CN113346729B - 一种控制开关电源输出电压上升时间的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，三级管的发射极、二极管的阳极与电阻、三级管的发射极共同连接在开关电源后级输出电路回路的正线上；三极管的集电极连接在后级负载的供电正线上；三极管的基极、电阻的另一端、三极管的集电极共同连接在一起，二极管的阴极与电阻、电容的一端相互连接；三极管的基极与电阻、电容相互连接；三极管的集电极与电阻相连；三极管的基极、电阻相互连接；三极管的发射极与电阻连接。本发明在不改变开关电源内部电路，不调节内部环路参数的情况下，在其输出回路外部加入本发明电路，达到控制开关电源输出电压上升时间，适配后级负载电路的目的。

Description

一种控制开关电源输出电压上升时间的电路
技术领域
本发明涉及开关电源领域，尤其是一种控制开关电源输出电压上升时间的电路。
背景技术
在电子系统中，开关电源通常作为标准电源模块或者标准板卡等部组件作为系统构建的一部分，通过功率转换为系统提供所需的各路电压输出，开关电源的电特性直接关系电子系统的功能性能以及可靠性。在开关电源中,输出电压上升时间指输出电压从10％上升到90％的时间，该时间由开关电源的环路参数决定，属开关电源的固有品质，外部无法调节，但系统内部开关电源的自身电特性以及输出电压建立时间与后级负载启动具有一定的适配性。如果开关电源输出电压上升时间过快，后级负载有较大容量的滤波电容时，电容充电会产生较大的浪涌电流，此时消耗的能量较大，对前级供电系统造成较大的能量冲击，导致前级供电系统掉电，影响前级供电系统为其它设备供电，从而造成开关电源输出电压掉电，后级负载设备重启。而当开关电源输出电压上升时间过慢，会加大后级负载设备反应延迟，同时如果后级负载是门电路，当输出电压达到门限后，负载电流瞬时急剧增大，造成开关电源瞬时过功率，输出电压出现负斜率甚至是过流关断。
目前开关电源可通过调节内部环路参数达到控制输出上电时间的目的，但是开关电源内部环路参数是通过均衡开关电源的环路稳定性和动态响应等重要电特性而综合计算得出，该参数一旦确定，则电源品质固化，使用开关电源时无法从外部进行调节。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，在不改变开关电源内部电路设计，不调节内部环路参数的情况下，在其输出回路外部加入本发明所述电路，达到控制开关电源输出电压上升时间，适配后级负载电路的目的。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明涉及一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，该电路由三极管、二极管、电阻、电容等元件组成，各个元件之间的连接关系如下所述：
三级管V2的发射极V2e、二极管D1的阳极、电阻R2的一端、电阻R5的一端、三级管V3的发射极V3e共同连接在开关电源后级输出电路回路的正线上；其中V2、V3均为PNP三极管；
三极管V3的集电极V3c连接在后级负载的供电正线上；
三极管V3的基极V3b、电阻R5的另一端、三极管V1的集电极(V3c)连接在一起；
电阻R3、电阻R6、电阻R7的一端连接在开关电源后级输出电路回路的地线上(该地线也为后级负载供电的地线)；
二极管D1的阴极、电阻R1的一端、C1的一端相互连接；
三极管V2的基极V2b与电阻R1的另一端、C1的另一端、R2的另一端、R3的另一端相互连接；
三极管V2的集电极V2c与电阻R4的一端相连；
三极管V1的基极V1b、电阻R4的另一端、电阻R6的另一端相互连接；其中V1为NPN三极管；
三极管V1的基发射极V1e与电阻R7的另一端连接。
本发明和现有技术相比有益效果为：
(1)本发明所述一种控制开关电源输出电压上升时间的电路可以有效的控制开关电源输出电压的上升时间，避免输出上电过快对前级供电系统或后级设备产生不良影响。
(2)本发明不会影响开关电源的环路稳定性和响应速度。
(3)可应用于输入回路中使用，避免一次源上电过快，造成输入冲击电流过大，触发一次源关断保护。
(4)该电路结构简单，调试方便。
(5)该电路控制输出电压的上电时间可根据实际要求进行调节，具体调节C1的容值和R2、R3的阻值来实现。
(6)原理清楚，设计简单。
(7)工程可实现，应用的元器件种类及数量少，节约成本。
附图说明
图1为本发明的具体电路原理图。
具体实施方式
开关电源作为标准电源模块或者标准板卡等部组件作为系统构建的一部分，开关电源的反馈环路是采用电压或电流环路负反馈控制方法，环路参数通过均衡环路稳定性和动态响应等其它重要电特性而综合计算得出，一旦确定，则开关电源自身品质固化，因此开关电源的输出电压上升时间由内部的环路参数决定，属开关电源的固有品质，外部无法调节，开关电源的电特性直接关系电子系统的功能性能以及可靠性。但系统内部开关电源自身电特性和输出电压建立时间对后级负载启动时均有较大影响。如果开关电源和后级负载电路不适配，会造成开关电源输出电压出现负斜率甚至是掉电，后级负载电路重启甚至损坏的情况。而本发明在不改变开关电源内部环路参数的情况下，在应用开关电源时，通过在后级负载电路增加本发明所述的控制开关电源输出电压上升时间的电路，通过调节该电路中的相关参数，达到控制输出上电时间得以适配负载特性目的。该电路无需改变开关电源内部环路参数，不会影响开关电源自身的环路稳定性和动态响应等固有电特性，就能够达到控制输出上电时间的目的。
本发明涉及一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，该电路由以下元件组成，具体电路图见附图1，下面对各个元器件的功能进行说明：
(1)二极管D1、电容C1、电阻R2和R3通过串并联实现三极管V2的缓慢导通。具体工作原理为：开关电源的输出电压VOUT1在上升的过程中，PNP三极管V2的Vbe之间的电压为开关电源输出VOUT1的电压经过电阻R2、R3分压后电阻R2上的电压值，由于电容C1上的电压不能突变，使得VOUT1在上电建立的过程中R2上的电压值缓慢上升，三极管V2的Vbe电压缓慢上升，三极管V2的缓慢导通，V2上的电压降减小。
(2)PNP三极管V2、电阻R4和电阻R6三者分压，R6上的电压为NPN三极管V1上Vbe的电压，由于V2上的电压降减小，则R6上的电压缓慢增大，三极管V1缓慢导通，V1上的电压降减小。
(3)三极管V1、电阻R5和R7三者分压，R5上的电压为PNP三极管V3上Vbe的电压，由于V1上的电压降减小，则R5上的电压缓慢增大，三极管V3缓慢导通，输出电压缓慢建立。
(4)二极管D1、电阻R1为电容C1的放电回路，保证在下次开关电源启动时，电容C1上的电压为0，从而使得R2上的电压缓慢建立，根据以上所述，三极管V2、V1、V3缓慢开通，使得输出电压缓慢建立。

