專利名稱：一種直流電源軟加載電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源應(yīng)用控制技術(shù)，尤其涉及直流電源的軟加載電路裝置。
背景技術(shù)：
為使供電電源工作穩(wěn)定，通常會(huì)在板上電源變換器、中間總線電源變換器、負(fù)載點(diǎn)電源變換器和單體電子裝置電源變換器等裝置的輸入端均并聯(lián)有儲(chǔ)能電容器。在上電時(shí)， 這類儲(chǔ)能電容器通常會(huì)產(chǎn)生較穩(wěn)態(tài)工作電流大得多的瞬時(shí)沖擊電流。另外，一些非調(diào)速的直流電動(dòng)機(jī)在上電時(shí)由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子反電動(dòng)勢(shì)的建立需要一個(gè)過程，在這一過程中也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較大的沖擊電流。在上述各種情形下的沖擊電流有可能造成供電電源的短時(shí)過電流或短時(shí)電壓跌落，從而影響供電電源的正常工作，甚至損壞供電電源。解決上述問題的方法通常是在供電電源和其負(fù)載之間串入軟加載電路或軟啟動(dòng)電路。而傳統(tǒng)的軟加載電路或軟啟動(dòng)電路均存在一些缺點(diǎn)，特別是在中大功率的應(yīng)用場(chǎng)合更是如此，例如如下的幾種傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)電路。(I)NTC熱敏電阻軟啟動(dòng)電路負(fù)溫度系數(shù)(NTC，Negative Temperature Coefficient)熱敏電阻的特性是在冷態(tài)(無電流流經(jīng)其中)時(shí)其電阻阻值較大，而在熱態(tài)(有電流流經(jīng)其中)時(shí)其電阻阻值較小。NTC熱敏電阻軟啟動(dòng)電路的原理是將NTC熱敏電阻串聯(lián)在供電電源和其負(fù)載之間，在上電瞬間由于NTC熱敏電阻處在冷態(tài)而有較大的阻值，限制了啟動(dòng)沖擊電流；隨著上電后的時(shí)間推移，NTC熱敏電阻的溫度逐漸升高，其阻值會(huì)逐漸下降，當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)其阻值最?。淮藭r(shí)，電路達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。NTC熱敏電阻軟啟動(dòng)電路有如下的缺點(diǎn)1)當(dāng)負(fù)載掉電后，由于此時(shí)NTC熱敏電阻仍處于熱態(tài)下而具有較小的阻值，因此需要等足夠的時(shí)間待NTC熱敏電阻處于冷態(tài)后才能上電，否則軟啟動(dòng)電路便起不到應(yīng)有的限流作用；2)該電路在正常工作時(shí)NTC熱敏電阻的阻值不為0，因而會(huì)有一定的功率損耗；3)該電路對(duì)啟動(dòng)電流的限制作用會(huì)隨環(huán)境溫度的變換而變化，啟動(dòng)過程的特性由所選NTC熱敏電阻的特性和環(huán)境溫度決定，無法通過設(shè)計(jì)的其它手段來改變。(2)固定電阻軟啟動(dòng)電路在啟動(dòng)過程中將一固定電阻串聯(lián)在供電電源和負(fù)載之間，在啟動(dòng)過程結(jié)束時(shí)用繼電器將該固定電阻短接。這種軟啟動(dòng)電路實(shí)際上是分段硬啟動(dòng)電路，啟動(dòng)過程中無法改變軟啟動(dòng)電路的電路參數(shù)。此外，其軟啟動(dòng)過程中的功耗較大，且電阻元件的體積和所用的繼電器的體積均較大，不適合于小型化設(shè)備的應(yīng)用。(3) MOSFET變電阻軟啟動(dòng)電路這種軟啟動(dòng)電路是將金氧氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET， Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)的漏極和源極串接在供電電源和其負(fù)載之間，在上電過程中通過控制MOSFET的漏極電壓來使其漏極和源極之間的電阻由夾斷態(tài)向飽和態(tài)逐漸變化，也即漏極和源極之間的電阻阻值由最大向最小逐漸變化，由此實(shí)現(xiàn)電源的軟加載。這種啟動(dòng)電路雖然在啟動(dòng)過程中參數(shù)可控，且輸出電壓平滑；但在啟動(dòng)過程中 MOSFET工作在線性區(qū)，本質(zhì)上是通過其自身消耗能量來減少分配到負(fù)載上的能量從而實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的，因而損耗大、溫升大；在有功率輸出要求的軟啟動(dòng)應(yīng)用中，MOSFET往往會(huì)因此而損壞。