一种新型双控软启动电路及新型开关电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种新型双控软启动电路及新型开关电源系统，属于开关电源技术领域。该新型双控软启动电路包括：参考电压源、第一反相器、第二反相器、与门、分频器、第一软启动脉宽产生器以及第二软启动脉宽产生器。所示新型开关电源系统包括：变压器、新型开关电源控制器、功率开关管和反馈器；该新型开关电源控制器包括：上下电使能电路、脉宽调制器、驱动电路以及所述新型双控软启动电路。通过VDD端口、VCS端口对含有该新型双控软启动电路的新型开关电源系统进行双路信号的双控软启动操作，令其既能在上电时完成软启动，也能在CS脚位端口对地短路时更好地保护功率管，因此能够最大限度保障用户用电设备的安全性，具备较好的市场应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种新型双控软启动电路及新型开关电源系统


[0001]本专利技术涉及开关电源
，特别是涉及一种新型双控软启动电路及新型开关电源系统。

技术介绍

[0002]电源作为所有电子产品的供电设备，需要满足更加严格的安全标准。由于开关电源系统刚启动时系统变压器次边输出端电压还没有建立，几乎是零电压，导致此时变压器在功率管导通时存储在原边的磁能无法释放而不断累积，极易导致启动时从第一个周期开始变压器原边线圈电流I
P
就过高损坏功率管。因此，传统开关电源系统普遍采用传统单控软启动技术避免上述问题。现在，考虑这种采用传统单控软启动技术开关电源系统的另外一种特殊情况，就是当原边线圈电流的电流检测脚位CS对地短路时，尽管每个开关电源控制器均含有脚位CS对地短路保护，但当短路发生时功率管都需要打出一个脉冲用于检测CS脚位是否对地短路，而此时CS脚位电压为零，导致开关电源控制器内部的过流保护和软启动均失效，结果功率管打出一个超大脉宽才能关闭，这个超大脉宽会让变压器原边线圈电流I
P
的峰值飙升至超过功率管额定最大电流值而损坏。
[0003]传统开关电源系统如图1所示，图1示出了一种传统开关电源系统10，其工作波形如图6和图8所示。通过将变压器TR次边输出电压Vo通过反馈器12采样至开关电源控制器11的FB脚端口与经变压器原边线圈中电流Ip通过功率管M1、限流电阻Rcs采样至电源转换器11的CS脚端口来产生脉冲宽度变化的方波信号Vsw来控制功率管M1的开启和关闭，从而完成变压器TR能量的传输。传统开关电源系统10采用了传统单控软启动技术。传统开关电源系统10正常工作的启动过程波形如图6所示，每次启动时在开关电源控制器11内部产生一个从低电平缓变升高的斜坡电压V
SS
，V
SS
充当限流阈值去切CS脚电压V
CS
的峰值，结果V
CS
峰值随V
SS
斜坡电压逐个周期缓慢地从低电平升高，而V
CS
＝I
P
R
CS
(R
CS
是CS脚对地电阻器)，所以变压器TR原边线圈中电流I
P
峰值逐个周期缓慢地从低升高，结果软启动技术就保护了功率管M1在启动过程中的安全。再参见图8，图8是传统开关电源系统10发生CS脚位对地短路时候的波形，从波形中可以看出传统开关电源系统10在发生CS脚位对地短路时V
CS
＝0，软启动输出信号V
SST
每个脉冲都是最大脉宽，与CLK的最大脉宽相同，结果导致驱动功率管M1栅极信号V
SW
出现最大脉宽，I
P
峰值飙升超过了功率管M1的最大额定电流值，极易损坏功率管。所以有必要采取措施避免上述问题，从而达到保护用户设备安全性的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种新型双控软启动电路及新型开关电源系统，以保证应用该新型双控软启动电路的开关电源的安全稳定工作，从而提高用户用电设备安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种新型双控软启动电路，包括：参考电压源、第一反相器、第二反相器、与门、分频器、第一软启动脉宽产生器以及第二软启动脉宽产生器；
[0007]所述参考电压源的输入端接电源端口VDD，所述参考电压源的输出端产生基准参考电压vref；
[0008]所述第一反相器的输入端接上下电使能电路输出的使能信号EN，所述第一反相器的输出端产生使能信号EN的反相信号EN_N；
[0009]所述第二反相器的输入端接所述分频器的第十输出端，所述第二反相器的输出端接所述与门的第一输入端；所述与门的第二输入端接脉宽调制器输出的时钟信号CLK；所述与门的输出端接所述分频器的第一输入端；所述分频器的第二输入端接所述使能信号EN；所述分频器的第一～第十输出端分别产生第一～第十数字分频信号Q1～Q10；
[0010]所述第一软启动脉宽产生器的第一输入端接所述基准参考电压vref，所述第一软启动脉宽产生器的第二输入端接所述时钟信号CLK，所述第一软启动脉宽产生器的第三输入端接软启动电压V
SS
；所述第一软启动脉宽产生器的输出端产生第一脉宽信号V
SST_TON
；
[0011]所述第二软启动脉宽产生器的第一输入端接所述基准参考电压vref，所述第二软启动脉宽产生器的第二输入端接所述时钟信号CLK，所述第二软启动脉宽产生器的第三输入端接CS端口的限流电压V
CS
