一種新型開關(guān)電源緩啟動電路的制作方法
【專利摘要】新型的開關(guān)電源緩啟動電路，包括電容C1、電阻R1、電阻R4、電容C5、鉗位二極管U2、電容C3、電阻R3、電阻R2、和三極管Q2；三極管Q2的基極串聯(lián)電阻R2、電阻R3后連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的集電極串聯(lián)電阻R3后連接工作電壓VCC，三極管Q2的發(fā)射極串聯(lián)鉗位二極管U2后接地，三極管Q2的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的正極，鉗位二極管U2的負極接地；鉗位二極管U2分別與電容C5、電阻R4和電容C1并聯(lián)，電阻R1和電容C1串聯(lián)，三極管Q2的集電極串聯(lián)電容C3后連接鉗位二極管U2的負極。形成一種新的控制開關(guān)電源反饋基準結(jié)構(gòu)，使其按照線性或接近線性的曲線建立輸出過程。
【專利說明】
一種新型開關(guān)電源緩啟動電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種延時電路，特別是涉及一種電壓電流穩(wěn)定的延時電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源在輸出建立(啟動)的過程中，內(nèi)部器件往往承受相比穩(wěn)態(tài)工作更大的電應(yīng)力，設(shè)計不當(dāng)?shù)膯舆^程甚至?xí)斐善骷^應(yīng)力損壞、磁性元器件飽和等問題。
[0003]—般閉環(huán)開關(guān)電源的輸出建立過程由環(huán)路特性及環(huán)路基準(參考源)的建立過程來決定。傳統(tǒng)的環(huán)路基準如圖1中的虛線框部分所示，其中鉗位二極管U2處為電壓基準。假設(shè)鉗位二極管U2的基準電壓為Vref，當(dāng)控制信號CONTROL放開時，反饋環(huán)路的基準A點電壓可以用下式表達:
[0004]Vr = Vref* (l-e_t/R1*cl) (I)
[0005]由式(I)可知，傳統(tǒng)的環(huán)路基準是按照指數(shù)型建立，開關(guān)電源的輸出電壓(或電流)跟隨基準，同樣以指數(shù)型建立。由指數(shù)函數(shù)的特性可知，輸出電壓(或電流)建立過程中，其上升曲線斜率各點不同，初始段斜率很高，末段又非常平緩。這種特點導(dǎo)致傳統(tǒng)的環(huán)路基準以指數(shù)型建立，初始段斜率高，開關(guān)電源內(nèi)部器件在此過程承受大的應(yīng)力。且存在易觸發(fā)誤過流保護等問題。
[0006]為解決降低初始段的應(yīng)力等問題，需要加大換啟動電容或電阻(圖1中的Cl或Rl)，但這樣會造成整個啟動過程的延長，在一些場合無法滿足對開關(guān)電源的輸出建立的時序要求。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是提供一種新型開關(guān)電源緩啟動電路，解決現(xiàn)有電路的環(huán)路基準只能采用指數(shù)型建立電路，不能實現(xiàn)線性或接近線性的特性建立開關(guān)電源輸出過程的技術(shù)問題。
[0008]本實用新型的開關(guān)電源緩啟動電路，包括電容Cl、電阻R1、電阻R4、電容C5、鉗位二極管U2、電容C3、電阻R3、電阻R2、和三極管Q2 ；
[0009]三極管Q2的基極串聯(lián)電阻R2、電阻R3后連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的集電極串聯(lián)電阻R3后連接工作電壓VCC，三極管Q2的發(fā)射極串聯(lián)鉗位二極管U2后接地，三極管Q2的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的正極，鉗位二極管U2的負極接地；
[0010]鉗位二極管U2分別與電容C5、電阻R4和電容Cl并聯(lián)，電阻Rl和電容Cl串聯(lián)后與鉗位二極管U2并聯(lián)，三極管Q2的基極串聯(lián)電容C3后連接鉗位二極管U2的負極。
[0011]還包括電阻R5、電阻R8、和三極管Ql;
[0012]鉗位二極管U2與電阻R5并聯(lián)，電阻R5串聯(lián)一個匹配電阻后連接參考電壓Vo+;
[0013]三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R8后連接鉗位二極管U2的正極，三極管Ql的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的負極。
