一种开关电源外部软启动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种开关电源外部软启动电路，其特点是，包括一基极驱动电路、一三极管和一PWM控制器；所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器U1的基准电压输出端8脚，所述基极驱动电路的输出端接三极管Q1的基极；所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制器U1的输出补偿端1脚；所述三极管的发射极接地；所述PWM控制器U1的4脚接电阻R5和电容C4的一端。本发明专利技术通过外部软启动电路降低了开关电源的输入启动电流和输出过冲电压，改善了电源的EMI性能，降低了滤波器设计的成本，同时不会导致电压补偿环路稳定性的恶化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及一种开关电源外部软启动电路。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，开关电源普遍应用于计算机、通讯、电子设备等领域。 开关电源与线性电源相比，具有功率转换效率高、稳压范围宽、体积小等优点。同时，开关电 源在设计中也存在着一些问题，如电源在上电瞬间会产生一个较大的浪涌电流。这是由于 变换器输出端通常接有大容量的滤波电容，电容电压在启动瞬间为零，电压反馈环路使得 电源管理芯片输出最大占空比，而产生大的浪涌电流。浪涌电流会烧毁电路里的功率器件， 降低电源启动时的工作可靠性。因此通常在开关电源的设计中增加软启动电路，将PWM驱 动脉冲的占空比从最小值缓慢增加以限制启动电流，从而有效保护变换器的功率器件。软 启动电路不但在电路启动时需要，而且在电路发生过流、过压等故障现象时也需要采用。如 电路过流故障恢复时，软启动电路工作，使占空比缓慢增加，如果继续监测到过流现象，则 启动过流保护电路。 可见，软启动电路的设计对于开关电源的可靠工作非常重要。常用的软启动电路 设计如图1所示。输出电压经电阻R3和R4分压后进入三端稳压芯片Ul，通常Ul采用TL431 可调稳压芯片。光耦Dl导通后，将输出电压采样信号传递给初级的PWM电源管理芯片。软 启动电路由电阻Rl、二极管D2和电容C3构成。电路启动时，输出电压通过D2对电容C3充 电，导致稳压芯片Ul的阴极电压缓慢上升，避免初级控制器输出最大占空比的PWM驱动信 号。该软启动电路虽然设计简单，但是电阻Rl和电容C3参与了TL431的补偿回路，可能导 致环路稳定性的降低。采用外部软启动电路就可以避免这个问题，本专利技术就是基于这 样的背景展开研宄的。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种开关电源外部软启动电路。 为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种开关电源外部软启动电路，包括一 基极驱动电路、一三极管和一PWM控制器，其中： 所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器Ul的基准电压输出端8脚，所述基极驱 动电路的输出端接三极管Ql的基极。 所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制器Ul的输出补偿端1脚；所述 三极管的发射极接地。 所述PWM控制器Ul的4脚接电阻R5和电容C4的一端。 进一步，所述基极驱动电路包括电阻Rl、电容Cl、电阻R2和电容C2。 进一步，所述电容Cl的一端接PWM控制器Ul的8脚；所述电容Cl的另一端接电 阻Rl;所述电阻Rl的一端接三极管Ql的基极。 进一步，所述电阻R2和电容C2的一端接三极管Ql的基极；所述电阻R2和电容C2 的另一端接地。 进一步，所述三极管Ql采用NPN型三极管。 进一步，所述PWM控制器采用固定频率电源管理芯片。 进一步，所述PWM控制器采用UC3843实现。 本专利技术实施例提供了一种开关电源外部软启动电路，为了保证开关电源的稳定 性，采用外部软启动电路，以减小开关电源启动时的过冲电流和电压。和现有技术相比，本 专利技术通过外部软启动电路降低了输入启动电流和输出过冲电压，改善了开关电源的EMI性 能，降低了滤波器设计的成本，同时不会导致电源环路稳定性的恶化。【附图说明】 为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进 一步的详细描述，其中： 图1为常用软启动电路的原理图。 图2为本专利技术开关电源外部软启动电路的原理图。【具体实施方式】 以下结合附图，对本专利技术所述的方法做进一步的详细说明。 