开关电源软启动
开关电源芯片软启动电路设计方案
开关电源芯片软启动电路设计软启动，相信硬件工程师都不会对这个名词感到陌生。
随意打开一篇开关电源芯片的datasheet，都能看到对soft-start(软启动)的描述。
随着芯片集成度的提高，软启动电路也集成到了电源芯片内部，这样在减轻工程师工作的同时，也导致部分工程师对软启动了解不够、重视不足。
那么软启动电路有什么作用呢?电源电路中通常会存在大容量电容，给电容加上电压瞬间需要很大的浪涌电流，很可能造成输入电源的降低。
软启动电路就是用于电源启动时，减小浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。
让我们一起来看看，在电源设计里面，加入了软启动的电路，是如何保障烧录器稳定烧录的。
P800是周立功致远电子推出的4通道、多功能的在线编程器。
每通道都可以输出相互独立、在1.25V~7V范围内可调的电源。
在烧录器内部，每通道的电源都采用同一路电源VDD，并通过下图所示的开关电路，使各通道电源相互独立。
对上图电路简单分析：当控制信号EN_VDDx为高电平时，Q2饱和导通，Q1栅极拉低，Q1迅速导通，电源VDD输出到相应通道的VDD_OUT并供给待烧录目标板。
这个看似简单的电路，却在进行多通道异步在线烧录测试时出了非常不稳定的现象，到底是怎么回事呢?我们用P800对4个ARM核心板进行异步烧录测试过程中，发现当其中一个通道插入并上电初始化时，其他通道会出现烧录失败的现象。
由于4个通道的信号线相互独立，只有电源VDD是共用的，因此我们猜测可能是ARM板上电初始化对VDD产生了干扰并影响到了其他通道。
为了验证这一猜想，我们用示波器ZDS2022来观察在VDD_OUTx 上电过程中VDD的变化，并捕获到了下面的波形图。
从波形图可以看到，在VDD_OUTx上升过程中，VDD从3.12V瞬间跌落至2.14V，再缓慢回升至3.12V，最大跌落幅度达980mV。
由于另外3个通道的电源也由VDD提供，因此这3个通道在线烧写失败也就在所难免。
开关电源的软启动电路
开关电源的软起动电路1引言开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流（如图1所示），特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。
2常用软起动电路（1）采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用；当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
（2）采用SCR R 电路 和限流电阻R对电容器C充电。
该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1VD4当电容器C充电到约80％的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
电路（3）具有断电检测的SCR R该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，图1合闸瞬间滤波电容电流波形图2采用热敏电阻电路 电路图3采用SCR R 电路图4具有断电检测的SCR R图5由继电器与电阻构成的电路图6定时电路图7过零触发的光耦可控硅与双向可控硅构成的电路VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
一种DC-DC开关电源片上软启动电路
法 的优点是 简单 易用 ， 缺点 是需要 一个 软 启 动 电容 来控该 不能 集成 在 芯片 上 ， 这 将增加 应用 面积 和应用 成本 ．
动 电路 的偏置 电流被 彻 底 关 断 ， 现 了低 功 耗 设 计 ． 实 最
有 两种 方法 ： 一种 是 电压 限制 的方 法 ； 一 种 是 电流 限 另
（ ｃ 等领 域 中的不 断增 长 ， 电源 管 理 Ｉ 的需 求 也呈 ３） 对 ｃ 上升 趋势 ． ＤＣ ＤＣ开 关 电源 在 宽输 入 电压 范 围 和宽 而 ． 负 载范 围条 件 下具 有 杰 出 的效 率 表 现 ， 被 广 泛 应 用 ． 而 开关 电源是 通 过将 误 差 信 号转 换 成 占空 比控 制 信 号 驱 动 开关 而工 作 的 ． 启 动 阶段 ， 差放 大 器 处 于 非 平衡 在 误 状态 ， 得 环 路处 于 １ ０ 占空 比工作 ， 此 会 有 很 大 使 ０％ 因 的浪 涌电流 灌入输 出 电容 ， 得输 出 电压产 生 较 大 的过 使
后结 合作 者 设 计 的一 款 Ｂ ｃ ｕ ｋ型 Ｐ ＷＭ 控 制 器 ， 论 了 讨
测试 结果 ．
｛，
２ 传 统 软启 动 电路 比较