[0014]本實用新型的新型開關(guān)電源緩啟動電路避免了傳統(tǒng)的環(huán)路基準按照指數(shù)型建立的結(jié)構(gòu)，形成了理想的線性基準建立過程。進而形成一種新的控制開關(guān)電源反饋基準結(jié)構(gòu)，使其按照線性或接近線性的曲線建立輸出過程。
[0015]本實用新型的新型開關(guān)電源緩啟動電路基準和輸出按照線性或接近線性的曲線建立，使得開關(guān)電源在啟動過程中，內(nèi)部器件不會承受過高的應(yīng)力，既而提高產(chǎn)品可靠性，有利于器件選型及設(shè)計，降低成本。在接近線性建立的前提下，其上升斜率易于調(diào)節(jié)，可滿足各種場合的時序要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的環(huán)路基準示意圖；
[0017]圖2為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的仿真電路中一種最簡電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖4為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的第一種仿真電路狀態(tài)的波形示意圖；
[0020]圖5為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的第二種仿真電路狀態(tài)的波形示意圖；
[0021 ]圖6為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的第三種仿真電路狀態(tài)的波形示意圖；
[0022]圖7為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的第四種仿真電路狀態(tài)的波形示意圖；
[0023]圖8為本實用新型開關(guān)電源緩啟動電路的第五種仿真電路狀態(tài)的波形示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細說明。
[0025]如圖2所示，本實施例包括電容Cl、電阻Rl、電阻R4、電容C5、電阻R5、鉗位二極管U2、電容C3、電阻R8、電阻R3、電阻R2、三極管Ql和三極管Q2 ；
[0026]三極管Q2的基極串聯(lián)電阻R2、電阻R3后連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的集電極串聯(lián)電阻R3后連接工作電壓VCC，三極管Q2的發(fā)射極串聯(lián)鉗位二極管U2后接地，三極管Q2的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的正極，鉗位二極管U2的負極接地；
[0027]鉗位二極管U2分別與電阻R5、電容C5、電阻R4和電容Cl并聯(lián)，電阻Rl和電容Cl串聯(lián)后與鉗位二極管U2并聯(lián)，電阻R5串聯(lián)一個匹配電阻后連接參考電壓Vo+;
[0028]三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R8后連接鉗位二極管U2的正極，三極管Ql的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的負極，三極管Ql的基極連接控制信號CONTROL;
[0029]本實施例的工作過程如下:
[0030]當(dāng)控制信號放開，VCC通過R2為C3充電，C點電壓增加，三極管Q2作為電壓跟隨器，B點電壓跟隨C點電壓增長，當(dāng)B點電壓達到U2的穩(wěn)壓值Vref時，通過設(shè)置合適的Rl，C1值，A點電壓接近跟隨B點增長為Vref，各點電壓不再變化，緩起結(jié)束。通過調(diào)節(jié)R2，C3，可以調(diào)節(jié)參考基準的緩起的快慢。
[0031 ]該電路具有近線性緩起功能的條件如下:
[0032]VCC遠大于U2的穩(wěn)壓值。由于VCC遠大于U2的穩(wěn)壓值，整個緩起過程只利用了 R2，C3充電的近線性部分，所以B點、C點電壓近線性增長。
[0033]Rl，C1的充電時間常數(shù)遠小于R2，C3的充電時間常數(shù)，且其本身絕對值要求盡量小。即:R1*C1 <〈R2*C3ο這樣會使A點電壓近跟隨B點電壓，使得緩起過程近線性。
[0034]三極管Q1、電阻R5、電阻R8保證了參考點A、B不受收入信號的寄生效應(yīng)小心好的干擾而出現(xiàn)漂移。
