开关电源芯片软启动电路设计方案

1、开关电源芯片软启动电路设计软启动，相信硬件工程师都不会对这个名词感到陌生。随意打开一篇开关电源芯片的 datasheet，都能看到对soft-start（ 软启动） 的描述。随着芯片集成度的提高，软启动电路也集成到了电源芯片内 部，这样在减轻工程师工作的同时，也导致部分工程师对软启动了解 不够、重视不足。那么软启动电路有什么作用呢 ？电源电路中通常会存在大容量电容，给电容加上电压瞬间需要很 大的浪涌电流，很可能造成输入电源的降低。软启动电路就是用于电 源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的 影响。让我们一起来看看，在电源设计里面，加入了软启动的电路， 是如何保障烧录器稳定

2、烧录的。P800是周立功致远电子推出的4通道、多功能的在线编程器。 每通道都可以输出相互独立、在 1.25V7V范围内可调的电源。在烧 录器内部，每通道的电源都采用同一路电源 VDD并通过下图所示的 开关电路，使各通道电源相互独立。Q1对上图电路简单分析：当控制信号 EN_VDD为高电平时，Q2饱 和导通，Q1栅极拉低，Q1迅速导通，电源 VDD输出到相应通道的 VDD_OU并供给待烧录目标板。这个看似简单的电路，却在进行多通 道异步在线烧录测试时出了非常不稳定的现象，到底是怎么回事呢？我们用P800对4个ARM核心板进行异步烧录测试过程中，发现 当其中一个通道插入并上电初始化时，其他通道会出

3、现烧录失败的现 象。由于4个通道的信号线相互独立，只有电源 VDD是共用的，因此 我们猜测可能是ARM板上电初始化对VDF生了干扰并影响到了其他 通道。为了验证这一猜想，我们用示波器 ZDS2022来观察在VDD_OUTx上电过程中VDD的变化，并捕获到了下面的波形图VDD OUTxTimeBase : Sus/drvi tmz O.OOnicw/di-980 mV从波形图可以看到，在 VDD_OUT上升过程中，VDD从3.12V瞬 间跌落至2.14V，再缓慢回升至3.12V，最大跌落幅度达980mV由 于另外3个通道的电源也由VDD提供，因此这3个通道在线烧写失败 也就在所难免。VDD_OU

4、T的上电为什么会造成VDD跌落呢？观察波形图我们还可 以发现，VDD_OUT从0V上升到2V只用了 3卩s,根据电容充电公式： 匸CX dU / dt , VDD_OUT的去耦电容4.7卩F,据此估算出浪涌电流 达3A!正如前面所述，过大的浪涌电流最终造成了输入电源的降低。为了限制浪涌电流，可以将软启动引入开关电路中，利用 Q1的 导通阻抗RDS(on随VGS变化的特性，通过延缓 Q1导通的速度，使 VDD_OUT缓慢上升到VDD引入的软启动电路如下图的 C1、R4所示。当Q2集电极变低时，C1通过R4放电，Q1栅极电压随之缓慢下 降，从而控制Q1缓慢导通，使VDD_OUT不会发生突变。用示波器 ZDS2022观察VDD_OUT上电过程中VDD的变化，得到如下波形。丿VDD£VDD OUTxTime Base : 200usW ivi B 1 ocvg ooemt u；嚼一AY=100mV和加入软启动之前的波形图对比可以看到， VDD_OUT的上升时 间延长到了 400卩s, VDD的跌落问题也得到明显改善。 经过长时间反 复测试，都没有再