图 １给 出 了一 款典 型 的 Ｂ ｃ ｕ ｋ型 ＤＣ Ｄ 转换 器 控 ．Ｃ 制框 图 ． 在启 动初始 阶段 ， 出电压 远低 于设 定值 ， 以 输 所 Ｆ 电压 远低 于基 准 电压 ， 得 误差 放 大 器 处 于非 平 衡 Ｂ 使
１ ２ｍ ｓ ． ．
关键 词 ：软 启 动 ；ＤＣ Ｄ 开 关 电源 ；浪 涌 电 流 ；过 冲 —Ｃ
软启动工作原理
软启动工作原理
软启动是一种电子设备的启动方式，通过该方式可以实现电子设备的稳定、安全和可靠地启动运行。
软启动的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 电源供电：当电子设备接入电源时，软启动电路立即开始工作。
软启动电路通常由电源管理芯片、开关电源和电容器组成。
2. 延时启动：软启动电路会提供一个延时启动功能，即在设备接通电源之后一段时间内延时启动。
这个设计考虑到电子设备在启动过程中可能会出现电流过大或电压波动等情况，延时启动可以避免过大的电流对设备产生不良影响。
3. 控制电压和电流：软启动电路还可以控制设备在启动过程中的电流和电压，并逐渐升高到设备正常工作范围内。
这样可以避免设备启动时突然受到大电流冲击，降低损坏的风险。
4. 监测电流和电压：软启动电路还会监测设备在启动过程中的电流和电压情况。
如果发现电流或电压异常，软启动电路会发出警报信号并停止启动过程，以保护设备的安全。
5. 启动完成：当设备的电流和电压达到正常工作范围，软启动电路会发出启动完成信号，告知设备可以正常运行。
总的来说，软启动通过延时启动、控制电流和电压以及监测电流和电压等方式，使设备在启动过程中逐渐升高电流和电压，
保证设备启动时的稳定性和可靠性。
软启动电路在电子设备中起到了重要的作用，可以提高设备的寿命和性能。
开关电源软启动工作原理
开关电源软启动工作原理开关电源是目前广泛应用于电子领域的一种稳压电源，具有高效率、高可靠性、易于实现微型化等优点，因此已成为大多数电子设备的必需品。
其中软启动技术是开关电源中的一项核心技术，本文将详细介绍开关电源软启动的工作原理。
首先，我们需要了解开关电源的结构和原理。
开关电源一般由输入滤波电路、整流桥、功率因数校正电路、变换器、输出电路、控制电路等几个部分组成。
变换器是开关电源的核心部分，其作用是将输入电压变换为恒定的输出电压或电流。
变换器一般由开关管和输出电感组成，通过对开关管的控制，使得输入电压按照一定的规律经过输出电感产生输出电压。
软启动技术是为了避免在电源启动瞬间产生大电流和高压而采用的一种保护措施。
一般来说，开机瞬间时刻会出现短暂的电压峰值和电流峰值，这样就会对电源和其连接的设备产生不良影响。
因此，软启动技术在开机时逐步加大输出电压，使得开机电流逐渐升高，从而避免了电压和电流尖峰。
软启动技术的实现原理如下：首先，在开机前，输入AC电源经过整流滤波后，经过控制电路或PWM芯片进行控制。
按照设定的逻辑控制，PWM芯片开始逐渐调整输出电压。
在调整输出电压的过程中，开关管被电路控制，使得输出电流和电压逐渐升高，从而避免了电流尖峰和电压尖峰。
在输出达到设定值后，软启动结束，控制电路或PWM 芯片开始正常工作。
软启动技术的优点在于能够避免电源在开机瞬间产生大电流和高压，从而降低了开机时的噪声和电磁干扰，保护了电源和其连接的设备。
同时，软启动技术还可以降低电源的使用寿命，提高了电源的稳定性和可靠性。
总之，开关电源软启动技术是一项非常重要的保护措施，它可以避免电源在启动瞬间产生过大的电流和高压，从而提高了电源的使用寿命和可靠性。
软启动技术是现代电子技术领域中不可缺少的一部分，未来还会不断发展和完善。
开关电源软启动电路计算
开关电源软启动电路计算开关电源的软启动电路在电源系统中起着至关重要的作用，它可以有效地减小启动过程中的电压和电流的突变，保护电路中的关键元件不受过大的冲击。
软启动电路的设计需要根据具体的电源系统参数来进行计算和选择。
软启动电路通常由电容器、电阻器和电压比较器组成。
在启动过程中，电压比较器会检测输出电压的上升速度，当达到设定阈值时，比较器会控制电容器和电阻器的充电速度，从而实现电压的平稳上升。
下面我们就来具体介绍一下开关电源软启动电路的计算方法：首先，需要确定软启动时间的要求。
软启动时间一般设置为几十毫秒到几秒不等，根据具体的应用场景和要求来确定。
其次，计算电容器的数值。
电容器的数值决定了软启动的速度，一般可以通过以下公式计算得出：[C = ] 其中，(C) 为电容器的容值，(I_{startup}) 为启动时电流的最大值，(t_{ramp}) 为软启动时间，(V_{in_min}) 为输入电压的最小值。
然后，选择合适的电阻器数值。
电阻器的数值决定了电容器充放电的速度，通常可以通过以下公式计算得出：[R = ] 其中，(R) 为电阻器的阻值，(V_{in_max}) 为输入电压的最大值。
最后，需要根据电压比较器的工作电压范围和输出电压的变化范围来选择合适的比较器。
比较器的阈值电压需要能够满足软启动的要求，并且工作稳定可靠。
在进行软启动电路设计时，需要考虑系统的整体稳定性和可靠性，避免因软启动不当造成电路失效或元件损坏。
