CN101355293A - 电源软启动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源软启动电路，包含一电源芯片，该电源芯片包括供电电源端子和反馈端子，所述电源芯片的供电电源端子通过电阻一方面连接一储能电容，另一方面连接一开关电路的第一输入端；开关电路的第二输入端连接所述电源芯片的反馈端子；所述开关电路在其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制所述电源芯片的反馈端子短接到地。本发明的电源软启动电路结构简单、成本低廉、实现容易，能够从根本上解决电源电路开机瞬间产生的声响问题，保证电压不会跃变，同时降低电磁干扰，适用于任意采用没有频率限制功能的电源芯片组成的开关电源电路中。
Description
技术领域
本发明属于电源电路技术领域，具体地说，是涉及一种电源软启动电路。
背景技术
在应用不带有频率限制的电源芯片时，在开机瞬间会有轻微的声响。经检测发现，在开机瞬间其FB反馈端子会有一个上冲电压。这是由于电源芯片本身不带有软启动功能，并且没有频率限制，在开机瞬间由于连接在其FB反馈端子上的光耦不工作，反馈电路没有建立起来，但是芯片内部检测FB反馈端子电压的电路已经工作，从而使FB端子瞬间产生一个电压冲击，根据电源芯片的不同，这个上冲电压也会不同，例如有的可达4.2V，从而使电源芯片调整相应的工作状态，此时开关频率从开机瞬间到正常工作变化较快，从而产生轻微的声响。其电路结构参见图1所示。
有的电源芯片自身带有软启动功能，从而可以避免此类问题。但是，此类电源芯片成本较高，不适合在价格竞争比较激烈的家电产品中广泛使用。为此，有些生产厂商在电源电路的设计过程中，采用在不带有频率限制的电源芯片的FB反馈端子上增加接地电容等措施来抑制开机声响，但是，也不能从根本上彻底消除。
因此，亟待出现一种成本低廉、且可有效避免开机声响的电源电路结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源软启动电路，以解决现有电源电路在开机瞬间有轻微声响的问题，且电路成本较低。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电源软启动电路，包含一电源芯片，该电源芯片包括供电电源端子和反馈端子，所述电源芯片的供电电源端子通过电阻一方面连接一储能电容，另一方面连接一开关电路的第一输入端；开关电路的第二输入端连接所述电源芯片的反馈端子；所述开关电路在其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制所述电源芯片的反馈端子短接到地。
其中，所述储能电容上的电压上升速度小于电源芯片的反馈端子在开机瞬间产生的冲击电压的上升速度。
进一步的，所述储能电容的正极连接一稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极接地。为了确保电源电路正常工作后此软启动电路不起作用，所述稳压二极管的反向击穿压降应大于所述电源芯片的反馈端子在开机瞬间产生的冲击电压的最大值。
又进一步的，为了实现电源电路停止工作时，储能电容上的电荷能够快速的泄放掉，以保证再次启动电源时此电路能够起到软启动的作用，所述储能电容的正极连接一泄放二极管的阳极，泄放二极管的阴极连接所述电源芯片的供电电源端子。
其中，所述的开关电路可以采用多种结构形式实现，以下仅阐述三种具体结构：第一种是采用一PNP型三极管组成所述的开关电路，所述PNP型三极管的基极连接所述开关电路的第一输入端，发射极连接所述开关电路的第二输入端，集电极接地。第二种是采用一P沟道MOS管组成所述的开关电路，所述MOS管的栅极连接所述开关电路的第一输入端，源极连接所述开关电路的第二输入端，漏极接地。第三种是采用一比较器和一可控开关元件组成所述的开关电路，所述比较器的两个输入端即为所述开关电路的第一输入端和第二输入端，所述比较器在检测到其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制可控开关元件导通，所述可控开关元件的开关通路串接在所述电源芯片的反馈端子与地之间。
再进一步的，所述电源芯片的反馈端子通过光电耦合器连接所述电源电路的输出电压反馈电路。
