CN112886807A - 一种软启动的实现装置和实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软启动的实现装置和实现方法，电路相连的软启动电路、驱动信号生成电路、开关电源主功率电路和输出电压采样反馈电路；软启动电路包括：包含电阻R1、电阻R2、电阻R0、稳压管D1、电容C和NPN型三极管Q1，所述电阻R1与电容C串联，电容C一端与直流电压信号V+相连，另一端与电阻R1一端相连，R1另一端与信号地SGND相连，电阻R2与稳压管D1串联，R2一端与直流电压信号V+相连，另一端与D1阴极相连，D1阳极与信号地SGND相连。

Description

一种软启动的实现装置和实现方法
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，特别是涉及一种软启动的实现方式及具有该软启动实现方式的电子设备。
背景技术
开关电源电路一般由整流电路和主功率变换电路组成，主功率变换器输入输出一般均带有电容滤波电路，因此主功率变换电路往往自身呈容性。当给容性负载加电，启动阶段易产生较大的浪涌电流，可能损坏电路元器件，或者造成输入电压的降低和输出电压的过冲。为了保护电路元器件，避免输入电压的降低和输出电压的过冲，在设计开关电源时一般会加入软启动电路。软启动电路的原理是启动阶段给开关管提供逐渐增大脉宽的脉冲，从而使主功率变换电路输出电压从零逐渐上升至稳定值。
目前常用的几种软启动技术包括，在前级整流电路与主功率电路输入电容之间串联功率热敏电阻；采用SCR-R电路；在前级整流电路与主功率电路输入电容之间加入继电器与电阻并联构成的电路；采用定时器触发的继电器与限流电阻电路。串联热敏电阻和采用SCR-R电路均不适用于断电后需要快速接通的情况，具有局限性。加入继电器与电阻并联构成的电路和采用定时器触发的继电器与限流电阻电路构造均比较复杂，且继电器工作的可靠性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种软启动的实现装置和实现方法，结构简单，可靠性高，适用性强的软启动实现方式。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种软启动的实现装置，包括：电路相连的软启动电路、驱动信号生成电路、开关电源主功率电路和输出电压采样反馈电路；
所述的软启动电路包括：包含电阻R1、电阻R2、电阻R0、稳压管D1、电容C和NPN型三极管Q1，所述电阻R1与电容C串联，电容C一端与直流电压信号V+相连，另一端与电阻R1一端相连，R1另一端与信号地SGND相连，电阻R2与稳压管D1串联，R2一端与直流电压信号V+相连，另一端与D1阴极相连，D1阳极与信号地SGND相连；
所述的驱动信号生成电路包括一误差补偿网络，所述误差补偿网络的正端连接于电阻R2一端和稳压管D1的阴极，所述电阻R2与稳压管D1连接处的电压作为误差补偿网络的正端输入Vref；
所述NPN型三极管Q1基极通过电阻R0与R1和C的连接点相连，集电极与误差补偿网络的输出端相连，发射极与信号地SGND相连。
所述驱动信号生成电路还包括PWM比较器和驱动器；所述的误差补偿网络负端连接于输出电压采样反馈电路的输出端，误差补偿网络输出端与NPN型三极管Q1集电极相连并作为PWM比较器的负端输入；所述PWM比较器的正端输入为载波信号，PWM比较器的输出与驱动器输入端相连，驱动器输出端与开关电源主功率电路相连。
所述开关电源主功率电路包括一开关管Q2，所述开关管Q2的栅极连接于驱动器输出端，开关管Q2的栅极驱动信号来源于驱动信号生成电路的驱动器。
所述输出电压采样反馈电路包括电阻R4和电阻R5，开关电源主功率电路输出电压为Vo，经过分压电阻R4和电阻R5分压，得到采样反馈电压VFB，所述采样反馈电压VFB作为误差补偿网络的负端输入。
一种利用上述的软启动的实现装置的实现方法，该方法包括：
在上电初始状态，电容C两端电压为零，电阻R0一端的电压为V+，保证Q1基极和发射极之间电压大于开通门限值，Q1导通，误差补偿网络输出端接地，开关管Q2截止，同时直流电压信号V+给电容C充电；
在此期间，电容C两端电压由0逐渐上升到V+，电阻R0的一端电压由V+逐渐下降为0，Q1基极电流ib逐渐减小，随着ib逐渐减小，Q1从饱和区进入放大区，使误差补偿网络输出端的输出电压逐渐升高，开关管Q2实现软启动，软启动完成之后，Q1进入截止区。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
采用简单的结构，实现了软启动功能，且适用性强，不存在诸如断电后不能立刻上电的局限性，可靠性高，不易对后级电路产生干扰。
