一种用于全桥驱动控制器的软启动控制电路的制作方法

本发明属于集成电路，尤其涉及一种用于全桥驱动控制器的软启动控制电路。

背景技术：

1、在电力电子技术的快速发展中，隔离型dcdc转换器（亦称作dcdc隔离变换器）作为电气隔离与电压转换调节的核心技术，其重要性不言而喻。隔离型dcdc转换器凭借卓越的电气隔离能力和灵活的电压转换特性，已经成为工业自动化、高端医疗设备、精密通信设备以及汽车电子等高可靠性、高安全性及低电磁干扰要求领域的首选解决方案。这类转换器通过高频变压器实现电气隔离，不仅能够有效隔离输入与输出的电气连接，还能实现电压的灵活升降变化，完美契合了复杂多变的电路系统需求。

2、图1展示了一种典型的隔离型dcdc全桥驱动pwm控制器电路结构，主要包括以下4个主要的功能模块：1）内部电源模块vccregulator，为整个芯片提供一个稳定的内部电源；2）外部电源过压保护ovp，欠压锁定uvlo，内部电源欠压锁定等保护使能模块，检测保证芯片工作在正常的状态下；3）振荡器，pwm控制器和逻辑控制器等数字模块，用于比较实际输出电压和期望值之间的差值从而生成控制开关时间pwm信号；4）驱动模块，主要用于放大pwm控制信号驱动开关管的关断。

3、然而，在上电时，输出电容的初始放电状态会导致输出电压和设定值的差值是最大的，进而触发pwm控制器输出最大占空比的信号引发显著的浪涌电流问题。这一现象不仅威胁电源系统自身的安全，还可能波及周边电器组件，甚至引发系统故障。尤其是在需要上电复位功能的系统中，平滑的软启动变得尤为重要。为实现这一目标，多种软启动策略应运而生：

4、1）时间控制型软启动：通过预设的时间延迟或渐变的时间控制策略，逐步增加输出电压，使电容充电过程变得平缓，从而减小启动电流。

5、2）电流限制型软启动：在启动过程中，实时检测输入或输出电流，并通过反馈机制调整控制信号，使电流保持在安全范围内。

6、3）组合型软启动：结合时间控制和电流限制两种策略，根据具体情况灵活调整，以达到最佳的软启动效果。

7、值得注意的是，鉴于dcdc全桥驱动pwm控制芯片可应用外围条件的多样性，软启动电路还需具备高度的适应性和动态调整能力。例如，假定在重载条件下，设定t1时间软启动控制后进入反馈信号控制的pwm信号，但是在轻载条件下，t1时间的软启动有可能已经进入到设定的期望电压，应该立即进入反馈信号控制。这对软启动电路提出了更高的需求，需要在不同负载电容和负载电阻情况下，pwm控制信号在软启动控制和反馈信号控制之间进行自适应动态切换。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于全桥驱动控制器的软启动控制电路，实现了pwm信号在软启动控制与反馈信号控制之间平滑、自适应动态切换，从而解决背景技术中提及的技术问题。

2、本发明的技术方案如下：一种用于全桥驱动控制器的软启动控制电路，其特征在于，包括：

3、软启动电容、电容充放电电路、第二运算放大器a02、第一运算放大器a01、电流镜电路、上拉可变电阻组和接地控制开关管m03；

4、所述软启动电容分别与所述电容充放电电路连以及所述第二运算放大器a02的负向输入端连接，所述第二运算放大器a02的正向输入端分别连接所述第一运算放大器a01的负向输入端、接地控制开关管m03的漏极、电流镜电路的输出端以及上拉可变电阻组的负极端，所述第二运算放大器a02的输出端连接所述接地控制开关管m03的栅极，所述接地控制开关管m03的源极连接信号地，所述电流镜电路的输入端连接反馈电流信号，所述上拉可变电阻组的正极端连接供电电源，所述第一运算放大器a01的正向输入端连接斜坡信号；

5、所述电容充放电电路用于对所述软启动电容进行充电和放电，所述软启动电容用于为所述第二运算放大器a02提供软启动电压信号，所述电流镜电路用于复制所述反馈电流信号，所述上拉可变电阻组用于将所述反馈电流信号转换为反馈电压信号，所述第二运算放大器a02和接地控制开关管m03用于将软启动电压信号单向耦合到反馈电压信号，所述第一运算放大器a01用于根据所述斜坡信号和反馈电压信号生成pwm信号。

6、进一步地，当所述反馈电压信号大于所述软启动电压信号时，所述第二运算放大器a02输出高电平，所述接地控制开关管m03打开，对所述反馈电压信号进行放电，直至反馈电压信号等于软启动电压信号；