其中，所述电源芯片优选单端PWM控制器实现，对所述电源电路中开关变压器的开关频率进行控制。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电源软启动电路结构简单、成本低廉、实现容易，能够从根本上解决电源电路开机瞬间产生的声响问题，保证电压不会跃变，同时降低电磁干扰，适用于任意采用没有频率限制功能的电源芯片组成的开关电源电路中。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是现有电源电路中电源芯片的电路结构示意图；
图2是本发明所提出的电源软启动电路的一种实施方式的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细地描述。
本发明为了使目前采用由没有频率限制功能的电源芯片组成的开关电源电路具有软启动功能，以解决电源电路开机瞬间出现的声响问题，在电源芯片的VCC供电电源端子和FB反馈端子之间设计了一电源软启动电路，主要包括由电阻和储能电容组成的RC充电回路以及开关电路。电源芯片的VCC供电电源端子连接所述RC充电回路，在电源电路开机工作后为储能电容充电。所述储能电容的正极连接开关电路的第一输入端，开关电路的第二输入端连接电源芯片的FB反馈端子，所述开关电路在检测到其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制所述电源芯片的FB反馈端子短接到地。这样，只要合理地选择所述电阻和充电电容的参数值，使充电电容上的电压不会上升得比FB反馈端子开机瞬间产生的冲击电压的上升速度快，就能使电源电路在开机瞬间将FB反馈端子处产生的冲击电压泄放到地，从而保证FB反馈端子不会有电压冲击，解决电源电路开机声响的问题。
实施例一，参见图2所示，N1是电源芯片，N2是光电耦合器，电源芯片N1的FB反馈端子通过光电耦合器N2连接电源电路输出电压的反馈电路，根据反馈电压值调节电源芯片N1的驱动脉冲输出端子DRV输出脉冲的频率，以此改变开关电源中开关变压器的开关频率，以实现开关电源输出电压值的实时有效调节。如前所述，此开关电源在启动瞬间会发出声音，而产生声音的原因即在于电源芯片N1的FB反馈端子上会出现一个电压冲击，约4.2V左右，所述冲击电压随应用电路的不同电压值可能会略有差异，解决此问题的关键即在于在启动瞬间将此冲击电压泄放掉，为此，本实施例采用了如图2所示的电路结构。
图2中，所述开关电路采用一PNP型三极管V1实现，其发射极即为所述开关电路的第二输入端，连接电源芯片N1的FB反馈端子，集电极接地，基极即为所述开关电路的第一输入端，一方面连接储能电容C1的正极，储能电容C1的负极接地；另一方面通过电阻R1连接所述电源芯片N1的VCC供电电源端子。在电源电路开机瞬间，电源芯片N1的HV阳极高压端子瞬间启动，在VCC供电电源端子上产生电压，此电压通过电阻R1给储能电容C1充电，使PNP型三极管V1的基极电压逐渐升高，调整电容C1的容量使基极电压不会上升得比FB反馈端子快，从而控制三极管V1导通，使FB反馈端子处产生的冲击电压通过三极管V1泄放到地，从而保证FB反馈端子的电压不会有冲击。在所述储能电容C1的两端并联有一稳压二极管VZ1，当电容C1上的电压逐渐升高到稳压二极管VZ1的反向击穿压降时，电容C1上的电压保持不变。设计时，选用合适的稳压二极管VZ1，使稳压二极管VZ1的反向击穿压降比FB反馈端子在开机瞬间时产生的冲击电压的最高值略高，从而使三极管V1截止，以保证电源电路进入正常工作后此软启动电路不起作用，此时电源电路进入正常工作状态，FB反馈端子仅接收来自光电耦合器N2发出的输出电压反馈信号，以实现对电源电路输出电压的有效调节，以满足后续各功能电路的供电需求。
为了实现在电源电路停止工作时，储能电容C1上的电荷能够快速地泄放掉，在所述储能电容C1的正极与电源芯片N1的VCC供电电源端子之间连接有一泄放二极管VD1。所述泄放二极管VD1的阳极连接储能电容C1的正极，阴极连接电源芯片N1的VCC供电电源端子，在电源电路停止工作时，储能电容C1上的电荷通过泄放二极管VD1、VCC供电电源端子快速泄放，以保证再次启动电源时此电路能够起到上述作用。
采用此软启动电路需要注意的问题是：合理选择电阻R1和电容C1的参数值，使电容C1上的电压不会上升得比FB反馈端子的冲击电压的上升速度快。另外，合理选择稳压二极管VZ1的额定反向击穿压降值，使其略高于FB反馈端子上产生的冲击电压的最大值，以防止开机结束后影响电源电路的正常工作。