綜上所述，傳統(tǒng)的各種類型的軟啟動(dòng)電路均是通過其自身消耗能量，來減少分配到負(fù)載的能量從而實(shí)現(xiàn)電源軟加載的，因此它們普遍都存在著功耗較大的缺點(diǎn)，同時(shí)還存在著各自比較特殊的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)導(dǎo)致在實(shí)現(xiàn)直流電源的軟加載過程中會(huì)出現(xiàn)副作用， 從而影響軟加載功能實(shí)現(xiàn)的效率及效果。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種直流電源的軟加載電路，能夠大大降低實(shí)現(xiàn)軟加載功能的功耗。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種直流電源軟加載電路裝置，包括脈寬調(diào)制控制器、驅(qū)動(dòng)器及斬波開關(guān)，其中脈寬調(diào)制控制器，其輸入端連接至一控制電源的正端，接地端連接直流電源的接地端，控制輸出端連接驅(qū)動(dòng)器的輸入端，控制電源取自直流電源；驅(qū)動(dòng)器，其電源兩端分別連接至一驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)端，其驅(qū)動(dòng)輸出端連接斬波開關(guān)的控制輸入端，該驅(qū)動(dòng)電源取自直流電源；斬波開關(guān)，其觸點(diǎn)兩端分別連接直流電源的正端和驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端。進(jìn)一步地，該直流電源軟加載電路裝置還包括濾波電路，其中該濾波電路的輸入端連接至斬波開關(guān)的觸點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端的連接節(jié)點(diǎn)，其接地端連接直流電源的接地端，其輸出端輸出直流電壓。進(jìn)一步地，該直流電源軟加載電路裝置還包括連接在直流電源的正端和接地端之間的電源獲取電路，通過驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)端為驅(qū)動(dòng)器提供該驅(qū)動(dòng)電源，通過控制電源的輸出端為脈寬調(diào)制控制器提供控制電源信號(hào)。進(jìn)一步地，控制電源電路包括依次在直流電源的正端和接地端之間串聯(lián)連接的第六電阻和第二穩(wěn)壓二極管，該第二穩(wěn)壓二極管的陰極與第六電阻相連的節(jié)點(diǎn)作為控制電源的正端。進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)電源電路裝置進(jìn)一步包括開關(guān)電源電路和驅(qū)動(dòng)電源獲取電路，其中開關(guān)電源電路，包括雙幅開關(guān)控制器和依次串聯(lián)在直流電源的正端和接地端之間的第一開關(guān)、第一電阻及第一電容，雙幅開關(guān)控制器的第一輸入端連接控制電源的正端， 雙幅開關(guān)控制器的第二輸入端連接第一電阻與第一電容正端的連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)作為開關(guān)電源電路的輸出端，雙幅開關(guān)控制器的輸出端連接第一開關(guān)的控制端；驅(qū)動(dòng)電源獲取電路，包括第一二極管、第二電容、第三電容、第二開關(guān)、第三開關(guān)以及兩相脈沖發(fā)射器，第一二極管的陽極連接開關(guān)電源電路的輸出端，第一二極管的陰極連接驅(qū)動(dòng)電源的正端；第三電容連接在驅(qū)動(dòng)電源的正端和負(fù)端之間；第二開關(guān)與第三開關(guān)串聯(lián)于驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端與直流電源的接地端之間；第二電容連接于第二開關(guān)、第三開關(guān)的連接點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電源的正端之間；兩相脈沖發(fā)生器的輸入端連接控制電源的正端，兩相脈沖發(fā)生器輸出端分別連接第二開關(guān)、第三開關(guān)的控制端。