道场效应管和第二P沟道场效应管，其中第一P沟道场效应管的栅极耦接至片上软启电压生成电路的输出端，第二P沟道场效应管的栅极耦接至缓冲电路的输出端，第一P沟道场效应管和第二P沟道场效应管的源极耦接至偏置电路的输出端；第一晶体管对，包括第一N沟道场效应管和第二N沟道场效应管，其中第一N沟道场效应管的栅极和漏极以及第二N沟道场效应管的栅极共同耦接至第一P沟道场效应管的漏极，第一N沟道场效应管和第二N沟道场效应管的源极耦接至系统地，第二N沟道场效应管的漏极耦接至运算放大电路的输出端；第二晶体管对，包括第三N沟道场效应管和第四N沟道场效应管，其中第三N沟道场效应管的栅极和漏极以及第四N沟道场效应管的栅极共同耦接至第二P沟道场效应管的漏极，第三N沟道场效应管的源极和第四N沟道场效应管的源极耦接至系统地；以及第三晶体管对，包括第三P沟道场效应管和第四P沟道场效应管，其中第三P沟道场效应管的栅极和漏极以及第四P沟道场效应管的栅极耦接至第四N沟道场效应管的漏极，第三P沟道场效应管和第四P沟道场效应管的源极耦接至辅助供电电压，第四P沟道场效应管的漏极耦接至第二N沟道场效应管的漏极和运算放大电路的输出端。

在一个实施例中，缓冲电路还包括：第五N沟道场效应管，其中第五N沟道场效应管的栅极耦接至运算放大电路的输出端，第五N沟道场效应管的漏极耦接至辅助供电电压，以及第五N沟道场效应管的源极作为缓冲电路的输出端。