本发明涉及集成电路领域，公开了一种可自适应选择的软启动电路及其方法。电路包括芯片内部的充电电容、第二偏置电流、仅有下拉功能的运放电路、第一偏置电流和比较器，还包括或不包括设置在芯片外部的充电电容，第二偏置电流连接充电电容来充电，如包括充电电容则第一偏置电流连接芯片外部的充电电容来充电，第二偏置电流和充电电容之间的电压点接入电压之后连接到所述运放电路的正输入端，运放电路的负输入端连接比较器的输入端和第一偏置电流，比较器的输入端与预设的参考电压比较后，输出信号指示选择电电容或者充电电容完成软启动。该方案基于仅有下拉能力的运放实时比较内部和外部的软启动电压，使电路自适应地选择较慢的一种作为启动方式。
1.一种可自适应选择的软启动电路，其特征在于，包括芯片内部的充电电容Cint、第二偏置电流、仅有下拉功能的运放电路、第一偏置电流和比较器，还包括或不包括设置在芯片外部的充电电容Cout，所述第二偏置电流连接充电电容Cint用于充电，如包括充电电容Cout则第一偏置电流连接芯片外部的充电电容Cout用于充电，所述第二偏置电流和充电电容Cint之间的电压点D接入电压之后连接到所述运放电路的正输入端，所述运放电路的负输入端连接比较器的输入端和第一偏置电流，所述比较器的正输入端与所述比较器的负输入端输入的预设的参考电压比较后，输出信号指示选择充电电容Cint或者充电电容Cout完成软启动；
当比较器的正输入端的输入信号达到参考电压，比较器输出信号指示软启动的方法为：如果芯片外部的充电电容Cout软启动时间小于预设的芯片内部的充电电容Cint软启动时间，或未设置外部软启动电容，则电路自动选择芯片内部的充电电容Cint作为软启动电容；若设置的芯片外部的充电电容Cout软启动时间大于预设的内部软启动时间，则选择芯片外部的充电电容Cout作为软启动电容。
2.如权利要求1所述的可自适应选择的软启动电路，其特征在于，所述运放电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和偏置电流，所述偏置电流连接第一PMOS管和第二PMOS管的源极，所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极分别为运放电路的负输入端和正输入端，所述第一PMOS管和第二PMOS管的漏极分别连接第一NMOS管和第二NMOS管的漏极，所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极相连，所述第一NMOS管和第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极连接第三NMOS管的栅极，所述第三NMOS管漏极和源极分别连接比较器的正输入端和接地。
3.如权利要求2所述的可自适应选择的软启动电路，其特征在于，所述运放电路还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与第一NMOS管的栅极和漏极并联，所述第四电阻与第二NMOS管的栅极和漏极并联。
4.如权利要求3所述的可自适应选择的软启动电路，其特征在于，所述可自适应选择的软启动电路还包括第四NMOS管和第五NMOS管，所述第四NMOS管和第五NMOS管为开关管，所述第四NMOS管和第五NMOS管的栅极连接逻辑控制信号，所述第四NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cint并联，所述第五NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cout并联。
5.如权利要求4所述的可自适应选择的软启动电路，其特征在于，当包括设置在芯片外部的充电电容Cout时，所述自适应选择的软启动电路包括还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在第一偏置电流和充电电容Cout之间，所述第二电阻的一端连接第五NMOS管的漏极，另一端连接充电电容Cout和第一电阻。
6.如权利要求1或者5所述的可自适应选择的软启动电路，其特征在于，所述芯片外部的充电电容Cout通过芯片引脚与芯片内部连接。
一种可自适应选择的软启动电路及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及集成电路领域，特别是一种可自适应选择的软启动电路及其方法。
背景技术
[0002] 在DC-DC电路启动时，为了防止输出端过冲，需要给电路加上软启动的功能。软启动的时间一般由一个固定电流对电容充电所得到，通过调整电容和电流的值，即可根据应用需要而调节软启动时间，T＝(Vref·C)/I。软启动电路的电容可集成在芯片内部，这样可以使芯片的外围更加简捷便于使用，但这样的缺点是软启动时间固定，无法调整。也可将软启动电路的电容通过PIN脚设置在芯片外部，这样即可通过调整电容来设置软启动时间。但外部软启动增加了芯片外围的复杂度，且可能因为PIN脚虚焊等因素，使得电路无法正常启动。所以，在设置外部软启动的同时，会在芯片内部也集成一个软启动电容作为保底。当芯片同时在片内片外均有软启动电容时，则在使用前需要判断是选择内部软启动还是外部软启动，给电路的设计与使用带来了不便性。