進(jìn)一步地，雙幅開關(guān)控制器包括電壓基準(zhǔn)電路和雙閾值比較器，其中電壓基準(zhǔn)電路，其輸入端連接所述控制電源的正端，其輸出端連接雙閾值比較器的電壓設(shè)定輸入端；雙閾值比較器，其電壓檢測(cè)輸入端連接開關(guān)電源的輸出端，其控制輸出端作為雙幅開關(guān)控制器的輸出端。進(jìn)一步地，雙閾值比較器為一窗口比較器。進(jìn)一步地，脈寬調(diào)制控制器進(jìn)一步包括延時(shí)器和脈寬調(diào)制發(fā)生器，其中延時(shí)器，其輸入端作為脈寬調(diào)制控制器的輸入端連接控制電源的輸出端，其輸出端連接脈寬調(diào)制發(fā)生器的輸入端；脈寬調(diào)制發(fā)生器，其輸出端作為脈寬調(diào)制控制器的控制輸出端連接驅(qū)動(dòng)器的輸入端。由以上技術(shù)方案的敘述可知，本實(shí)用新型由于采用了 PWM變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)直流電源的軟加載，因此其具有損耗低、承載能力強(qiáng)、可靠性高以及便于控制輸出電壓的上升時(shí)間和規(guī)律的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)也由于本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種獨(dú)特的驅(qū)動(dòng)電源變換電路來為主回路的PWM變換器提供驅(qū)動(dòng)電源，無論主回路的PWM變換器的承載率是多大，包括0承載率和 100%的承載率，均不需要復(fù)雜的隔離電源來實(shí)現(xiàn)上述驅(qū)動(dòng)電源，由此使得控制電路得以簡化，并且控制電路的功耗也大大降低。

圖1是本實(shí)用新型的直流電源軟加載電路實(shí)施例的原理框圖；圖2是采用圖1所示的電路實(shí)施例實(shí)現(xiàn)直流電源軟加載過程中各部分電路電壓的波形示意圖；圖3是將圖1所示的軟加載電路施例的各電路部分展開的原理框圖；圖4是對(duì)圖3所示的原理電路的一個(gè)具體實(shí)施的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地闡述。以下例舉的實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制。本實(shí)用新型提出的一種直流電源軟加載電路裝置實(shí)施例，它與傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)電路不同的是，在電源加載的過程中先將電源的直流輸入電壓變換成寬度漸增的脈沖序列電壓，再將脈沖序列電壓變換成直流輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電源的軟加載。如圖1所示，本實(shí)用新型提供的直流電源軟加載電路裝置實(shí)施例包括脈寬調(diào)制 (PWM, Pulse-Width Modulation)控制器1、驅(qū)動(dòng)器2及斬波開關(guān)3，其中PWM控制器1，其輸入端連接至一控制電源正端，接地端連接直流電源的接地GND 端，其控制輸出端連接驅(qū)動(dòng)器的輸入端；[0044]驅(qū)動(dòng)器2，其兩個(gè)電源端分別連接至驅(qū)動(dòng)電源的正端、負(fù)端，其驅(qū)動(dòng)輸出端連接斬波開關(guān)3的控制輸入端；斬波開關(guān)3，其兩個(gè)模擬觸點(diǎn)分別連接至直流電源輸入電壓的+VIN端和驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端。圖2表示采用圖1所示的軟加載電路實(shí)施例實(shí)現(xiàn)直流電源軟加載過程中各部分電路電壓的波形，其中PWM控制器1在t0時(shí)刻上電，經(jīng)延時(shí)在tl時(shí)刻開始的持續(xù)軟加載時(shí)間T內(nèi)，向驅(qū)動(dòng)器輸出一 PWM脈沖序列電壓VP，該脈沖序列電壓在時(shí)間T內(nèi)其脈沖寬度從最窄到最寬逐漸變化，直至軟加載過程結(jié)束保持驅(qū)動(dòng)電源的高電平VDD ；驅(qū)動(dòng)器2在輸入端的脈沖序列電壓VP的控制下，在驅(qū)動(dòng)輸出端輸出一電壓波形相似的驅(qū)動(dòng)電壓，使直流電源主回路的斬波開關(guān)3與驅(qū)動(dòng)電源負(fù)端連接的觸點(diǎn)處輸出一相應(yīng)的脈寬漸增的脈沖序列電壓VC。圖1所示的軟加載電路裝置實(shí)施例還包括一濾波電路4，其輸入端連接至斬波開關(guān)與驅(qū)動(dòng)電源負(fù)端的連接點(diǎn)，其接地端連接GND端，其輸出端輸出直流電源輸出電壓V0UT， 該VOUT幅度的變化規(guī)律與VC的脈沖寬度的變化規(guī)律相一致，如圖2所示。