7、当所述反馈电压信号小于所述软启动电压信号时，所述第二运算放大器a02输出低电平，所述接地控制开关管m03关闭，所述反馈电压信号不变。

8、进一步地，所述电容充放电电路包括：第一mos管m01和第二mos管m02，所述第一mos管m01的漏极连接软启动电容，源极连接基准电流，栅极连接软启动控制信号；

9、所述第二mos管m02的源极连接信号地，漏极连接软启动电容，栅极连接软启动控制信号；

10、所述软启动控制信号由全桥驱动控制器提供。

11、进一步地，所述第二运算放大器a02包括：第十mos管m10、第十三mos管m13、第十四mos管m14、第十五mos管m15和第十六mos管m16，所述第十mos管m10的栅极连接基准电流，所述第十mos管m10的源极连接供电电源，所述第十mos管m10的漏极连接所述第十五mos管m15的源极和第十六mos管m16的源极，所述第十五mos管m15的栅极连接所述电流镜电路的输出端，所述第十五mos管m15的漏极连接所述第十三mos管m13的漏极和栅极，所述第十三mos管m13的源极连接信号地，所述第十六mos管m16的栅极连接软启动电容，所述第十六mos管m16的漏极连接所述第十四mos管m14的漏极，所述第十四mos管m14的栅极连接第十三mos管m13的栅极，所述第十四mos管m14的源极连接信号地。

12、进一步地，所述电流镜电路包括：第四mos管m4、第五mos管m5、第六mos管m6和第七mos管m7；

13、所述第四mos管m4的漏极连接其栅极、反馈电流信号以及第六mos管m6的栅极，所述第四mos管m4的源极连接所述第五mos管m5的漏极、栅极以及第七mos管m7的栅极，所述第五mos管m5的源极连接信号地，所述第七mos管m7的源极连接信号地，所述第七mos管m7的漏极连接所述第六mos管m6的源极，所述第六mos管m6的漏极连接所述第一运算放大器a01的负向输入端。

14、进一步地，所述第一运算放大器a01包括：

15、第十一mos管m11、第十七mos管m17、第十八mos管m18、第十九mos管m19、第二十mos管m20、第十二mos管m12、第二十一mos管m21；

16、所述第十一mos管m11的源极连接供电电源，所述十一mos管m11的栅极连接基准电流，所述十一mos管m11的漏极连接所述第十七mos管m17的漏极和第十八mos管m18的漏极，所述第十七mos管m17的栅极连接电流镜电路的输出端，所述第十七mos管m17的栅极连接所述第十九mos管m19的漏极、栅极以及第二十mos管m20的栅极，所述第十九mos管m19的源极连接信号地，所述第二十mos管m20的源极连接信号地，所述第二十mos管m20的漏极连接所述第十八mos管m18的漏极以及第二十一mos管m21的栅极，所述第十二mos管m12的源极连接供电电源，第十二mos管m12的栅极连接基准电流，所述第十二mos管m12的漏极连接所述第二十一mos管m21的漏极，所述第二十一mos管m21的源极连接信号地。

17、进一步地，所述上拉可变电阻组包括：第一电阻r01、第二电阻r02、第三电阻r03、第一电阻开关r04、第二电阻开关r05，所述第一电阻r01、第二电阻r02、第三电阻r03相互串联，所述第一电阻r01背离所述第二电阻r02的一端连接供电电源，所述第三电阻r03背离所述第二电阻r02的一端连接第一运算放大器a01的负向输入端，所述第一电阻开关r04并联在所述第二电阻r02的两端，所述第二电阻开关r05并联在所述第三电阻r03的两端，所述第一电阻开关r04用于控制所述第二电阻r02的接入和断开，所述第二电阻开关r05用于控制所述第三电阻r03的接入和断开。

18、进一步地，所述第一电阻开关r04、第二电阻开关r05均为保险熔断电阻。

19、进一步地，还包括基准电流镜，所述基准电流镜连接所述基准电流和供电电源，用于为所述第二运算放大器a02、第一运算放大器a01提供偏置电流。

20、进一步地，所述基准电流镜包括第八mos管m08和第九mos管m09，所述第八mos管m08的源极连接供电电源，所述第八mos管m08的漏极连接其栅极、基准电流和第九mos管m09的栅极，所述第九mos管m09的源极连接供电电源，漏极连接所述电容充放电电路。

21、本发明的有益效果：本发明软启动电压信号通过一个单向运算跨导放大器耦合到反馈电压信号中，确保反馈电压信号电平始终不高于软启动电压信号，进而实现了pwm控制信号在软启动控制与反馈信号控制之间平滑、自适应的动态切换，显著提升了系统的启动稳定性和效率。