CN101552553B - 一种简单可靠的预偏置负载启动电路 - Google Patents

一种简单可靠的预偏置负载启动电路 Download PDF

Info

Publication number
CN101552553B
CN101552553B CN200810163832XA CN200810163832A CN101552553B CN 101552553 B CN101552553 B CN 101552553B CN 200810163832X A CN200810163832X A CN 200810163832XA CN 200810163832 A CN200810163832 A CN 200810163832A CN 101552553 B CN101552553 B CN 101552553B
Authority
CN
China
Prior art keywords
point
transistor
converter
bias load
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200810163832XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN101552553A (zh
Inventor
孙亚萍
王李冬
王玉槐
张慧熙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Normal University
Original Assignee
Hangzhou Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Normal University filed Critical Hangzhou Normal University
Priority to CN200810163832XA priority Critical patent/CN101552553B/zh
Publication of CN101552553A publication Critical patent/CN101552553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101552553B publication Critical patent/CN101552553B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开了一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路。它由开关管Q1、晶体管Q2、电阻R1&R2、电容C1&C2和二极管D1以及直流电源VCC组成。该电路利用晶体管Q2的电流控制特性来检测变换器输入电压和输出预偏置负载电压之间的压差，然后根据两者之间的电压差去控制开关管Q1的导通和关断，从而实现预偏置负载电路的软启动。同时，通过合理选择R1、C1、R2、C2的参数，可实现预偏置负载启动电路的优化。本发明可有效解决输出带预偏置电压启动过程中出现的输出电压波形过冲、重新启动、甚至损坏模块等问题，可广泛应用到任何用于直流变换器具有预偏置负载的启动电路中。

Description

一种简单可靠的预偏置负载启动电路
技术领域
本发明涉及直流至直流(DC-DC)变换器，特别适用于直流变换器具有预偏置负载的启动电路。
背景技术
预偏置软启动是直流变换器的主要功能之一。它可以防止单个直流变换器在启动过程中对多电源预偏置负载单节点上的电容进行放电而引起的节点电压不稳定或启动电压震荡，甚至损坏器件等问题。因此，在冗余电源***、并联型电源模块和电池备份电源总线等单节点多电源***中得到广泛应用。
目前，各家电源公司和IC设计公司根据实际应用情况不同提出了许多实用有效的顶偏置启动电路。虽然这些电路结构各有不同，但是其工作原理大概可以分为两种：一种是通过检测预偏置负载节点电压和直流变换器的输出电压来调节启动时PWM占空比大小，从而实现预偏置负载电路的软启动；另一种是在直流变换器的输出端和预偏置负载节点之间串接一个开关管Q1，通过检测预偏置负载节点电压和变换器输出电压的大小来控制开关的导通和关断，从而实现预偏置负载电路的软启动。例如，TI的40057和MAXIM的MAX1917等这些带预偏置启动功能的控制芯片均基于第一种工作原理开发的。IC供应商推出的这些芯片虽然具有预偏置电压启动这一功能，但这些芯片都是用在非隔离变换器中，并且需要单独的辅助电源供电，成本高。
专利(公开号CN101313263A)提出了一种同步整流电源变换器用的预偏置电路，专利(公开号CN1665114A)提出了一种适用于具有预偏置负载的变换器的启动电路，这两种启动电路方案都是基于第一种工作原理开发的，虽然电路都能快速增大变换器输出端上的电压并避免在启动时任何电压或电流从输出端泄露，但其电路拓扑结构比较复杂，从而电路成本高。
发明内容
本发明公开了一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路，该电路是基于第二种工作原理，其核心设计思想是利用晶体管Q2的电流控制特性来检测变换器输入电压和输出预偏置负载电压之间的压差，然后根据两者之间的电压差去控制开关管Q1的导通和关断，从而实现预偏置负载电路的软启动。同时，通过合理选择R1、C1、R2、C2的参数，可实现预偏置负载启动电路的优化。它与现有的预偏置启动电路方案相比，具有电路简单、元器件少、成本低和工作可靠等优点，可以广泛应用于各种直流变换器的预偏置负载软启动电路中，并且与直流变换器的具体实现无关。
附图说明
图1是本发明提出的一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路之一原理图；
图2是本发明提出的一种简单可靠的直流变换器预偏置负载启动电路之二原理图；
图3是本发明提出的预偏置负载启动电路的电压波形图。
具体实施方式
本发明提出了一种简单可靠的预偏置负载启动电路，如图1所示。它由开关管Q1、晶体管Q2、电阻R1&R2、电容C1&C2和二极管D1以及直流电源VCC组成，其基本工作原理如图3所示：
1)t＝0时，预偏置负载上存在初始电压为Vec，而直流变换器的输出电压Veb则为0，此时B点和C点间存在着一个正电压差Vbc(Vbc＝Vec-Veb＞＞0)。这个正的电压差作用在R1、晶体管Q2的基极和发射极之间，Q2工作在饱和区，从而使开关管Q1的栅极电压为低，开关管Q1截止断开。E点和C点的电压仍旧为其原来的初始电压。
2)0＜t＜T1时间段内，直流变换器的输出电压从零开始上升，B点和C点间的电压差逐渐减小，但其电压差Vbc仍可以保持Q2工作在饱和区或放大区，开关管Q1的栅极电压仍未达到开启电压值，开关管Q1截止断开。E点和C点保持断开，直流变换器输出电压升高，而预偏置负载电压仍旧保持其初始电压值。
3)t＝T1时，直流变换器的输出电压与预偏置负载的初始电压之间的压差减小到已不能使晶体管Q1工作在饱和或放大区，此时，晶体管Q2发射结电压小于开启电压，晶体管Q2截止。开关管Q1的栅极电压大于其开启电压，开关管Q1导通。直流变换器的输出端与预偏置负载直接相连，从而实现预偏置负载的软启动。
4)t＞T1时间段内，开关管Q1导通，由于其源极B点和漏极C点电压差很小，不足以开通晶体管Q2，因此，开关管Q1的栅极电压依旧为高，Q1保持导通。预偏置两端负载电压Vec跟随直流变换器的输出电压升高而升高。
如果预偏置负载电压足够高并且能保证驱动开关管Q1的导通，那么在A点可以省掉一路辅助电源VCC，直接将A点连接到预偏置负载电压的正线E处，利用预偏置电压作为开关管Q1的驱动电压，进一步简化电路，如图3所示。