圖1所示的軟加載電路裝置實(shí)施例還包括一電源獲取電路5，其輸入連接至直流電源的輸入端+VIN和接地端GND之間，通過驅(qū)動(dòng)電源的正端、負(fù)端為驅(qū)動(dòng)器2提供驅(qū)動(dòng)電源，通過控制電源端為PWM控制器1提供控制電源。為了更詳細(xì)地說明本實(shí)用新型提供的軟加載電路的技術(shù)方案，以下通過將上述軟加載電路施例的各個(gè)電路的原理進(jìn)一步展開敘述，以加深對(duì)圖1所示的軟加載電路實(shí)施例的理解。圖1所示的電源獲取電路5進(jìn)一步包括開關(guān)電源電路51、驅(qū)動(dòng)電源獲取電路52以及控制電源電路53，如圖3所示，其中開關(guān)電源電路51，包括依次串聯(lián)在直流電源輸入電壓+VIN端和GND端之間的第一開關(guān)、第一電阻Rl以及第一電容Cl，該第一電阻與第一電容正端的連接點(diǎn)作為開關(guān)電源 VCC的輸出端連接一雙幅開關(guān)控制器5-1的第一輸入端，該開關(guān)控制器5-1的第二輸入端連接控制電源的正端，該開關(guān)控制器5-1的控制輸出端連接第一開關(guān)的控制端；驅(qū)動(dòng)電源獲取電路52，包括第一二極管Dl、第二電容C2、第三電容C3、第二開關(guān)、 第三開關(guān)和兩相脈沖發(fā)生器；其中第一二極管Dl的陽極連接開關(guān)電源電路51的開關(guān)電源 VCC輸出端，第一二極管Dl的陰極連接第三電容C3的正端，該第三電容的正端、負(fù)端分別作為驅(qū)動(dòng)電源正端、負(fù)端連接到驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)電源端；從第三電容C3的負(fù)端與直流電源的 GND端之間依次串聯(lián)連接第二開關(guān)和第三開關(guān)，第二電容C2的正端連接第三電容C3的正端，第二電容C2的負(fù)端連接在第二開關(guān)、第三開關(guān)的連接點(diǎn)之間；兩相脈沖發(fā)生器的上電檢測(cè)輸入端連接至控制電源VDD輸出端，輸出兩相交錯(cuò)脈沖的兩個(gè)輸出端分別連接至第一開關(guān)、第二開關(guān)的控制端?？刂齐娫措娐?3，包括依次串聯(lián)在直流電源+VIN端和GND端之間的第六電阻R6 和第二穩(wěn)壓二極管D2，該穩(wěn)壓二極管D2的陰極與R6相連并作為控制電源VDD的輸出端。在圖3所示的開關(guān)電源電路51中，雙幅開關(guān)控制器51-1包括窗口比較器和電壓基準(zhǔn)電路，其中[0057]電壓基準(zhǔn)電路的輸入端連接控制電源VDD的輸出端，該電壓基準(zhǔn)電路的輸出端連接至窗口比較器的電壓設(shè)定輸入端，該窗口比較器的電壓檢測(cè)輸入端作為雙幅開關(guān)控制器 5-1的輸入端連接至開關(guān)電源VCC的輸出端，該窗口比較器的控制輸出端連接至第一開關(guān)的控制輸入端；窗口比較器將電壓基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓VREF與開關(guān)電源電壓VCC進(jìn)行比較， 在上電時(shí)當(dāng)VCC小于VREF- Δ V時(shí)，作為雙幅開關(guān)控制器5-1輸出端的窗口比較器的輸出端輸出一高電平的控制信號(hào)使第一開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)?shù)谝浑娙軨l上的電壓逐漸上升到VREF+AV 時(shí)，窗口比較器的輸出端輸出一低電平的控制信號(hào)使第一開關(guān)阻斷；當(dāng)?shù)谝浑娙軨l上的電壓逐漸下降到VREF- Δ V以下時(shí)，則又一個(gè)開關(guān)操作周期開始。這樣，便在第一電容Cl上獲取了平均值為VCC的脈動(dòng)電壓，其脈動(dòng)的峰值是2 Δ V。上述窗口比較器的雙限幅功能只要是雙閾值(具有高、低閾值)比較器均可實(shí)現(xiàn)。兩相脈沖發(fā)生器的輸入端在檢測(cè)到控制電源VDD上電后，通過兩個(gè)脈沖輸出端輸出兩相相位交錯(cuò)180度的脈沖，當(dāng)該兩相脈沖分別使第二開關(guān)阻斷、第三開關(guān)導(dǎo)通時(shí)，第一電容Cl上的電壓VCC通過第一二極管Dl向第二電容C2充電；當(dāng)該兩相脈沖使第二開關(guān)導(dǎo)通、第三開關(guān)阻斷時(shí)，第二電容C2通過導(dǎo)通的第二開關(guān)向第三電容C3放電。兩相相位交錯(cuò) 180度的脈沖輸出使第二電容C2從第一電容Cl獲取能量并傳遞給第三電容C3，穩(wěn)態(tài)時(shí)便在第三電容C3上獲得驅(qū)動(dòng)器工作所需的驅(qū)動(dòng)電源。為了消除第二開關(guān)、第三開關(guān)狀態(tài)切換時(shí)所產(chǎn)生的穿透電流，本實(shí)用新型的兩相脈沖發(fā)生器在上述兩路脈沖狀態(tài)之間插入一個(gè)死區(qū)狀態(tài)，即使得兩路脈沖均為低電平的狀態(tài)，由此控制第二開關(guān)和第三開關(guān)同時(shí)斷開，以此來消除因穿透電流而導(dǎo)致的不必要的功
