CN106059278A - 一种频率软启动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种频率软启动控制电路，包括电压基准电路，其输出端与软启动电路的输入端相连，软启动电路的输出端与误差放大电路的第一输入端相连，取样隔离放大电路的输出端与误差放大电路的第二输入端相连，误差放大电路的输出端与电压频率振荡器电路的输入端相连，电压频率振荡器电路的输出端作为频率软启动控制电路的频率输出端。本发明通过更改软启动电路的位置和机理,使得改进后的软启动电路真正做到了开机信号到来时，输出频率由0频率逐渐增大到闭环后的频率，电源输出就会由低到高输出，从而实现了频率调制方式电源的软启动开机，减小了电源开机时对电路元器件的冲击，提高了电源的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子的控制电路技术领域，尤其是一种频率软启动控制电路。
背景技术
开关电源的控制电路对电源的影响非常重要，是开关电源的指挥控制系统，电源是有功率的，为了减小对电路元器件的应力，提高电源的可靠性，现在绝大部分电源控制芯片内部都有软启动功能，使得具有电源控制芯片的电源都能实现电源软启动的开启。
现有的频率软启动控制电路原理图如图1所示，当开机ON信号送来后，由于开机ON信号15V电平大于7V电压基准电平，所以软启动积分运算放大器N6A的输出电压就由高电平转变为低电平，这样二极管V2就会导通，电源频率振荡器的输入电压就被拉低，振荡器的输出频率也就降低，从而实现了开机ON信号来时的频率软启动功能。当开机ON电平到来后的若干时间后，电源已经工作起来了，电压取样也就获得了电平信号，取样电压是负电平，该取样电压经过取样隔离反相放大后为正电平，与电压基准电平进行误差放大后输出到电压频率振荡电路。根据二极管的单向导通性，若大于软启动输出电平，则二极管V2导通，软启动电路仍然控制着电源的频率，决着电源输出的高低；若小于软启动输出电平，则二极管V2截止，取样电平来控制电源的频率，电源进入了闭环控制状态。
可见，现有软启动控制电路的不足之处是没有真正实现输出频率由低到高建立，在开机ON电平送来时之前，电压频率振荡器的输入电压是高电平，对应输出是最高频率，只有在开机ON信号来时，振荡器的输出频率才会降低，实践证明，这种软启动电路能够实现电源带载情况下的软启动，而无法实现电源空载情况下的软启动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现了电源空载情况下的软启动开机,减小了电源开机时对电路元器件的冲击,提高了电源的可靠性的频率软启动控制电路。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种频率软启动控制电路，
包括用于产生7V的基准电平的电压基准电路，其输出端与软启动电路的输入端相连，软启动电路的输出端与误差放大电路的第一输入端相连，用于将取样电压进行隔离、放大的取样隔离放大电路的输出端与误差放大电路的第二输入端相连，误差放大电路的输出端与用于将电压信号变换成频率信号的电压频率振荡器电路的输入端相连，电压频率振荡器电路的输出端作为频率软启动控制电路的频率输出端。
所述电压基准电路包括芯片N1和电阻R1，芯片N1采用LM199精密基准电源，所述软启动电路包括积分放大器N2A、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2，所述芯片N1的2、3、4脚共地，芯片N1的3脚接正电源VDD，芯片N1的1脚分别与电阻R1、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端接正电源VDD，电阻R2的另一端与积分放大器N2A的正相输入端相连，电容C1的两端跨接在芯片U1的1、2脚上，积分放大器N2A的反相输入端分别与电阻R3、电容C2的一端相连，电阻R3的另一端接开机ON电平，电容C2的另一端与积分放大器N2A的输出端相连后与二极管V1的阳极相连，积分放大器N2A的4脚接正电源VDD，积分放大器N2A的11脚接地；所述积分放大器N2A采用运放LM124。