；所述第二软启动脉宽产生器的第四～第七输入端分别接所述分频器输出的第七～第十数字分频信号Q7～Q10；所述第二软启动脉宽产生器的第一输出端产生软启动电压V
SS
；所述第二软启动脉宽产生器的第二输出端产生第二脉宽信号V
SST
。
[0012]可选地，所述分频器包括：依照电性串行连接的第一～第十触发器；
[0013]每个所述触发器包含时钟端CLK2、清零端CLR以及输出端Q；所述第一触发器的时钟端CLK2为所述分频器的第一输入端，所述第一触发器的清零端CLR为所述分频器的第二输入端；所述第一～第十触发器的输出端Q分别为所述分频器的第一～第十输出端；所述第一～第十触发器的清零端CLR均接所述使能信号EN；所述第一～第九触发器的输出端Q分别接所述第二～第十触发器的时钟端CLK2。
[0014]可选地，所述第一软启动脉宽产生器包括：电压周期三角波产生器、第一比较器、或门以及与非门；
[0015]所述电压周期三角波产生器的第一输入端为所述第一软启动脉宽产生器的第一输入端，所述电压周期三角波产生器的第二输入端为所述第一软启动脉宽产生器的第二输入端，所述电压周期三角波产生器的输出端产生与所述时钟信号CLK同频率的电压周期三角波信号V
SAW
；所述第一比较器的正向输入端接所述电压周期三角波信号V
SAW
，所述第一比较器的反向输入端为所述第一软启动脉宽产生器的第三输入端；所述第一比较器的电压输入端接所述基准参考电压vref；所述第一比较器的输出端接所述或门的第一输入端；所述或门的第二输入端接所述时钟信号CLK的反相信号CLK_N；所述或门的输出端接所述与非门的第一输入端；所述与非门的第二输入端接所述第二反相器的输出端；所述与非门的输出端为所述第一软启动脉宽产生器的输出端。
[0016]可选地，所述电压周期三角波产生器包括：第一电流镜、第二电流镜、第一开关、第二开关、第三反相器、N型开关管以及第一电容器；
[0017]所述第一电流镜的输入端为所述电压周期三角波产生器的第一输入端；所述第一电流镜的输出端接所述第一开关的第一连接端；所述第一开关的第二连接端分别接所述第二开关的第一连接端、所述N型开关管的漏极、所述第一电容器的一端；所述N型开关管的栅极接所述使能信号EN的反相信号EN_N；所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型双控软启动电路，其特征在于，包括：参考电压源、第一反相器、第二反相器、与门、分频器、第一软启动脉宽产生器以及第二软启动脉宽产生器；所述参考电压源的输入端接电源端口VDD，所述参考电压源的输出端产生基准参考电压vref；所述第一反相器的输入端接上下电使能电路输出的使能信号EN，所述第一反相器的输出端产生使能信号EN的反相信号EN_N；所述第二反相器的输入端接所述分频器的第十输出端，所述第二反相器的输出端接所述与门的第一输入端；所述与门的第二输入端接脉宽调制器输出的时钟信号CLK；所述与门的输出端接所述分频器的第一输入端；所述分频器的第二输入端接所述使能信号EN；所述分频器的第一～第十输出端分别产生第一～第十数字分频信号Q1～Q10；所述第一软启动脉宽产生器的第一输入端接所述基准参考电压vref，所述第一软启动脉宽产生器的第二输入端接所述时钟信号CLK，所述第一软启动脉宽产生器的第三输入端接软启动电压V
SS
；所述第一软启动脉宽产生器的输出端产生第一脉宽信号V
SST_TON
；所述第二软启动脉宽产生器的第一输入端接所述基准参考电压vref，所述第二软启动脉宽产生器的第二输入端接所述时钟信号CLK，所述第二软启动脉宽产生器的第三输入端接CS端口的限流电压V
CS
；所述第二软启动脉宽产生器的第四～第七输入端分别接所述分频器输出的第七～第十数字分频信号Q7～Q10；所述第二软启动脉宽产生器的第一输出端产生软启动电压V
SS
；所述第二软启动脉宽产生器的第二输出端产生第二脉宽信号V
SST
。2.根据权利要求1所述的新型双控软启动电路，其特征在于，所述分频器包括：依照电性串行连接的第一～第十触发器；每个所述触发器包含时钟端CLK2、清零端CLR以及输出端Q；所述第一触发器的时钟端CLK2为所述分频器的第一输入端，所述第一触发器的清零端CLR为所述分频器的第二输入端；所述第一～第十触发器的输出端Q分别为所述分频器的第一～第十输出端；所述第一～第十触发器的清零端CLR均接所述使能信号EN；所述第一～第九触发器的输出端Q分别接所述第二～第十触发器的时钟端CLK2。3.根据权利要求1所述的新型双控软启动电路，其特征在于，所述第一软启动脉宽产生器包括：电压周期三角波产生器、第一比较器、或门以及与非门；所述电压周期三角波产生器的第一输入端为所述第一软启动脉宽产生器的第一输入端，所述电压周期三角波产生器的第二输入端为所述第一软启动脉宽产生器的第二输入端，所述电压周期三角波产生器的输出端产生与所述时钟信号CLK同频率的电压周期三角波信号V
SAW
；所述第一比较器的正向输入端接所述电压周期三角波信号V
SAW
，所述第一比较器的反向输入端为所述第一软启动脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海灿瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：