^^ ο以上第一開關(guān)、第二開關(guān)及第三開關(guān)優(yōu)選地均可通過電子開關(guān)實(shí)現(xiàn)，譬如通過開關(guān)三極管或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET實(shí)現(xiàn)。VCC負(fù)載的大小和所設(shè)計(jì)的窗口比較器的Δ V值決定了開關(guān)電源電路的開關(guān)周期，即第一電容Cl充放電的頻繁程度。在△ V值已確定的情況下，直流電源軟加載期間驅(qū)動(dòng)器所消耗的能量相對(duì)于電源穩(wěn)態(tài)時(shí)較大，因而此時(shí)第一電容Cl充放電的周期短，以提供開關(guān)管Ql (即作為圖1中所示的斬波開關(guān))所需要的能量；在軟加載過后的輸出穩(wěn)態(tài)期間， 驅(qū)動(dòng)器維持開關(guān)管Ql的導(dǎo)通狀態(tài)不變，此時(shí)軟加載電路幾乎不再消耗能量，因此開關(guān)電源電路的開關(guān)周期將大大加大。如圖3所示，在圖1中所示的PWM控制器1進(jìn)一步包括依次連接的延時(shí)器1-1和 PWM發(fā)生器1-2，其中延時(shí)器1-1，其輸入端作為PWM控制器1的輸入端連接控制電源VDD輸出端，其輸出端連接PWM發(fā)生器1-2的輸入端；PWM發(fā)生器1-2，其輸出端作為PWM控制器1的控制輸出端連接驅(qū)動(dòng)器2的輸入端。上電后控制電源給延時(shí)器提供工作電源，延時(shí)器開始延時(shí)，待延時(shí)到驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)定(即第三電容C3上獲得穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電壓)，在tl時(shí)刻向PWM發(fā)生器1-2輸出一使能信號(hào)；PWM發(fā)生器1-2在該使能信號(hào)的控制下向驅(qū)動(dòng)器2輸出一寬度漸增的脈沖序列電壓VP，直到軟加載時(shí)間T后此VP電壓一直保持高電平VDD，如圖2中所示的電壓波形。驅(qū)動(dòng)器2在PWM電壓VP的控制下輸出驅(qū)動(dòng)電壓，使開關(guān)管Ql輸出一波形相似的斬波電壓VC，該斬波電壓VC經(jīng)一低通濾波器濾波后轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓V0UT，其幅度的變化規(guī)律與PWM的脈沖寬度的變化規(guī)律相一致；當(dāng)軟加載過程結(jié)束后，PWM發(fā)生器輸出的PWM 電壓VP —直保持高電平VDD，則開關(guān)管Ql在驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下也保持常通狀態(tài)，使軟加載電路的輸入端與輸出端之間成為直通，即直流電源輸出電壓+VOUT等于輸入電壓+VIN。本實(shí)用新型中的開關(guān)電源電路51和驅(qū)動(dòng)電源獲取電路52構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)特的電源變換電路，為驅(qū)動(dòng)器提供了工作電源。這樣，本實(shí)用新型的技術(shù)方案就消除了以往在小承載率和大承載率的情況下，均需用復(fù)雜的隔離電源來為處于電源電壓高電壓側(cè)的斬波開關(guān)管 Ql的驅(qū)動(dòng)供電的要求，由此大大簡化了電路，降低了生產(chǎn)成本。