附图说明
图1为本发明一种软启动的实现装置的电路图；
图2为本发明的波形原理图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种软启动的实现装置，其特征在于，包括：电路相连的软启动电路、驱动信号生成电路、开关电源主功率电路和输出电压采样反馈电路；所述的软启动电路包括：包含电阻R1、电阻R2、电阻R0、稳压管D1、电容C和NPN型三极管Q1，所述电阻R1与电容C串联，电容C一端与直流电压信号V+相连，另一端与电阻R1一端相连，R1另一端与信号地SGND相连，电阻R2与稳压管D1串联，R2一端与直流电压信号V+相连，另一端与D1阴极相连，D1阳极与信号地SGND相连；所述的驱动信号生成电路包括一误差补偿网络，所述误差补偿网络的正端连接于电阻R2一端和稳压管D1的阴极，所述电阻R2与稳压管D1连接处的电压作为误差补偿网络的正端输入Vref；所述NPN型三极管Q1基极通过电阻R0与R1和C的连接点相连，集电极与误差补偿网络的输出端相连，发射极与信号地SGND相连。
所述驱动信号生成电路还包括PWM比较器和驱动器；所述的误差补偿网络负端连接于输出电压采样反馈电路的输出端，误差补偿网络输出端与NPN型三极管Q1集电极相连并作为PWM比较器的负端输入；所述PWM比较器的正端输入为载波信号，PWM比较器的输出与驱动器输入端相连，驱动器输出端与开关电源主功率电路中开关管Q2的栅极相连。
所述开关电源主功率电路包括一开关管Q2，所述开关管Q2的栅极连接于驱动器输出端，开关管Q2的栅极驱动信号来源于驱动信号生成电路的驱动器。
所述输出电压采样反馈电路包括电阻R4和电阻R5，开关电源主功率电路输出电压为Vo，经过分压电阻R4和电阻R5分压，得到采样反馈电压VFB，所述采样反馈电压VFB作为误差补偿网络的负端输入。
具体地，电阻R1＝110kΩ与电容C＝3.3μF电容串联，电容上端与直流电压信号+5V相连，下端与110kΩ电阻相连，110kΩ电阻下端与信号地SGND相连。电阻R2与稳压管D1串联，R2上端与直流电压信号+5V相连，下端与D1阴极相连，D1阳极与信号地SGND相连。电阻R2与稳压管D1连接处的电压作为驱动信号生成电路中误差补偿网络的正端输入Vref。NPN型三极管Q1基极通过电阻R0＝2kΩ与110kΩ电阻和3.3μF电容的连接点相连，集电极与误差补偿网络的输出端相连，发射极与信号地SGND相连。以上为软启动电路的实施方式。
以上结合附图1描述了根据本发明实施例的软启动的实现装置。进一步地，本发明还提供了一种利用上述的软启动的实现装置的实现方法，在上电初始状态，电容C两端电压为零，电阻R0的左端电压为V+，保证Q1基极和发射极之间电压大于开通门限值，Q1导通，误差补偿网络输出端接地，COMP信号被拉零，主电路开关管Q2截止，同时直流电压信号V+给电容C充电。在此期间，电容C两端电压由0逐渐上升到V+，电阻R0的左端电压由V+逐渐下降为0，Q1基极电流ib逐渐减小。随着ib逐渐减小，Q1从饱和区进入放大区，使COMP脚输出电压逐渐升高，主电路开关管Q2实现软启动。软启动完成之后，Q1进入截止区，不影响该闭环控制电路即信号COMP的变化。该软启动实现方式适用性强，结构简单，可靠性高，不易对后级电路产生干扰，且可以抑制浪涌电流，保护电路元件。
具体地，参见图2，在上电初始状态t0时刻，3.3μF电容两端电压为零，节点A电压为+5V，通过2kΩ电阻，使Q1基极和发射极之间电压大于开通门限值，Q1导通，误差补偿网络输出端接地，节点B电压即信号COMP被拉零，主电路开关管Q2截止，同时直流电压信号+5V给电容C充电。t0～t2时刻，电容两端电压逐渐上升，节点A电压逐渐下降，使Q1基极电流逐渐减小；t2时刻电容两端电压上升到+5V，节点A电压下降为0V，使Q1基极电流最终为0。t1时刻，当Q1开始退出饱和区，进入放大区，信号COMP电压逐渐升高，主电路开关管Q2驱动信号占空比逐渐增大，直至t3时刻保持稳定。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (5)

1.一种软启动的实现装置，其特征在于，包括：电路相连的软启动电路、驱动信号生成电路、开关电源主功率电路和输出电压采样反馈电路；
所述的软启动电路包括：包含电阻R1、电阻R2、电阻R0、稳压管D1、电容C和NPN型三极管Q1，所述电阻R1与电容C串联，电容C一端与直流电压信号V+相连，另一端与电阻R1一端相连，R1另一端与信号地SGND相连，电阻R2与稳压管D1串联，R2一端与直流电压信号V+相连，另一端与D1阴极相连，D1阳极与信号地SGND相连；