所述取样隔离放大电路包括电阻R5、电容C3、电阻R6、运放N3A、电阻R7、电阻R8、电阻R9和运放N3B，所述电阻R5的一端接收电压取样信号，另一端分别与电容C3的一端、电阻R6的一端和运放N3A的正相输入端相连，电容C3的另一端、电阻R6的另一端共地，运放N3A的4脚接正电源VDD，运放N3A的11脚接负电源VTT，运放N3A的反相输入端与运放N3A的输出端相连后通过电阻R8分别与运放N3B的反相输入端和电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端接运放N3B的输出端，运放N3B的正相输入端通过电阻R7接地，运放N3B的4脚和11脚悬空，运放N3B的输出端与误差放大电路的第二输入端相连；所述运放N3A和运放N3B均采用运放LM124。
所述误差放大电路包括电阻R4、电阻R10、电容C4、电阻R11和误差放大器N2B，误差放大器N2B的正相输入端与电阻R4的一端相连，误差放大器N2B的反相输入端分别与二极管V1的阴极、电容C4、电阻R10的一端相连，电容C4与电阻R11串联，电阻R11的另一端接误差放大器N2B的输出端，电阻R10的另一端与取样隔离放大电路的输出端相连；所述误差放大器N2B采用运放LM124。
所述电压频率振荡器电路包括电阻R12、电容C5、电容C6、电阻R13和压控振荡器N4，所述压控振荡器N4的2脚接在电阻R12、电容C5之间，电阻R12、电容C5串联，电阻R12的另一端接误差放大电路的输出端，电容C5的另一端接压控振荡器N4的10脚，所述压控振荡器N4的1接接地，压控振荡器N4的4脚通过电容C6接地，压控振荡器N4的7脚与压控振荡器N4的10脚相连，压控振荡器N4的5脚悬空，压控振荡器N4的9脚接正电源VDD，电阻R13跨接在压控振荡器N4的9脚和6脚之间，压控振荡器N4的6脚作为频率软启动控制电路的频率输出端，压控振荡器N4的3脚接负电源VTT，压控振荡器N4的8脚接地；所述压控振荡器N4的型号为VFC32。
由上述技术方案可知，本发明的优点在于：本发明将软启动电路的位置由误差放大器N2B的输出端挪到了误差放大器N2B的输入端；将开机ON电平由积分放大器N2A的正相输入端改到积分放大器N2A的反相输入端；将二极管V1的接法由软启动电路的输出端接二极管V1的阴极改为接二极管V1的阳极，通过更改软启动电路的位置和机理,使得改进后的软启动电路真正做到了开机信号到来时,输出频率由0频率逐渐增大到闭环后的频率,电源输出就会由低到高输出，从而实现了频率调制方式电源的软启动开机,减小了电源开机时对电路元器件的冲击,提高了电源的可靠性。
附图说明
图1为现有技术中现有的频率软启动控制电路原理图；
图2为本申请的电路原理图。
具体实施方式
如图2所示，一种频率软启动控制电路，包括用于产生7V的基准电平的电压基准电路1，其输出端与软启动电路2的输入端相连，软启动电路2的输出端与误差放大电路4的第一输入端相连，用于将取样电压进行隔离、放大的取样隔离放大电路3的输出端与误差放大电路4的第二输入端相连，误差放大电路4的输出端与用于将电压信号变换成频率信号的电压频率振荡器电路5的输入端相连，电压频率振荡器电路5的输出端作为频率软启动控制电路的频率输出端。
如图2所示，所述电压基准电路1包括芯片N1和电阻R1，芯片N1采用LM199精密基准电源，所述软启动电路2包括积分放大器N2A、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2，所述芯片N1的2、3、4脚共地，芯片N1的3脚接正电源VDD，芯片N1的1脚分别与电阻R1、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端接正电源VDD，电阻R2的另一端与积分放大器N2A的正相输入端相连，电容C1的两端跨接在芯片U1的1、2脚上，积分放大器N2A的反相输入端分别与电阻R3、电容C2的一端相连，电阻R3的另一端接开机ON电平，电容C2的另一端与积分放大器N2A的输出端相连后与二极管V1的阳极相连，积分放大器N2A的4脚接正电源VDD，积分放大器N2A的11脚接地；所述积分放大器N2A采用运放LM124。