如圖4所示，是采用圖3所示的軟加載電路的實(shí)施例的一個(gè)具體電路實(shí)例，其中級(jí)聯(lián)的第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3構(gòu)成了圖3中所示的第一開關(guān)，即第三開關(guān)管Q3的集電極通過電阻R2與第二開關(guān)管Q2的基極連接，第二開關(guān)管Q2的射極作為圖3所示的第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接直流電源的輸入端VIN，第二開關(guān)管Q2的集電極作為圖3所示的第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接第一電阻Rl ；第三開關(guān)管Q3的射極連接直流電源接地端。Ul是一微控制器芯片，用于實(shí)現(xiàn)圖3中的比較器、兩相脈沖發(fā)生器和PWM控制器1 的功能。圖4中，電阻R7、R9構(gòu)成對(duì)控制電源VDD的分壓器，其中電阻R9的分壓用于作為圖3所示的電壓基準(zhǔn)電路輸出的基準(zhǔn)電壓VREF輸入到Ul內(nèi)部的一模擬比較器(即圖3中的窗口比較器)的一輸入端CIN+，電阻R3、R4構(gòu)成對(duì)圖3所示的開關(guān)電源VCC的分壓器， 其中電阻R4的分壓輸入到該模擬比較器的另一輸入端CIN-，U1的引腳COUT作為該模擬比較器的輸出端通過限流電阻R5連接第三開關(guān)管Q3的基極，用于控制級(jí)聯(lián)的第二、第三開關(guān)管Q2、Q3 (圖3所示的第一開關(guān))的開關(guān)動(dòng)作，以控制對(duì)第一電容Cl的充放電。為了使得電容Cl上的開關(guān)電源VCC更穩(wěn)定，在其兩端加了一個(gè)穩(wěn)壓管D3。在圖4中，圖3中的延時(shí)器、PWM發(fā)生器是由芯片Ul通過軟件實(shí)現(xiàn)的，脈寬漸增的 PWM序列從GP3引腳輸出，電阻RIO、R13、R17和R16、開關(guān)管Q4、Q8、Q9組成了圖3中的驅(qū)動(dòng)器2，其中電阻R10、R13、R17和開關(guān)管Q4起電平移動(dòng)的作用；Ql (即圖3中的Ql)作為斬波開關(guān)的開關(guān)管，是一個(gè)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。由電感Li、電容C4和二極管D3 組成了圖3中所示的低通濾波器環(huán)節(jié)，將開關(guān)管Ql轉(zhuǎn)換的脈沖電壓轉(zhuǎn)換成幅度漸增的直流電壓VOUT。有死區(qū)的兩相交錯(cuò)脈沖發(fā)生器環(huán)節(jié)也是由Ul執(zhí)行軟件實(shí)現(xiàn)的，兩個(gè)反相的脈沖分別由Ul的GP4、GP5引腳輸出。電阻Rll、R15、R14、開關(guān)管Q5、Q7、穩(wěn)壓管D4構(gòu)成圖3 所示的第二開關(guān)，電阻R12和開關(guān)管Q6構(gòu)成圖3所示的第三開關(guān)。圖中的電阻R19、R18 分別是第二電容C2的充電限流電阻和放電限流電阻，用于改善其電磁干擾(EMI，Electro MagneticInterference)的特性。當(dāng)然，以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種直流電源軟加載電路裝置，其特征在于，包括脈寬調(diào)制控制器、驅(qū)動(dòng)器及斬波開關(guān)，其中脈寬調(diào)制控制器，其輸入端連接至一控制電源的正端，接地端連接直流電源的接地端， 控制輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端，所述控制電源取自所述直流電源；驅(qū)動(dòng)器，其電源兩端分別連接至一驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)端，其驅(qū)動(dòng)輸出端連接所述斬波開關(guān)的控制輸入端，所述驅(qū)動(dòng)電源取自所述直流電源；斬波開關(guān)，其觸點(diǎn)兩端分別連接所述直流電源的正端和所述驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端。
2.按照權(quán)利要求1所述的軟加載電路裝置，其特征在于，還包括濾波電路，其中該濾波電路的輸入端連接至所述斬波開關(guān)的觸點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端的連接節(jié)點(diǎn)，其接地端連接所述直流電源的接地端，其輸出端輸出直流電壓。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的軟加載電路裝置，其特征在于，還包括連接在所述直流電源的正端和接地端之間的電源獲取電路，通過驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)端為所述驅(qū)動(dòng)器提供該驅(qū)動(dòng)電源，通過控制電源的輸出端為所述脈寬調(diào)制控制器提供控制電源信號(hào)。
