本發(fā)明涉及升壓轉(zhuǎn)換電路領(lǐng)域，特別涉及一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法及電路。

背景技術(shù)：

在音頻放大器的應(yīng)用上，可以通過升壓變換器產(chǎn)生一個較高的pvdd輸出電壓來達(dá)到較高的輸出功率。圖1是常見的一種升壓變換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。請參考圖1，所述升壓變換器包括輸入電壓vbat、儲能電感l(wèi)、升壓電路、輸出電容c和輸出電壓pvdd。在應(yīng)用升壓變換器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的時候，在低功率的時候效率較差，因這時多了一組升壓電路的動作，而如果在低電壓時將輸出電壓pvdd控制在輸入電壓vbat，當(dāng)大功率時才將升壓電路啟動的話則會有突波電流及爆音的問題。

升壓電路在啟動時為避免突波電流太大對系統(tǒng)本身及電感元件造成損壞，一般會采用限流電路對升壓電路進(jìn)行限流的動作，并且限流都會做的很慢，避免元件受損。但針對某些應(yīng)用，例如音頻放大器的應(yīng)用上，限流太慢的話會對聲音造成音爆，因為大部份聲音的頻率是在100～10khz之間，也就是升壓電路必需在100us內(nèi)打到目標(biāo)電位，否則的話輸出的音樂會有爆音的現(xiàn)象發(fā)生，請參閱圖2，在啟動過慢是會產(chǎn)生音爆。傳統(tǒng)的快速限流電路在一開始啟動時的突波最大，因剛開始啟動時pvdd對vbat的夾壓最大，而且一開始電感上的電流是最小的，所以傳統(tǒng)的限流方法會出現(xiàn)如圖3所示的波形，從而產(chǎn)生爆音。

已公開的專利cn103701312a提供了一種升壓變換器的限流電路及方法，其對升壓變換器中的開關(guān)管和續(xù)流管都進(jìn)行限流控制，實現(xiàn)了全負(fù)載范圍內(nèi)的限流，但是其在開始啟動時也會產(chǎn)生上述的音爆現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上問題，本發(fā)明專利目的在于設(shè)計了一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法及電路，可以達(dá)到快速啟動及限流的雙重目的。

本發(fā)明具體是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動電路，所述升壓變換器包括開關(guān)管q1、續(xù)流管q2以及主控電路，所述限流啟動電路包括：

電流檢測電路，用于檢測開關(guān)管q1漏極的電流；

控制比較電路，分別連接有第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3，用于在升壓轉(zhuǎn)換器開始啟動后t1時間內(nèi)同時打開第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3并產(chǎn)生第一限流信號ilimit1，在啟動后t2時間內(nèi)打開第一電流源i1和第二電流源i2，關(guān)閉第三電流源i3并產(chǎn)生第二限流信號ilimit2，以及在限流結(jié)束后打開第一電流源i1，關(guān)閉第二電流源i2和第三電流源i3并產(chǎn)生第三限流信號ilimit3；

時鐘電路，用于計數(shù)所述時間t1和t2并產(chǎn)生時鐘信號；

所述主控電路適于根據(jù)時鐘信號、所述第一限流信號ilimit1、第二限流信號ilimit2以及第三限流信號ilimit3產(chǎn)生所述開關(guān)管q1和續(xù)流管q2的驅(qū)動信號，在接收到所述第一限流信號ilimit1時控制所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通，在所述t1時間結(jié)束后且接收到所述第二限流信號ilimit2時保持所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通，在接收到所述第三限流信號ilimit3時控制所述開關(guān)管q1導(dǎo)通、續(xù)流管q2截止。

具體的，本發(fā)明所述開關(guān)管q1為nmos管，所述續(xù)流管q2為pmos管。

具體的，本發(fā)明所述t2時間內(nèi)限流電流值大于所述t1時間內(nèi)的限流電流值。

一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法，所述升壓變換器包括開關(guān)管q1、續(xù)流管q2以及主控電路，所述主控電路連接有控制比較電路，所述控制比較電路分別連接有第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3，所述限流啟動方法包括：

在升壓轉(zhuǎn)換器開始啟動后t1時間內(nèi)同時打開第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3并控制所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通；

在t1時間結(jié)束后，t2時間內(nèi)打開第一電流源i1和第二電流源i2，關(guān)閉第三電流源i3并保持所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通；

在t2時間結(jié)束后打開第一電流源i1，關(guān)閉第二電流源i2和第三電流源i3并控制所述開關(guān)管q1導(dǎo)通、續(xù)流管q2截止。

具體的，本發(fā)明所述開關(guān)管q1為nmos管，所述續(xù)流管q2為pmos管。

具體的，本發(fā)明所述t2時間內(nèi)限流電流值大于所述t1時間內(nèi)的限流電流值。

本發(fā)明提供的升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法及電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用兩階段限流法，在一開始啟動時利用較小的限流來達(dá)到限制突波的效果，而在經(jīng)過t1時間后，再將限流放大進(jìn)行第二階段的限流，以此方式來達(dá)到限制突波，可以達(dá)到快速啟動及限流的雙重目的。