[0003] 综上所述，单一设置在芯片内或芯片外的软启动功能，都会因其局限性而使应用受到限制，无法满足不同要求的应用。传统的兼容芯片内和芯片外软启动的电路，则需要在启动前手动选择启动方式，或在电路内通过复杂的判定逻辑来选择启动方式，拥有成本较高或设计复杂度大等问题。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种可自适应选择的软启动电路及其方法。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：一种可自适应选择的软启动电路，包括芯片内部的充电电容Cint、第二偏置电流、仅有下拉功能的运放电路、第一偏置电流和比较器，还包括或不包括设置在芯片外部的充电电容Cout，所述第二偏置电流连接充电电容Cint用于充电，如包括充电电容Cout则第一偏置电流连接芯片外部的充电电容Cout用于充电，所述第二偏置电流和充电电容Cint之间的电压点D接入电压之后连接到所述运放电路的正输入端，所述运放电路的负输入端连接比较器的输入端和第一偏置电流，所述比较器的输入端与预设的参考电压比较后，输出信号指示选择电电容Cint或者充电电容Cout完成软启动。
[0006] 进一步的，当输入信号达到参考电压，比较器输出信号指示软启动的方法为：如果芯片外部的充电电容Cout软启动时间小于预设的芯片内部的充电电容Cint软启动时间，或未设置外部软启动电容，则电路自动选择芯片内部的充电电容Cint作为软启动电容；若设置的芯片外部的充电电容Cout软启动时间大于预设的内部软启动时间，则选择芯片外部的充电电容Cout作为软启动电容。
[0007] 进一步的，所述运放电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管和偏置电流，所述偏置电流连接第一PMOS管和第二PMOS管的源极，所述第一PMOS管和第二PMOS管的栅极分别为运放电路的负输入端和正输入端，所述第一PMOS管和第二PMOS管的漏极分别连接第一NMOS管和第二NMOS管的漏极，所述第一NMOS管和第二NMOS管的栅极相连，所述第一NMOS管和第二NMOS管的源极接地，所述第二NMOS管的漏极连接第三NMOS管的栅极，所述第三NMOS管漏极和源极分别连接比较器的输入端和接地。
[0008] 进一步的，所述运放电路还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻与第一NMOS管的栅极和漏极并联，所述第四电阻与第二NMOS管的栅极和漏极并联。
[0009] 进一步的，所述可自适应选择的软启动电路还包括第四NMOS管和第五NMOS管，所述第四NMOS管和第五NMOS管为开关管，所述第四NMOS管和第五NMOS管的栅极连接逻辑控制信号控制开关，所述第四NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cint并联，所述第五NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cout并联。
[0010] 进一步的，当包括设置在芯片外部的充电电容Cout时，所述自适应选择的软启动电路包括还包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在第一偏置电流和充电电容Cout之间，所述第二电阻的一端连接第五NMOS管的栅极，另一端连接充电电容Cout和第一电阻。
[0011] 进一步的，所述芯片外部的充电电容Cout通过芯片引脚与芯片内部连接。
[0012] 与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：采用本发明的技术方案，基于仅有下拉能力的运放实时比较芯片内部和芯片外部的软启动电压，使得电路自适应地选择较慢的一种作为启动方式。该方案可同时兼容内部和外部的软启动，且在电路启动时无需人为干预即可自适应选择启动方式。
附图说明
[0013] 图1为本发明可自适应选择的软启动电路的结构示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图对本发明做进一步描述。