4.按照權(quán)利要求3所述的軟加載電路裝置，其特征在于，所述控制電源電路包括依次在所述直流電源的正端和接地端之間串聯(lián)連接的第六電阻和第二穩(wěn)壓二極管，該第二穩(wěn)壓二極管的陰極與第六電阻相連的節(jié)點(diǎn)作為所述控制電源的正端。
5.按照權(quán)利要求3所述的軟加載電路裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電源電路進(jìn)一步包括開關(guān)電源電路和驅(qū)動(dòng)電源獲取電路，其中開關(guān)電源電路，包括雙幅開關(guān)控制器和依次串聯(lián)在所述直流電源的正端和接地端之間的第一開關(guān)、第一電阻及第一電容，所述雙幅開關(guān)控制器的第一輸入端連接所述控制電源的正端，所述雙幅開關(guān)控制器的第二輸入端連接第一電阻與第一電容正端的連接點(diǎn)，該連接點(diǎn)作為所述開關(guān)電源電路的輸出端，所述雙幅開關(guān)控制器的輸出端連接第一開關(guān)的控制端；驅(qū)動(dòng)電源獲取電路，包括第一二極管、第二電容、第三電容、第二開關(guān)、第三開關(guān)以及兩相脈沖發(fā)射器，所述第一二極管的陽極連接所述開關(guān)電源電路的輸出端，所述第一二極管的陰極連接所述驅(qū)動(dòng)電源的正端；所述第三電容連接在所述驅(qū)動(dòng)電源的正端和負(fù)端之間； 第二開關(guān)與第三開關(guān)串聯(lián)于所述驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端與所述直流電源的接地端之間；所述第二電容連接于第二開關(guān)、第三開關(guān)的連接點(diǎn)與所述驅(qū)動(dòng)電源的正端之間；所述兩相脈沖發(fā)生器的輸入端連接所述控制電源的正端，所述兩相脈沖發(fā)生器輸出端分別連接所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)的控制端。
6 按照權(quán)利要求5所述的軟加載電路裝置，其特征在于，所述雙幅開關(guān)控制器包括電壓基準(zhǔn)電路和雙閾值比較器，其中電壓基準(zhǔn)電路，其輸入端連接所述控制電源的正端，其輸出端連接所述雙閾值比較器的電壓設(shè)定輸入端；雙閾值比較器，其電壓檢測(cè)輸入端連接所述開關(guān)電源的輸出端，其控制輸出端作為所述雙幅開關(guān)控制器的輸出端。
7.按照權(quán)利要求6所述的軟加載電路裝置，其特征在于，所述雙閾值比較器為一窗口比較器。
8.按照權(quán)利要求1所述的軟加載電路裝置，其特征在于，所述脈寬調(diào)制控制器進(jìn)一步包括延時(shí)器和脈寬調(diào)制發(fā)生器，其中延時(shí)器，其輸入端作為所述脈寬調(diào)制控制器的輸入端連接所述控制電源的輸出端，其輸出端連接所述脈寬調(diào)制發(fā)生器的輸入端；脈寬調(diào)制發(fā)生器，其輸出端作為所述脈寬調(diào)制控制器的控制輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)器的輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種直流電源軟加載電路，包括脈寬調(diào)制控制器、驅(qū)動(dòng)器及斬波開關(guān)，其中脈寬調(diào)制控制器，其輸入端連接至一控制電源的正端，接地端連接直流電源的接地端，控制輸出端連接驅(qū)動(dòng)器的輸入端，控制電源取自直流電源；驅(qū)動(dòng)器，其電源兩端分別連接至一驅(qū)動(dòng)電源的正、負(fù)端，其驅(qū)動(dòng)輸出端連接斬波開關(guān)的控制輸入端，該驅(qū)動(dòng)電源取自直流電源；斬波開關(guān)，其觸點(diǎn)兩端分別連接直流電源的正端和驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)端。本實(shí)用新型具有損耗低、承載能力強(qiáng)、可靠性高以及便于控制輸出電壓的諸多優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)H02M3/155GK202094800SQ20112009355
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
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