如图2所示，所述取样隔离放大电路3包括电阻R5、电容C3、电阻R6、运放N3A、电阻R7、电阻R8、电阻R9和运放N3B，所述电阻R5的一端接收电压取样信号，另一端分别与电容C3的一端、电阻R6的一端和运放N3A的正相输入端相连，电容C3的另一端、电阻R6的另一端共地，运放N3A的4脚接正电源VDD，运放N3A的11脚接负电源VTT，运放N3A的反相输入端与运放N3A的输出端相连后通过电阻R8分别与运放N3B的反相输入端和电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端接运放N3B的输出端，运放N3B的正相输入端通过电阻R7接地，运放N3B的4脚和11脚悬空，运放N3B的输出端与误差放大电路4的第二输入端相连；所述运放N3A和运放N3B均采用运放LM124。
如图2所示，所述误差放大电路4包括电阻R4、电阻R10、电容C4、电阻R11和误差放大器N2B，误差放大器N2B的正相输入端与电阻R4的一端相连，误差放大器N2B的反相输入端分别与二极管V1的阴极、电容C4、电阻R10的一端相连，电容C4与电阻R11串联，电阻R11的另一端接误差放大器N2B的输出端，电阻R10的另一端与取样隔离放大电路3的输出端相连；所述误差放大器N2B采用运放LM124。
如图2所示，所述电压频率振荡器电路5包括电阻R12、电容C5、电容C6、电阻R13和压控振荡器N4，所述压控振荡器N4的2脚接在电阻R12、电容C5之间，电阻R12、电容C5串联，电阻R12的另一端接误差放大电路4的输出端，电容C5的另一端接压控振荡器N4的10脚，所述压控振荡器N4的1接接地，压控振荡器N4的4脚通过电容C6接地，压控振荡器N4的7脚与压控振荡器N4的10脚相连，压控振荡器N4的5脚悬空，压控振荡器N4的9脚接正电源VDD，电阻R13跨接在压控振荡器N4的9脚和6脚之间，压控振荡器N4的6脚作为频率软启动控制电路的频率输出端，压控振荡器N4的3脚接负电源VTT，压控振荡器N4的8脚接地；所述压控振荡器N4的型号为VFC32。
以下结合图2对本发明作进一步的说明。
当开机ON电平送来前，开机ON电平是低电平，电压基准电平是7V电压，因此软启动电路2的输出电压为高电平，误差放大器N2B的反相输入端就为高电平，高于误差放大器N2B的正相输入端7V电平，这样误差放大器N2B的输出端就是0V低电平，电压频率振荡器N4的输出频率就是0频率；当开机ON电平送来后，开机ON电平是15V高电平，超过7V电压基准电平，因此软启动电路2的输出电压是低电平，误差放大器N2B的输入端就为低电平，低于误差放大器N2B的正相输入端7V电平，这样误差放大器N2B的输出端就是高电平，电压频率振荡器N4输出频率就是高频率输出。由于软启动电路2用的是积分运算放大器即积分放大器N2A，因此运放输出电压是缓慢变化的，从而实现了输出频率由0频率向高频率的逐渐变化，即频率软启动开机。
当开机ON电平到来后的若干时间后，电源已经工作起来了，电压取样也就获得了电平信号(取样电压是负电平)，该取样电压经过取样隔离反相放大后为正电平，与软启动输出电平进行比较。根据二极管的单向导通性，若小于软启动输出电平，则二极管V1导通，软启动电路2仍然控制着电源的频率，决着电源输出的高低；若大于软启动输出电平，则二极管V1截止，取样电平来控制电源的频率，电源进入了闭环控制状态。