Claims (4)

1.一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，包括三极管、二极管、电阻、电容元件，其特征在于，三极管V2的发射极V2e、二极管D1的阳极、电阻R2的一端、电阻R5的一端、三极管V3的发射极V3e共同连接在开关电源后级输出电路回路的正线上；三极管V3的集电极V3c连接在后级负载的供电正线上；三极管V3的基极V3b、电阻R5的另一端、三极管V1的集电极V3c共同连接在一起，电阻R3、电阻R6、电阻R7的一端连接在开关电源后级输出电路回路的地线上；二极管D1的阴极、电阻R1的一端、C1的一端相互连接；三极管V2的基极V2b与电阻R1的另一端、电容C1的另一端、R2的另一端、电阻R3的另一端相互连接；三极管V2的集电极V2c与电阻R4的一端相连；三极管V1的基极V1b、电阻R4的另一端、电阻R6的另一端相互连接；三极管V1的发射极V1e与电阻R7的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，其特征在于，三极管V2、V3均为PNP三极管。
3.根据权利要求1所述的一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，其特征在于，所述的开关电源后级输出电路回路的地线也为后级负载供电的地线。
4.根据权利要求1所述的一种控制开关电源输出电压上升时间的电路，其特征在于，其中三极管V1为NPN三极管。
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一种可双相自动均流的高性能LDO芯片研究设计;黄艳;中国优秀硕士论文电子期刊网;全文 *

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