Claims (4)

1.一种直流变换器预偏置负载启动电路，其特征在于由开关管Q1、晶体管Q2、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和二极管D1以及直流电源VCC组成，其具体形式为：开关管Q1源极和漏极串接于直流变换器一端B点与预偏置负载一端C点之间，是实现软启动的关键器件，其中，B点为直流变换器的负线电压，C点为预偏置负载的负线电压；晶体管Q2基极接电阻R1、电容C1一端，通过调节R1、C1的参数可控制Q2基极电流大小，实现晶体管Q2截止、放大、饱和工作状态的转移；电阻R1的另一端与直流变换器的一端B点相连，用于检测变换器的输入电压；晶体管Q2基极接二极管D1阴极一端，利用D1的正向导电性来保护晶体管Q2；晶体管Q2的集电极接电阻R2、电容C2一端，通过调节R2、C2的参数可控制Q2处于合适的工作状态；直流电源VCC的正端通过电阻R2接开关管Q1的栅极以及晶体管Q2的集电极D点，提供开关管Q1的驱动电压和晶体管Q2的集电极电压；预偏置负载一端C点与电容C1、C2另一端，二极管D1阳极一端，直流电源VCC的负端以及晶体管Q2的发射级共地。
2.一种改进的直流变换器预偏置负载启动电路，其特征在于由开关管Q1、晶体管Q2、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2和二极管D1组成，其具体形式为：开关管Q1源极和漏极串接于直流变换器一端B点与预偏置负载一端C点之间，是实现软启动的关键器件，其中，B点为直流变换器的负线电压，C点为预偏置负载的负线电压；晶体管Q2基极接电阻R1、电容C1一端，通过调节R1、C1的参数可控制Q2基极电流大小，实现晶体管Q2截止、放大、饱和工作状态的转移；电阻R1的另一端与直流变换器的一端B点相连，用于检测变换器的输入电压；晶体管Q2基极接二极管D1阴极一端，利用D1的正向导电性来保护晶体管Q2；晶体管Q2的集电极接电阻R2、电容C2一端，通过调节R2、C2的参数可控制Q2处于合适的工作状态；开关管Q1栅极和晶体管Q2集电极D点通过电阻R2直接连接到预偏置负载的另一端E点，提供开关管Q1的驱动电压和晶体管Q2的集电极电压，其中，E点为预偏置负载和直流变换器的正线电压；预偏置负载一端C点与电容C1、C2另一端，二极管D1阳极一端，以及晶体管Q2的发射级共地。
3.如权利要求1或2所述的直流变换器预偏置负载启动电路，其特征在于E点为预偏置负载和直流变换器的正线电压，B点为直流变换器的负线电压，C点为预偏置负载的负线电压，D点为开关管Q1栅极和晶体管Q2集电极的公共端，A点为直流电源VCC的正端。
4.如权利要求1或2所述的直流变换器预偏置负载启动电路，其特征在于通过合理选择R1、C1、R2、C2的参数可实现预偏置负载启动电路的优化。
CN200810163832XA 2008-12-25 2008-12-25 一种简单可靠的预偏置负载启动电路 Expired - Fee Related CN101552553B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810163832XA CN101552553B (zh) 2008-12-25 2008-12-25 一种简单可靠的预偏置负载启动电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200810163832XA CN101552553B (zh) 2008-12-25 2008-12-25 一种简单可靠的预偏置负载启动电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101552553A CN101552553A (zh) 2009-10-07
CN101552553B true CN101552553B (zh) 2012-05-30