综上所述，本发明通过更改软启动电路2的位置和机理，使得改进后的软启动电路2真正做到了开机信号到来时,输出频率由0频率逐渐增大到闭环后的频率，电源输出就会由低到高输出，从而实现了频率调制方式电源的软启动开机，减小了电源开机时对电路元器件的冲击,提高了电源的可靠性。
Claims (5)
1.一种频率软启动控制电路，其特征在于：包括用于产生7V的基准电平的电压基准电路（1），其输出端与软启动电路（2）的输入端相连，软启动电路（2）的输出端与误差放大电路（4）的第一输入端相连，用于将取样电压进行隔离、放大的取样隔离放大电路（3）的输出端与误差放大电路（4）的第二输入端相连，误差放大电路（4）的输出端与用于将电压信号变换成频率信号的电压频率振荡器电路（5）的输入端相连，电压频率振荡器电路（5）的输出端作为频率软启动控制电路的频率输出端。
2.根据权利要求1所述的频率软启动控制电路，其特征在于：所述电压基准电路（1）包括芯片N1和电阻R1，芯片N1采用LM199精密基准电源，所述软启动电路（2）包括积分放大器N2A、电阻R2、电阻R3、电容C1和电容C2，所述芯片N1的2、3、4脚共地，芯片N1的3脚接正电源VDD，芯片N1的1脚分别与电阻R1、电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端接正电源VDD，电阻R2的另一端与积分放大器N2A的正相输入端相连，电容C1的两端跨接在芯片U1的1、2脚上，积分放大器N2A的反相输入端分别与电阻R3、电容C2的一端相连，电阻R3的另一端接开机ON电平，电容C2的另一端与积分放大器N2A的输出端相连后与二极管V1的阳极相连，积分放大器N2A的4脚接正电源VDD，积分放大器N2A的11脚接地；所述积分放大器N2A采用运放LM124。
3.根据权利要求1所述的频率软启动控制电路，其特征在于：所述取样隔离放大电路（3）包括电阻R5、电容C3、电阻R6、运放N3A、电阻R7、电阻R8、电阻R9和运放N3B，所述电阻R5的一端接收电压取样信号，另一端分别与电容C3的一端、电阻R6的一端和运放N3A的正相输入端相连，电容C3的另一端、电阻R6的另一端共地，运放N3A的4脚接正电源VDD，运放N3A的11脚接负电源VTT，运放N3A的反相输入端与运放N3A的输出端相连后通过电阻R8分别与运放N3B的反相输入端和电阻R9的一端相连，电阻R9的另一端接运放N3B的输出端，运放N3B的正相输入端通过电阻R7接地，运放N3B的4脚和11脚悬空，运放N3B的输出端与误差放大电路（4）的第二输入端相连；所述运放N3A和运放N3B均采用运放LM124。
4.根据权利要求1所述的频率软启动控制电路，其特征在于：所述误差放大电路（4）包括电阻R4、电阻R10、电容C4、电阻R11和误差放大器N2B，误差放大器N2B的正相输入端与电阻R4的一端相连，误差放大器N2B的反相输入端分别与二极管V1的阴极、电容C4、电阻R10的一端相连，电容C4与电阻R11串联，电阻R11的另一端接误差放大器N2B的输出端，电阻R10的另一端与取样隔离放大电路（3）的输出端相连；所述误差放大器N2B采用运放LM124。
5.根据权利要求1所述的频率软启动控制电路，其特征在于：所述电压频率振荡器电路（5）包括电阻R12、电容C5、电容C6、电阻R13和压控振荡器N4，所述压控振荡器N4的2脚接在电阻R12、电容C5之间，电阻R12、电容C5串联，电阻R12的另一端接误差放大电路（4）的输出端，电容C5的另一端接压控振荡器N4的10脚，所述压控振荡器N4的1接接地，压控振荡器N4的4脚通过电容C6接地，压控振荡器N4的7脚与压控振荡器N4的10脚相连，压控振荡器N4的5脚悬空，压控振荡器N4的9脚接正电源VDD，电阻R13跨接在压控振荡器N4的9脚和6脚之间，压控振荡器N4的6脚作为频率软启动控制电路的频率输出端，压控振荡器N4的3脚接负电源VTT，压控振荡器N4的8脚接地；所述压控振荡器N4的型号为VFC32。
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