同时，还需要根据具体的应用场景对软启动电路的参数进行调整和优化，以达到最佳的启动效果。
综上所述，开关电源的软启动电路设计涉及到电容器、电阻器和电压比较器的选择与计算，需要根据具体的系统参数和需求进行合理设计。
通过以上方法计算并选择合适的元器件，可以实现电源系统平稳启动，确保系统的稳定性和可靠性。
1。
开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路
开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路1 引言随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源 . 同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间 . 但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便.为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路.2 开关电源的原理及特点2.1 工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成.功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能.它主要由开关三极管和高频变压器组成.图 1 画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管 V ,激励信号,续流二极管 Vp ,储能电感和滤波电容 C 组成.实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器.2.2 特点为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体( Mn-Zn )材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时 SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄.因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化.直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故障的能力较弱.由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高,3 直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路.3.1 过电流保护电路在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁.其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流.如图 2 所示,过电流保护电路由三极管 BG2 和分压电阻 R4 、 R5 组成.电路正常工作时,通过R4 与 R5 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,发射结承受反向电压.于是 BG2 处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响.当电路短路时,输出电压为零, BG2 的发射极相当于接地,则 BG2 处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管 BG1 基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的.3.2 过电压保护电路直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护.如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路.图 3 为用晶体管和继电器所组成的保护电路,在该电路中,当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时,稳压管击穿,有电流流过电阻 R ,使晶体管 T 导通,继电器动作,常闭接点断开,切断输入.输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路.3.3 软启动保护电路开关稳压电源的电路比较复杂,开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器.在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍.这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断.另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏.为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电.为了不使该限流电阻消耗过多的功率,以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电,这种电路称之谓直流开关电源的“ 软启动” 电路 .如图 4 ( a )所示在电源接通瞬间,输入电压经整流桥( D1 ~ D4 )和限流电阻 R1 对电容器 C 充电,限制浪涌电流.当电容器 C 充电到约 80 %额定电压时,逆变器正常工作.经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻 R1 ,开关电源处于正常运行状态.为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图4 ( b )所示电路替代 RC 延迟电路.3.4 过热保护电路直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效.因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路.本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度,当电源装置内部产生过热时,温度继电器就动作,使整机告警电路处于告警状态,实现对电源的过热保护.如图 5 ( a )所示,在保护电路中将 P 型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近,根据 TT102 的特性(由 Rr 值确定该器件的导通温度, Rr 越大,导通温度越低),当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警.倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关电源.该电路还可以设计成如图 5 ( b )所示,用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被 N 型控制栅热晶闸管 TT201 旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热.4 小结文中主要讨论了直流开关电源内部器件的各种保护方式,并介绍了一些具体电路.对一个给定的直流开关电源来说,保护电路是否完善并按预定设置工作,对电源装置的安全性和可靠性至关重要.因为开关电源的保护方案和电路结构具有多样性,所以对具体电源装置而言,应选择合理的保护方案和电路结构.在实际应用中,通常选用几种保护方式加以组合的方式构成完善的保护系统,确保直流开关电源的正常工作.。
高频开关电源系统的软启动技术
中 图 分 类 号 ：Ｍ９９ Ｔ １ 文 献 标 志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５— ６ １ ２０ ）Ｏ一 ０ １ ０ １０ ７ ４ （０ ８ Ｓ ０７ — ２
０ 引言
目前 通 信 高 频 开 关 电 源 还 处 于 用 电 阻 限 流
第２ ９卷
增 刊
电
力
系
统
通
信
Ｖｏ ． １２９
２０ ０８年 １ ２月
Ｔｅ ｅ ｏ ｍｕ ｃ ｔｏ ｓｆ ｒＥｌｃ ｒｃ Ｐ ｗｅ ｙｓｅ ｌｃ ｍ ｎｉａ ｉｎ ｏ ｅ ｔｉ ｏ ｒＳ ｔｍ
Ｄｅ ．，０ ８ ｅ ２０
・７１ ・
高频 开 关 电源 系 统 的 软 启 动 技 术
消 除浪 涌 、 波 。工作 原 理就 是 ： 谐 在预 期接 通 时 ， 可
开通 ； 时 延到 ， 电器 的脉 冲 形 成 电路 和 启 动 电 继 路 开始工 作 启动 继 电器开 通 ， 实现 了稳 态开 通时 的
零损耗 。 当 Ｓ ： ０时 ， 过 与非 门 电路输 出 Ｓ ＝１ 经 ， ，
为 了 克服上 述 缺 陷 ， 现 真 正 的软 启 动 ， 须 实 必 做 到零 点 开 、 。本 文 介 绍 的复合 开关 ， 大 功 率 关 将
可 控硅 和继 电器 结 合 在 一 起 ， 势 互 补 ， 到 了零 优 做 点开 、 和 常态导 通 时的零 损耗 ， 完 全的软 开关 。 关 是
图 １ 复 合 开 关 原 理
Ｆｉ １ Ｐｒｎｃ ｐ ｅ ｏ ｏｍ ｐｌｘ ｗｉｃ ｇ． ｉ ｉ ｌ ｆ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ
软启动电路及原理
软启动电路及原理
软启动电路的原理主要是通过控制电源的输出电压，使其在启动过程中逐渐增大，从而控制启动阶段的电流和电压波动，进而减轻设备启动时对设备的冲击。