附圖說明

以下參照附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步說明，其中：

圖1是一種常見的升壓變換器的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)的升壓變換器啟動過慢的信號圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)的限流電路的信號圖；

圖4是本發(fā)明升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法的限流電路信號圖；

圖5是本發(fā)明升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動電路的電路圖；

圖6是本發(fā)明升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動電路的電流檢測圖；

圖7是本發(fā)明升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動電路的時鐘電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

正如背景技術(shù)中所描述的，傳統(tǒng)快速限流電路在一開始啟動時的突波最大，因剛開始啟動時輸出電壓pvdd對輸入電壓vbat的夾壓最大，而且一開始電感上的電流是最小的，故現(xiàn)有傳統(tǒng)的作法會出現(xiàn)圖3所示的波形。請參閱圖4，本發(fā)明提供的升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法及電路，采用兩階段限流法，在一開始啟動時利用較小的限流來達(dá)到限制突波的效果，而在經(jīng)過t1時間后，再將限流放大進(jìn)行第二階段的限流，以此方式來達(dá)到限制突波，可以達(dá)到快速啟動及限流的雙重目的。

本發(fā)明提出了一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動電路，請參閱圖5，所述升壓變換器包括開關(guān)管q1、續(xù)流管q2以及主控電路，所述限流啟動電路包括：

電流檢測電路，用于檢測開關(guān)管q1漏極的電流；

控制比較電路，分別連接有第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3，用于在升壓轉(zhuǎn)換器開始啟動后t1時間內(nèi)同時打開第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3并產(chǎn)生第一限流信號ilimit1，在啟動后t2時間內(nèi)打開第一電流源i1和第二電流源i2，關(guān)閉第三電流源i3并產(chǎn)生第二限流信號ilimit2，以及在限流結(jié)束后打開第一電流源i1，關(guān)閉第二電流源i2和第三電流源i3并產(chǎn)生第三限流信號ilimit3；

時鐘電路，用于計數(shù)所述時間t1和t2并產(chǎn)生時鐘信號；

所述主控電路適于根據(jù)時鐘信號、所述第一限流信號ilimit1、第二限流信號ilimit2以及第三限流信號ilimit3產(chǎn)生所述開關(guān)管q1和續(xù)流管q2的驅(qū)動信號，在接收到所述第一限流信號ilimit1時控制所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通，在所述t1時間結(jié)束后且接收到所述第二限流信號ilimit2時保持所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通，在接收到所述第三限流信號ilimit3時控制所述開關(guān)管q1導(dǎo)通、續(xù)流管q2截止。

具體的，所述開關(guān)管q1為nmos管，所述續(xù)流管q2為pmos管。請參閱圖6，升壓電路在作電流檢測時會透過檢測開關(guān)管q1的漏極d端，將電流的信號提取出來。在升壓電路剛開始啟動的時候，在t1時間內(nèi)i1i2及i3電流源同時打開，這時電流檢測電路只需要檢測到較小的電流，限流電路就會啟動，這時主控電路會關(guān)掉開關(guān)管q1，同時打開續(xù)流管q2，將電感電流充到pvdd。而在t2時間的時候關(guān)掉i3電流源，將限流值拉高進(jìn)行第二段充電。最后在限流結(jié)束的時候關(guān)掉i2只留下i1電流源，電路進(jìn)入正常操作模式。

請參閱圖7，時鐘電路在計數(shù)t1及t2時間的時候，可改變t1及t2的時間長短。當(dāng)en訊號啟動的時候，計數(shù)電路會開始計數(shù)，這時候可以透過clk的頻率及dff的數(shù)目在控制時間的長短。而當(dāng)clk頻率愈慢，dff數(shù)目愈多，t1會愈長。反之，當(dāng)clk頻率愈快，dff數(shù)目愈少，t1會愈短。而在計數(shù)t2的時候，可以利用一組相同的電路來產(chǎn)生。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法，由于上述電路解決問題的原理與升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法相似，因此上述方法的實施可以參見上述電路的實施。

一種升壓轉(zhuǎn)換器的限流啟動方法，所述升壓變換器包括開關(guān)管q1、續(xù)流管q2以及主控電路，所述主控電路連接有控制比較電路，所述控制比較電路分別連接有第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3，所述限流啟動方法包括：

在升壓轉(zhuǎn)換器開始啟動后t1時間內(nèi)同時打開第一電流源i1、第二電流源i2和第三電流源i3并控制所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通；

在t1時間結(jié)束后，t2時間內(nèi)打開第一電流源i1和第二電流源i2，關(guān)閉第三電流源i3并保持所述開關(guān)管q1截止、續(xù)流管q2導(dǎo)通；

在t2時間結(jié)束后打開第一電流源i1，關(guān)閉第二電流源i2和第三電流源i3并控制所述開關(guān)管q1導(dǎo)通、續(xù)流管q2截止。

以上所述本發(fā)明的具體實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。