[0015] 如图1所示的可自适应选择的软启动电路，虚线内部表示芯片内部，虚线框外表示芯片外部。该结构的芯片内部和芯片外部分通过芯片引脚SS_PIN连接。具体包括芯片内部的充电电容Cint、第二偏置电流I2、仅有下拉功能的运放电路、第一偏置电流I1和比较器Comp，还包括或不包括设置在芯片外部的充电电容Cout，所述第二偏置电流I2连接内部的充电电容Cint用于充电，如包括充电电容Cout则第一偏置电流I1连接芯片外部的充电电容Cout用于充电，所述第二偏置电流I2和充电电容Cint之间的电压点D接入电压Buffer之后连接到所述运放电路的正输入端，所述运放电路的负输入端连接比较器Comp的输入端和第一偏置电流I1，所述比较器Comp的输入端与预设的参考电压Vref比较后，当软启动电压SS达到预设值Vref时，输出信号SS_OK指示选择电电容Cint或者充电电容Cout完成软启动,实现软启动电容的自动选择，可根据不同应用条件自行调整。
[0016] 作为优选的实施例，本发明加入的运放电路为仅有下拉能力的运放，所述运放电路包括第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3和偏置电流Ibias，所述偏置电流Ibias连接第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的源极，所述第一PMOS管M1和第二PMOS管MP2的栅极分别为运放电路的负输入端和正输入端，所述第一PMOS管MP1和第二PMOS管MP2的漏极分别连接第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2的漏极，所述第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2的栅极相连，所述第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2的源极接地，所述第二NMOS管MN2的漏极连接第三NMOS管MN3的栅极，所述第三NMOS管MN3漏极和源极分别连接比较器Comp的输入端和接地。
[0017] 作为优选的实施例，所述运放电路还包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3与第一NMOS管MN1的栅极和漏极并联，所述第四电阻R4与第二NMOS管MN2的栅极和漏极并联。上述第三电阻R3和第四电阻R4是用于调节环路稳定性。
[0018] 作为优选的实施例，所述可自适应选择的软启动电路还包括第四NMOS管MN4和第五NMOS管MN5，所述第四NMOS管MN4和第五NMOS管MN5为开关管，所述第四NMOS管和第五NMOS管的栅极连接逻辑控制信号Vcontro控制开关，所述第四NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cint并联，所述第五NMOS管的漏极和源极两端与充电电容Cout并联，当电路准备上电时，第四NMOS管MN4和第五NMOS管MN5呈关断状态，对充电电容进行充电。
[0019] 作为优选的实施例，当包括设置在芯片外部的充电电容Cout时，所述自适应选择的软启动电路包括还包括第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1连接在第一偏置电流I1和充电电容Cout之间，所述第二电阻R2的一端连接第五NMOS管MN5的栅极，另一端连接充电电容Cout和第一电阻R1。上述第一电阻R1和第二电阻R2为静电保护用。
[0020] 以下分几种可能存在的情况来对该电路功能进行描述。
[0021] 1)芯片外部未设置电容Cout：此时运放的负输入端(A点)被偏置电流I1拉高。电流I2对内部软启动电容Cint充电，使电压点D电压逐渐升高。D点电压经过电压buffer后到达运放正输入端(B)点。由于A点被拉高至接近VDD，B点电压低于A点，C点电位为高，MN3下拉A点电压，使A点电压跟随B点电压变化。此时，软启动电压SS跟随B点(B点跟随D点)，即软启动时间为内部电容预设的默认值：
[0022] TSS＝(Vref·Cint)/I2
[0023] 2)芯片外部设置电容Cout：此时偏置电流I1通过引脚SS_PIN对电容Cout充电，使A点电压逐渐升高，同时，电容I2也在对内部软启动电容Cint充电，经电压Buffer后使B点电压逐渐上升。若A点电压上升快于B点电压，即B电压低于A点，则类似1)中情况，通过环路调节，MN3会下拉A点，使A点电压跟随B点电压变化。此时，软启动电压SS跟随B点(B点跟随D点)，即软启动时间为内部电容预设的默认值：
[0024] TSS＝(Vref·Cint)/I2
[0025] 3)芯片外部设置电容Cout，且A点电压上升慢于B点电压：此时C点电位为低，MN3关断，B点电压不影响软启动电压SS。这种情况下，软启动时间由外部电容Cout的值决定，即用户可自定义软启动时间：
[0026] TSS＝(Vref·Cout)/I1
[0027] 上述几种情况在不同的应用条件下都有可能出现，电路具体按何种方式工作，上电后无需人为设置，电路会根据工作环境自适应选择地选择启动方式。
[0028] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。