一般来说，软启动电路由开关电源、电感、电容、电阻和控制电路等组成。
1.初始状态：开关电源输出电压为零，电容器上没有电荷，电感中没有电流流过。
2.启动过程：开关电源开启后，输出电压会缓慢增大。
由于电容器上没有电荷，此时电容处于放电状态，电感中也没有电流流过。
3.电容充电：当电容器上的电压逐渐升高时，电容器开始充电，电感中开始有电流流过。
电容充电速度由电感的电流变化率决定，因此电容的充电速度相对较慢。
4.电流和电压波动控制：由于电容充电速度较慢，电流和电压的变化相对平缓，避免了启动时的电流和电压冲击。
5.正常运行：电容充电至设定值后，电路进入正常运行状态，其输出电压和电流稳定。
1.减少设备启动时的电流冲击：通过逐渐增大电源输出电压，软启动电路可以有效减少设备在启动时由于电容充电过大导致的电流冲击，从而保护设备和电源。
2.减少电压波动：通过控制电源输出电压的增长速率，软启动电路可以减小电源输出电压的瞬间变化，从而减少电压波动对设备的损害。
3.增加设备寿命：软启动电路的电压和电流逐渐增大的过程可以保护设备电子元件免受过大电流和电压的损害，从而延长设备的使用寿命。
总的来说，软启动电路通过控制电源输出电压的增长速率，实现启动过程中电流和电压的平稳变化，从而减小电流冲击和电压波动对设备的冲击，保护设备和电源，延长设备使用寿命。
开关电源常用软启动电路介绍
开关电源常用软启动电路介绍开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流（如图1所示），特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
因此大部分开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。
下面将介绍了几种常用的软启动电路。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形（1）采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用；当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路（2）采用SCR-R电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1?VD4和限流电阻R对电容器C充电。
当电容器C充电到约80％的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
图3 采用SCR-R电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
（3）具有断电检测的SCR-R电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
开关电源软启动电路设计
开关电源软启动电路设计本文重点阐述如何正确合理设计开关电源的软启动电路，以供广大系统电源设计人员参考。
开关电源的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流如图1所示，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置的防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源正常而可靠的运行。
2.常用软起动电路2.1采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
2.2采用SCR-R电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
2.3具有断电检测的SCR-R电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
开关电源软启动原理
开关电源软启动原理
开关电源软启动原理是通过控制输入电压的变化率来实现电源的平稳启动。
软启动的目的是避免电源开机瞬间电流冲击过大，对电源和被供电设备造成损害。
软启动主要通过以下三种方式实现：
1.延时启动：在电源开启后，通过延时电路控制开关管的导通
时间，使电源输出电压和电流逐渐上升，起到平稳启动的作用。
2.电压控制启动：通过检测电源输出电压的变化率，并与设定
的启动速度进行比较，控制开关管的导通时间，使输出电压逐渐上升。
3.电流控制启动：通过检测电源输出电流的变化率，并与设定
的启动速度进行比较，控制开关管的导通时间，使输出电流逐渐上升。
软启动原理的关键在于控制开关管的导通时间，可以使用计时器、锁相环电路或者微控制器等方式实现。
在软启动期间，电源输出电压和电流逐渐上升，直至达到额定值后，电源进入正常工作状态。
软启动不仅可以减小电源和被供电设备的损伤风险，还有利于提高系统的可靠性和稳定性。