图2为本专利技术实施例提供的开关电源外部软启动电路的原理图，如图所示，包括 一基极驱动电路、一三极管和一PWM控制器，其中： 所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器Ul的基准电压输出端8脚，所述基极驱 动电路的输出端接三极管Ql的基极。 所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制器Ul的输出补偿端1脚；所述 三极管的发射极接地。 所述PWM控制器Ul的4脚接电阻R5和电容C4的一端。 进一步，所述基极驱动电路包括电阻Rl、电容Cl、电阻R2和电容C2。 进一步，所述电容Cl的一端接PWM控制器Ul的8脚；所述电容Cl的另一端接电 阻Rl;所述电阻Rl的一端接三极管Ql的基极。 进一步，所述电阻R2和电容C2的一端接三极管Ql的基极；所述电阻R2和电容C2 的另一端接地。 进一步，所述三极管Ql采用NPN型三极管。 进一步，所述PWM控制器采用固定频率电源管理芯片。 进一步，所述PWM控制器采用UC3843实现。 本专利技术实施例中的三极管Ql由PWM控制器Ul的基准电压输出端口驱动。电流通 过Rl、R2和C2对电容器Cl进行充电，Cl两端的电压将从零增加至基准电压Vk，而R2两端 的电压将从一个分压电压下降至零。当电阻R2两端的分压电压高于三极管Ql的基极门限 电压时，Ql开启正常工作。Ql导通期间，电阻R3将分流PWM控制器1脚的源电流，补偿输 出1脚的电压将缓慢增大。补偿输出引脚电压增大时，PWM驱动信号的导通时间也逐渐增 大，因此输出功率将缓慢增大，从而降低了启动电流和输出过冲电压。较低的启动电流允许 使用成本更低的滤波器，同时改善了电源EMI的性能。 PWM驱动信号的导通时间乜由控制器Ul的补偿输出引脚电压Vi决定： Ton=K?(VrV0) 其中K为比例系数；V。为偏移电压。 外部软启动的时间计算如下：【主权项】1. 一种开关电源外部软启动电路，其特征在于：包括一基极驱动电路、一三极管和一 PWM控制器；所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器Ul的基准电压输出端8脚，所述基极 驱动电路的输出端接三极管Ql的基极；所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制 器Ul的输出补偿端1脚；所述三极管的发射极接地；所述PWM控制器Ul的4脚接电阻R5 和电容C4的一端。2. 根据权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述基极驱动电路包括电阻R1、电容 C1、电阻R2和电容C2。3. 根据权利要求1至2任一权利要求所述的变换器，其特征在于：所述电容Cl的一端 接PWM控制器Ul的8脚；所述电容Cl的另一端接电阻Rl ;所述电阻Rl的一端接三极管Ql 的基极。4. 根据权利要求1至2任一权利要求所述的变换器，其特征在于：所述电阻R2和电容 C2的一端接三极管Ql的基极；所述电阻R2和电容C2的另一端接地。5. 根据权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述三极管Ql采用NPN型三极管。6. 根据权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述PWM控制器采用固定频率电源管 理芯片。7. 根据权利要求1所述的变换器，其特征在于：所述PWM控制器采用UC3843实现。【专利摘要】本专利技术公开了一种开关电源外部软启动电路，其特点是，包括一基极驱动电路、一三极管和一PWM控制器；所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器U1的基准电压输出端8脚，所述基极驱动电路的输出端接三极管Q1的基极；所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制器U1的输出补偿端1脚；所述三极管的发射极接地；所述PWM控制器U1的4脚接电阻R5和电容C4的一端。本专利技术通过外部软启动电路降低了开关电源的输入启动电流和输出过冲电压，改善了电源的EMI性能，降低了滤波器设计的成本，同时不会导致电压补偿环路稳定性的恶化。【IPC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源外部软启动电路，其特征在于：包括一基极驱动电路、一三极管和一PWM控制器；所述基极驱动电路的输入端接PWM控制器U1的基准电压输出端8脚，所述基极驱动电路的输出端接三极管Q1的基极；所述三极管的集电极通过偏置电阻R3接PWM控制器U1的输出补偿端1脚；所述三极管的发射极接地；所述PWM控制器U1的4脚接电阻R5和电容C4的一端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85