[0035]通過Simetrix仿真結(jié)果，可以更加直觀分析該實施例電路的功能。
[0036]如圖3所示，將本實施例的開關(guān)電源緩啟動電路可以形成最簡電路結(jié)構(gòu)用于系統(tǒng)仿真，包括電容Cl、電阻Rl、電阻R4、電容C5、鉗位二極管U2、電容C3、電阻R3、電阻R2、和三極管Q2;
[0037]三極管Q2的基極串聯(lián)電阻R2、電阻R3后連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的集電極串聯(lián)電阻R3后連接工作電壓VCC，三極管Q2的發(fā)射極串聯(lián)鉗位二極管U2后接地，三極管Q2的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的正極，鉗位二極管U2的負極接地；
[0038]鉗位二極管U2分別與電容C5、電阻R4和電容Cl并聯(lián)，電阻Rl和電容Cl串聯(lián)后與鉗位二極管U2并聯(lián)，三極管Q2的基極串聯(lián)電容C3后連接鉗位二極管U2的負極。
[0039]仿真電路的電源采用時常為2s，幅值可調(diào)的脈沖，電源Vl采用的TL431穩(wěn)壓值為2.5V。通過調(diào)節(jié)電源的幅值，可以調(diào)節(jié)緩起的線性度。通過更改R2，C3可以調(diào)節(jié)緩起波形。
[0040]取電源幅值￥1 = 10￥，1?2 = 10(^<3 = 4.711。仿真結(jié)果如圖4所示，其中紅線為03的電壓波形，綠線為環(huán)路運放基準點電壓波形?？梢钥闯觯徠痣A段近線性。
[0041 ] 取電源幅值￥1 = 10￥，1?2 = 22(^，03 = 4.711。仿真結(jié)果如圖5所示，其中紅線為03的電壓波形，綠線為環(huán)路運放基準點電壓波形。與R2取10k相比，即圖5與圖4相比，緩起時間約是其2倍，緩起階段近線性。
[0042]取電源幅值￥1 = 10￥，1?2 = 10(^<3 = 8.211。仿真結(jié)果如圖6所示，其中紅線為03的電壓波形，綠線為環(huán)路運放基準點電壓波形。與C3取4.7u相比，即圖6與圖4相比緩起時間約是其1.7倍，緩起階段近線性。
[0043]取電源幅值Vl = 1V，R2 = 220k，C3 = 8.2u。仿真結(jié)果如圖7所示，其中紅線為C3的電壓波形，綠線為環(huán)路運放基準點電壓波形。與R2取100k，C3取4.7u相比，即圖7與圖4相比緩起時間約是其4倍，緩起階段仍可以保持很高的線性度。
[0044]取電源幅值￥1 = 15￥，1?2 = 22(^，03 = 8.211，仿真結(jié)果如圖8所示，其中紅線為03的電壓波形，綠線為環(huán)路運放基準點電壓波形。與Vl = 1V相比，即圖8與圖7相比，緩起時間由700ms減小為400ms，但緩起階段線性度更高。
[0045]由仿真結(jié)果可以證明，按照本文限定的條件設(shè)計緩起電路，就可以獲得線性度非常高，緩起時間可以調(diào)節(jié)的緩起電路。
[0046]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種新型開關(guān)電源緩啟動電路，其特征在于:包括電容Cl、電阻Rl、電阻R4、電容C5、鉗位二極管U2、電容C3、電阻R3、電阻R2、和三極管Q2; 三極管Q2的基極串聯(lián)電阻R2、電阻R3后連接三極管Q2的集電極，三極管Q2的集電極串聯(lián)電阻R3后連接工作電壓VCC，三極管Q2的發(fā)射極串聯(lián)鉗位二極管U2后接地，三極管Q2的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的正極，鉗位二極管U2的負極接地； 鉗位二極管U2分別與電容C5、電阻R4和電容Cl并聯(lián)，電阻Rl和電容Cl串聯(lián)后與鉗位二極管U2并聯(lián)，三極管Q2的基極串聯(lián)電容C3后連接鉗位二極管U2的負極。2.如權(quán)利要求1所述的新型開關(guān)電源緩啟動電路，其特征在于:還包括電阻R5、電阻R8、和三極管Ql ； 鉗位二極管U2與電阻R5并聯(lián)，電阻R5串聯(lián)一個匹配電阻后連接參考電壓Vo+; 三極管Ql的集電極串聯(lián)電阻R8后連接鉗位二極管U2的正極，三極管Ql的發(fā)射極連接鉗位二極管U2的負極。
【文檔編號】H02M1/36GK205453486SQ201620237714
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】吳文江, 劉文龍
【申請人】深圳市陸巡天下科技有限公司