因此，软启动在很多应用场景中被广泛采用。
开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路
1引言随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源。
同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间。
但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便。
为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路。
2、开关电源的原理及特点2、1工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成。
功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能。
它主要由开关三极管和高频变压器组成。
图1画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V,激励信号,续流二极管Vp,储能电感和滤波电容C组成。
实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器。
2、2特点为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。
因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。
直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故障的能力较弱。
由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高,3、直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路。
开关电源软启动电阻功率积分计算
When you're cooking up a soft start circuit for a switch-mode power supply, don't forget to crunch some numbers to figure out how much power your startup resistor can handle. This little guy is crucial for keeping your power supply stable and reliable during the startup process. To find out how much heat this resistor can take, just use the formula P = V^2/R, where P is the power dissipation, V is the voltage across the resistor, and R is the resistance of the resistor. This calculation is your ticket to picking the right power rating for the resistor, so it doesn't start sizzling like a hot potato and potentially fizzle out during that soft start.当你做一个软启动电路为开关模式供电时，不要忘了压缩一些数字来判断你的启动电阻器能处理多少功率。
这个小家伙对于在启动过程中保持你的电源稳定可靠至关重要。
要找出这种阻力能承受多少热量，只需使用公式P=V…2、R，其中P是电源消散，V是电压横跨阻力，R是阻力的阻力。
这个计算法是你们为抵抗器选取正确的功率等级的门票，所以它不会像热土豆一样开始震荡，在柔软的开始时可能会震荡出来。
开关电源软启动电容的电容量大小的计算依据
开关电源软启动电容的电容量大小的
计算依据
电源需求：软启动电容的主要目的是在电源启动时减小电流冲击，保护电路和电源。
因此，电容的容量需要足够大，以在启动过程中提供足够的电荷，从而减小电流峰值。
电容的容量越大，提供的电荷就越多，对电流的平滑作用就越明显。
电路设计：电路设计中的其他元件，如电感、电阻等，也会影响软启动电容的选择。
例如，如果电路中的电感较大，那么需要的软启动电容的容量就可能较小，因为电感本身就有一定的平滑电流的作用。
启动时间：软启动电容的容量也会影响电源的启动时间。
容量越大，电源启动所需的时间就越长。
因此，需要根据实际需求来平衡启动时间和电流冲击的大小。
电源规格：电源的输入电压、输出电压、电流等规格也会影响软启动电容的选择。