所述的驱动信号生成电路包括一误差补偿网络，所述误差补偿网络的正端连接于电阻R2一端和稳压管D1的阴极，所述电阻R2与稳压管D1连接处的电压作为误差补偿网络的正端输入Vref；
所述NPN型三极管Q1基极通过电阻R0与R1和C的连接点相连，集电极与误差补偿网络的输出端相连，发射极与信号地SGND相连。
2.如权利要求1所述的软启动的实现装置，其特征在于，所述驱动信号生成电路还包括PWM比较器和驱动器；
所述的误差补偿网络负端连接于输出电压采样反馈电路的输出端，误差补偿网络输出端与NPN型三极管Q1集电极相连并作为PWM比较器的负端输入；
所述PWM比较器的正端输入为载波信号，PWM比较器的输出与驱动器输入端相连，驱动器输出端与开关电源主功率电路相连。
3.如权利要求2所述的软启动的实现装置，其特征在于，所述开关电源主功率电路包括一开关管Q2，所述开关管Q2的栅极连接于驱动器输出端，开关管Q2的栅极驱动信号来源于驱动信号生成电路的驱动器，开关电源主功率电路的输出端与输出电压采样反馈电路相连。
4.如权利要求3所述的软启动的实现装置，其特征在于，所述输出电压采样反馈电路包括电阻R4和电阻R5，开关电源主功率电路输出电压为Vo，经过分压电阻R4和电阻R5分压，得到采样反馈电压VFB，所述采样反馈电压VFB作为误差补偿网络的负端输入。
5.一种利用如权利要求1所述的软启动的实现装置的实现方法，其特征在于，该方法包括：
在上电初始状态，电容C两端电压为零，电阻R0一端的电压为V+，保证Q1基极和发射极之间电压大于开通门限值，Q1导通，误差补偿网络输出端接地，开关管Q2截止，同时直流电压信号V+给电容C充电；
在此期间，电容C两端电压由0逐渐上升到V+，电阻R0的一端电压由V+逐渐下降为0，Q1基极电流ib逐渐减小，随着ib逐渐减小，Q1从饱和区进入放大区，使误差补偿网络输出端的输出电压逐渐升高，开关管Q2实现软启动，软启动完成之后，Q1进入截止区。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101162869A (zh) * 2007-10-26 2008-04-16 东南大学 一种开关电源输出电压的采样反馈电路
US20120155127A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Brokaw A Paul Methods and apparatuses for combined frequency compensation and soft start processes
CN102682714A (zh) * 2012-04-27 2012-09-19 深圳麦格米特电气股份有限公司 一种led背光源驱动电路和实现软启动的方法
CN103475223A (zh) * 2012-06-08 2013-12-25 中国科学院深圳先进技术研究院 降压型转换器
CN204156724U (zh) * 2014-10-17 2015-02-11 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种正转正电源电压反馈电路
CN104852563A (zh) * 2015-05-20 2015-08-19 重庆大学 一种开关电源外部软启动电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101162869A (zh) * 2007-10-26 2008-04-16 东南大学 一种开关电源输出电压的采样反馈电路
US20120155127A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Brokaw A Paul Methods and apparatuses for combined frequency compensation and soft start processes
CN102682714A (zh) * 2012-04-27 2012-09-19 深圳麦格米特电气股份有限公司 一种led背光源驱动电路和实现软启动的方法
CN103475223A (zh) * 2012-06-08 2013-12-25 中国科学院深圳先进技术研究院 降压型转换器
CN204156724U (zh) * 2014-10-17 2015-02-11 南车株洲电力机车研究所有限公司 一种正转正电源电压反馈电路
CN104852563A (zh) * 2015-05-20 2015-08-19 重庆大学 一种开关电源外部软启动电路

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