实施例二，在本实施例中，所述的开关电路采用一P沟道MOS管实现，其栅极即为所述开关电路的第一输入端，连接储能电容C1的正极；源极即为所述开关电路的第二输入端，连接所述电源芯片N1的FB反馈端子，漏极接地，其他电路结构同实施例一，本实施例在此不再赘述。
在电源电路开机瞬间，电源芯片N1的VCC供电电源端子上产生的电压通过电阻R1给储能电容C1充电，使P沟道MOS管的栅极电压逐渐升高，调整电容C1的容量使栅极电压的上升速度慢于FB反馈端子上产生的冲起电压的上升速度，从而使P沟道MOS管导通，FB反馈端子处产生的冲击电压通过P沟道MOS管的源极、漏极泄放到地，从而保证FB反馈端子的电压不会有冲击，以避免电源电路开机瞬间产生声响。
实施例三，在本实施例中，所述的开关电路可以采用一比较器和一可控开关元件组成，所述比较器的两个输入端即为所述开关电路的第一输入端和第二输入端，分别连接所述储能电容C1的正极和电源芯片N1的FB反馈端子。比较器对其两个输入端的电压值进行比较，在检测到其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制可控开关元件导通，所述可控开关元件的开关通路串接在所述电源芯片N1的FB反馈端子与地之间，进而在电源电路开机瞬间将电源芯片N1的FB反馈端子短接到地，以实现冲击电压的即时泄放，避免电压跃变，同时降低电磁干扰。其他电路结构及注意事项同实施例一，本实施例在此不再进行具体描述。
当然，所述的开关电路同样也可以采用其他多种结构形式实现，本发明并不仅限于上述举例。
在本发明中，所述的电源芯片N1可以选用目前开关电源电路中普遍采用的单端PWM控制器实现，比如安森美公司生产的NCP1200、NCP1205等电源芯片，本发明对比不进行具体限制。
应当指出，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1、一种电源软启动电路，包括电源芯片，该电源芯片包括供电电源端子和反馈端子，其特征在于：所述电源芯片的供电电源端子通过电阻一方面连接一储能电容，另一方面连接一开关电路的第一输入端；开关电路的第二输入端连接所述电源芯片的反馈端子；所述开关电路在其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制所述电源芯片的反馈端子短接到地。
2、根据权利要求1所述的电源软启动电路，其特征在于：所述储能电容上的电压上升速度小于电源芯片的反馈端子在开机瞬间产生的冲击电压的上升速度。
3、根据权利要求1所述的电源软启动电路，其特征在于：所述储能电容的正极连接一稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极接地。
4、根据权利要求3所述的电源软启动电路，其特征在于：所述稳压二极管的反向击穿压降大于所述电源芯片的反馈端子在开机瞬间产生的冲击电压的最大值。
5、根据权利要求1所述的电源软启动电路，其特征在于：所述储能电容的正极连接一泄放二极管的阳极，泄放二极管的阴极连接所述电源芯片的供电电源端子。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的电源软启动电路，其特征在于：在所述开关电路中包含有一PNP型三极管，所述三极管的基极连接所述开关电路的第一输入端，发射极连接所述开关电路的第二输入端，集电极接地。
7、根据权利要求1至5中任一项所述的电源软启动电路，其特征在于：在所述开关电路中包含有一P沟道MOS管，所述MOS管的栅极连接所述开关电路的第一输入端，源极连接所述开关电路的第二输入端，漏极接地。
8、根据权利要求1至5中任一项所述的电源软启动电路，其特征在于：在所述开关电路中包含有一比较器和一可控开关元件，所述比较器的两个输入端即为所述开关电路的第一输入端和第二输入端，所述比较器在检测到其第二输入端电压大于其第一输入端电压时控制可控开关元件导通，所述可控开关元件的开关通路串接在所述电源芯片的反馈端子与地之间。
9、根据权利要求1至5中任一项所述的电源软启动电路，其特征在于：所述电源芯片的反馈端子通过光电耦合器连接所述电源电路的输出电压反馈电路。
10、根据权利要求1所述的电源软启动电路，其特征在于：所述电源芯片为单端PWM控制器，控制所述电源电路中开关变压器的开关频率。
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