Family

ID=41156585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200810163832XA Expired - Fee Related CN101552553B (zh) 2008-12-25 2008-12-25 一种简单可靠的预偏置负载启动电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101552553B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8378655B2 (en) * 2009-11-10 2013-02-19 Maxim Integrated Products, Inc. Determining initial pre-bias in a switch-mode controller for a buck converter device
CN102064777B (zh) * 2009-11-18 2013-04-24 联咏科技股份有限公司 放大电路
CN104578742B (zh) * 2013-10-23 2019-03-29 中兴通讯股份有限公司 一种缓启动电路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253407A (zh) * 1998-11-10 2000-05-17 株式会社理光 电源装置
CN1905310A (zh) * 2006-08-01 2007-01-31 北京航空航天大学 低纹波高可靠性大容量电容稳压充电电路
CN101207327A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源软启动装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1253407A (zh) * 1998-11-10 2000-05-17 株式会社理光 电源装置
CN1905310A (zh) * 2006-08-01 2007-01-31 北京航空航天大学 低纹波高可靠性大容量电容稳压充电电路
CN101207327A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电源软启动装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平6-351237A 1994.12.22

Also Published As

Publication number Publication date
CN101552553A (zh) 2009-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101714815B (zh) 耦合电感实现高增益倍压升压型变换器
CN204633600U (zh) 一种新型交错并联升降压斩波电路拓扑结构
JP2007282485A (ja) Ｄｃ−ｄｃコンバータ
CN101179879A (zh) 发光装置与其驱动电路
CN204031553U (zh) 一种led驱动电路及其软启动电路
CN114465479A (zh) 一种三端口双向dc/dc变换器软开关电路及其装置
CN101552553B (zh) 一种简单可靠的预偏置负载启动电路
CN109391135B (zh) 一种掉电保持电路以及开关电源
CN102820780B (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Zeta变换器
CN107947590B (zh) 开关电容双向直流变换器单电源集成驱动电路及控制方法
CN102820784B (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Buck变换器
CN113261174B (zh) 一种光伏变换器组串、控制方法及***
CN102123552A (zh) 一种多路恒流大功率led驱动电源
WO2020164199A1 (zh) 一种组件限压方法及其应用装置和***
CN116345514A (zh) 储能***和储能管理***
CN202679243U (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Buck变换器
CN102510216B (zh) 基于MOSFET的自激式Cuk变换器
CN102013801B (zh) 自偏置电源管理集成电路芯片电源
TWI777313B (zh) 電源裝置及其操作方法
CN210111853U (zh) 含电阻的电容串并联切换工作模式的降压型dc-dc变换器
CN111404236B (zh) 一种光伏充电控制器的充电电路及光伏充电控制器
CN102723866B (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Cuk变换器
CN102684493A (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Boost变换器
CN102769380B (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Buck-Boost变换器
CN102684487B (zh) 主开关管驱动损耗小的BJT型自激式Sepic变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HANGZHOU NORMAL UNIVERSITY

Free format text: FORMER OWNER: SUN YAPING

Effective date: 20100329

Free format text: FORMER OWNER: ZHOU YUANPING

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 310036 ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT,QIANJIANG COLLEGE, HANGZHOU NORMALUNIVERSITY, NO.222, WENYI ROAD, XIHU DISTRICT, HANGZHOU CITY, ZHEJIANG PROVINCE TO: 310036 NO.16, XUELIN STREET, XIASHA HIGHER EDUCATION PARK, HANGZHOU CITY, ZHEJIANG PROVINCE

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20100329

Address after: Hangzhou City, Zhejiang province 310036 Xiasha Higher Education Park forest Street No. 16

Applicant after: Hangzhou Normal University

Address before: Department of electrical engineering Hangzhou 310036 Zhejiang province Xihu District Wenyi Road No. 222 Hangzhou Normal University Qianjiang College

Applicant before: Sun Yaping

Applicant before: Zhou Yuanping

C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Sun Yaping

Inventor after: Wang Lidong

Inventor after: Wang Yuhuai

Inventor after: Zhang Huixi

Inventor before: Sun Yaping

Inventor before: Zhou Yuanping

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: SUN YAPING ZHOU YUANPING TO: SUN YAPING WANG LIDONG WANG YUHUAI ZHANG HUIXI

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120530

Termination date: 20141225

EXPY Termination of patent right or utility model