一般来说，电源的功率越大，需要的软启动电容的容量就越大。
工作环境：工作环境中的温度、湿度等因素也会影响软启动电容的选择。
在高温或高湿度的环境中，电容的寿命和性能可能会受到影响，因此需要选择更大容量的电容以保证其稳定性。
总的来说，计算软启动电容的容量大小需要综合考虑以上各种因素。
在实际应用中，通常需要通过实验和仿真来确定最佳的电容容量。
此外，还需要注意选择符合规格要求的电容，以保证其在实际工作中的稳定性和可靠性。
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输人采用较大容量的瘟渡电容器， 其冲击电流可达 １０ ０Ａ以上
在电源接通瞬间， 如此 大 的冲击 电流幅 值往往 会导致输 人熔 断
在电源接通瞬问． 热敏电阻的阻值较大， 起 器烧断， 有时甚至将合闸开关的触点烧坏， 轻者也会使空气开关 的负温度系数特性， 当热敏 电阻流过较大 电流时 ． 电阻发热 舍不上 闸 上述 原 因均会造成 开关 电源无法 正常 投人 。因 此． 到限制 冲击 电流的作用 ：
到接 近零 ， 之 以“ 功 耗 ” 略有 夸 张之 意 。译 成 英 文 是 “Ｉ 冠 无 ， ｌｉ ｌ
（） ３ 当市超 出正 常 范 围 时 ，Ｃ 导 通 ， １ 电压 加 到 输 出 Ｓ Ｅ 的 端 ， 时 Ｅ 完全 是 自由放 电 ， Ｓ 上 的 ０７ 压 降 外 ， 此 除 Ｃ ．Ｖ 没有 其他 功耗 ， 率 一 （０ —０ ７ ／０ —９ ． 。经 整 流 后 的 直 流 效 ３８ ． ）３ ８ ９８ 电压 Ｖ 也 只通 过一个 二极 管 Ｄ 就直接 输 出 ， － ｎ ４ 因此 ， 上述效 率 的 计算 公式 同样 适用 于市 电正常 时 的情 况 。 （） 发 明完全 保 留了不 间断 电源 的必 要 特 征 ， 其 主 电路 ４本 而 简单 到 只有几 只 二极管 和 可控硅 ， 用额 定 电流 为 ｌＯ 的整 流器 ＯＡ 件 就可 以做 出 ２Ｋ 的输 出功率 ， 功 效相 当于一 台 ３ Ｋ · ５Ｗ 其 ０Ｖ Ａ 的传统 不 问断 电源 。 （） 发 明的输 出 电容 Ｃｚ 以省 去 ， ５本 １ 可 因此 整 机 无 功 率 电容
２ ３ 具有断 电检测 的 Ｓ Ｒ Ｒ电路 ． Ｃ－
该 电路 如 图 ４ 示 。它是 图 ３的改 进 型 电路 ， ５Ｉ 、 Ｔ 、 所 Ｄ 、 ６ｖ · ） Ｒ 、Ｒ ＲＣ 组成 瞬 时断 电检测 电路 ， 间常数 Ｒ Ｃ 时 ｅ Ｒ的选 取 应 稍大 于 半 个 周期 ， 当输入 发 生瞬 间断 电时 ， 测 电路 得 到 的检 测 信 号 ， 检 关 闭逆变 器功 率 开 关 管 ｖ ２ Ｔ 的驱 动 信 号 ， 逆 变器 停 止 工 作 。 使 同时切 断晶 闸管 Ｓ Ｒ的 门极 触 发 信号 ， 保 电 源重 新 接 通 时 防 Ｃ 确 止 冲击 电流 的充 电 电压达
‘ 源 界＞０ 年 １ 电 世 ２ ４ 第２ ０ 期
不 间断 电源
ＵＰ Ｓ
被触 发 可 控 硅 的 功 率 大 小 略 有 不 同 。对 于 整 机 输 出 功 率 在 需 要 １ 全功 率 的一个 变 换 器 ； Ｐ ＷＭ 用 逻 辑 控 制 电路 把 输 ０ Ｕ Ｓ
作 的不可 靠性 而烧 坏 限流 电阻及 继 电器 的 自身触 点 。
图 ６ 定 时 电路 图 ４ 具有 断 电检 测 的 Ｓ ＲＲ 电路 Ｃ－
２ ６ 过 零 触 发 的 光 耦 可 控 硅 与 双 向可 控 硅 构 成 的 电 路 ．
该 电路 如 图 ７ 示 。集成 稳压 器输 出稳 定 的 ５ 电压 ， 软 所 Ｖ 为 起 动 电路 提供 电 源 电 压 。晶 体 管 Ｖ ｔ反 相 器 Ｉ 构 成 过 零 触 Ｔ、 Ｑ 发 电路 ， ５ ５ 成 单稳 态触 发器 ， 、 定时周 期 ， 因 ５ Ｉ Ｃ ５构 Ｒ Ｃ 为 但
源 处 于正 常运 行状 态 。
Ｔ
图 ５ 由继 电器与 电阻构成 的电路 然 而 ， 种简 单 的 Ｒ 这 Ｃ延迟 电路 在考 虑 到继 电器 吸合 电压 时 还必 须顾 及流 过线 包 的 电流 ， 般 电 阻 的 阻值 较 小 而 电容 的容 一
量较 大 ， 时 间很 难准确 控 制 ， 主要 是 电容 容 量 的误差 和漏 延迟 这
电路 处于正 常工 作状态 采 用热敏 电阻 防止 几乎所有的开关电源均在其输＾电路设置防止冲击电流的软起 而使其阻值变小 ， 冲 电流一般适用于小功率开关 电源 ， 击 由于热敏 电阻的热惯性 ， 动电路． 以保证开关电源正常而可靠的运行。
２ ＴｅＷｏｌｏ Ｐ ９Ｉ ｈ ｒ ｃ ｄｆ ｓｐ ｌ Ｌｐｙ
叙 词： 软启动 电路 设汁 直用
Ａｂ ｔａ ｔＴｈ ｓｐ ｐ ｒａ ｎｙｉ ｓａ ｔｎｏｕ ｍｐ ｃ ｃ ｒｅ ｔｎ ｓ ｔｈｎ ｏ］ ￣Ｓ ａ ｔｅａｘ ｒｔ ￣ ｔｈｎ Ｏ ｒ ｅｓ ｔｈｎ Ｏ ｒ ｅｐ ａｔ ｓｒ ｃ ． ｉ ａ ｏ ｎ ｌｓｓｉ ｔ ｎａ ｅ ｓｉ ａｔ ｕｒ ｎ ｗｉ ｉｇｓ Ｌｃ， ｔ ｒ—ｌｌ￣ａ ｅｓ， ｃ ｉｇＳ Ｕ Ｃ ｗｉ ｉｇＳ Ｕ Ｃ ｒｃｉ ｎ ｉ ｃ ｒ ｄ ｃ
２ ２ 采 用 ｓ Ｒ Ｒ 电路 ． Ｃ ．
该 电路 如 图 ３ 示 。在 电 源 瞬 时接 通 时 ， 入 电 压经 整 流 所 输
桥 Ｄ ～Ｄ 和 限流 电阻 Ｒ 对 电容 器 Ｃ 充 电 。当 电容 器 Ｃ充 电到 １ ４ 约 ８ 的额 定 电压 时 ， ０ 逆变 器正 常工 作 ， 主变 压器 辅 助绕 组 产 经 生晶 闸管 的触 发信 号 ， 晶闸管 导 通 并 短路 限流 电 阻 Ｒ， 关 电 使 开
Ｔｌ
Ｋ１ 作 ， － 动 Ｒ 被旁 路 ， 流 供 电电 压 对 Ｃ 继 续 充 电 而达 到额 定 直 １ 值 ， 变器 处 于正 常工 作状 态 。 由于 该 电路 在 Ｒ 逆 Ｃ延迟 定 时 电路 与继 电器 之 间插 入 了单 稳 态 触 发 器 和 电 流放 大器 ， 保 继 电器 确 动作 干脆 、 靠 ， 效 地 防 止 了冲击 电 流 ， 不 会 由于 继 电器 动 可 有 而
ｃｎｕ ｔ ｎ ， 表达 就精 确 了 。 ｏ ｓｍｐｉ ”其 ｏ
参 考文 献
［］郁百超 ， １ 无逆变器不间断电源 ， 专利文献， 专利号 ：７４ １４ ９２ １９ ，
ｌ 引言
开关电源 其体积小 巧、 能卓越 、 用方便 的显著 特 点 ， 性 使 在通信 、 网络 、 工控 、 铁路 、 军事等领域得 到 日益 广泛 的应用 很
该电
ｌ０ ０＾
ｕ ＿ 】 导致
跳闸，
瞥损坏
多系统设计人员已经意识到＋ 正确音理地设计开关电源， 可以省
（ 下转 第 ４ ５页）
Ｔ ｅ ｏｌｏ Ｐ ｗ ｒ ， Ｉ３ ｈ Ｗ ｒ ｆｏ ｅ＆ Ｉ ０ ｄ ｙ
２ ４ 继 电 器 ＫＩ与 电 阻 Ｒ 构 成 的 电路 ．
该 电路 原 理 图如 图 ５所 示 。 电源 接 通 时 ， 入 电压 经 限流 输 电阻 Ｒ 对 滤波 电容 器 Ｃ 充 电 ， 时辅 助 电源 。 １ 同 经 电阻 Ｒ 对 ｚ
周 志敏
莱芜钢铁集团公司动 力部 （ 莱芜 ２ １０ ） ７ １４
Ｚ Ｏ ｈｍｉ Ｌ ｉ ｒｎ ａ ｄ Ｓ ｅ ｌ ｏ Ｌｔ． （ ７ １ ４ ｈ ＵＺ ｉ ｎ ａｗｕ Ｉｏ ｎ ｔｅ Ｃ ． ｄ ２ １ ０ ）
周纪海
武汉理工大学信 息工程学院 （ 武汉 ４ ０ ７ ） ３０ ０
Ｄ
电流造成 的 ， 要 仔 细 地挑 选 和测 试 。同 时继 电器 的动 作 阈值 需 取 决于 电容 器 上 的充 电电 压 ， 电器 的 动作 电压会 抖 动 及振 继 荡 ， 成工 作不 可靠 。 造
２ ５ 采 用 定 时 触 发 器 的继 电器 与 限 流 电 阻 的 电 路 ．
Ｚ ｏ ｉ ｉ Ｗｕ ａ ｉ ｒｉ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ （ ３ ０ ０ ｈ ｕＪｈ ａ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｓ ｙ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ４ ０ ７ ） ｅ ｔ ＂
摘 要： 奉文丹析了开关电源启动时的瞬时冲击电漉。 阐述了应用不同器件设计的开关电源戟启动电路及开关电源软启动实用电路
电源 技术 研 究 与设 计
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ＆ Ｄｅ ｉｎ ｏ ｏ ｒ ｐ ｌ Ｔｅ ｈ ｉｕ ｓ ａｃ ｓｇ ｆ ｗｅ Ｐ Ｓｕ ｐｙ ｃ ｎｑ ｅ
‘ 源 界）ｏ ￣ １ 电 世 ２４ ２ ｏ 期
重新 恢 复高 阻需 要 时 间 ， 故对 于 电源 断 电后 又 需 要 很 快接 通 的 情 况 ， 时起不 到 限流作 用 。 有
去电源设计 、 调试方 面的麻烦 这样 不仅 可以提高 整体 系统 的 可靠性和设 计水 平 ， 更重 要 的是缩 短 了整个产 品 的研 发周 期 。 本文重点阐述 如何 正确 台理地设 计开关 电源 的软启 动 电路 ， 以
供广大系统电源设计人员参考
开关 电源的输 人电路大都采用 整流加 电容滤 泼的形 式 。在
５Ｋ 以内的 中小 型 无 功 耗 不 间 断 电源 ，Ｗ Ｓ 可 用 一个 ０Ｗ Ｓ ～ Ｗ６ 具有 ６ 个独 立绕 组 的开关 电源 取代 。
出 电压 限定在 一个 预先 设 定 的范 围 之 内 ， 全 不 需 要 功 率 变 换 完 器 。无功 耗不 间断 电源 实 际 上 还是 有 功耗 的 ， 不 过 其 功 耗 小 只
ｃ ｌ ｙｃｒｕ ｔ ａ ｉ ｉ ｉ： ￣ ｃ
Ｋ ｌ ｖ ｄ ：ｓ ｆ ｓａ ｔ ｃｒｕｔ ｄ ｓ ｎ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｅｏ ， ｓ ｏ ｔ ｔｒ ￣， ｒ － ｉｃ ｉ ｅｉ ｐ ｌ ａｉｎ ｇ ｃ