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  (74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268专利代理师邓志欣王永文

  本实用新型公开了一种软启动电路、PCB板及高压电源,所述软启动电路包括包括输入单元、驱动单元和软启动单元,所述软启动单元包括放电部,所述放电部用于释放所述软启动单元工作时存储的电量,所述软启动单元的输入端用于接收外部控制信号,所述软启动单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述软启动单元用于实现驱动单元工作频率从大到小变化,所述驱动单元的输出端与所述输入单元连接,所述输入单元的输出端用于连接变压器,本申请公开的软启动电路,包括软启动单元,可实现高压电源平滑启动,软启动单元包括放电部,可在断电时将软启动单元存储的电量释放掉,确保再次通电时,软启动单元可正常启动,提高高压电源工作时的稳定度和可靠度。

  1.一种软启动电路,其特征是,包括输入单元、驱动单元和软启动单元,所述软启动单元包括放电部,所述放电部用于释放所述软启动单元工作时存储的电量,所述软启动单元的输入端用于接收外部控制信号,所述软启动单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述软启动单元用于实现驱动单元工作频率从大到小变化,所述驱动单元的输出端与所述输入单元连接,所述输入单元的输出端用于连接变压器。

  2.根据权利要求1所述的一种软启动电路,其特征是,所述驱动单元包括第一控制芯片U1和频率调节部,所述频率调节部的一端与所述第一控制芯片U1的引脚2连接,所述频率调节部的另一端接地。

  3.根据权利要求2所述的一种软启动电路,其特征是,所述频率调节部包括可调电阻RP1、第十电阻R10以及第三电容C3,所述可调电阻RP1的引脚1与所述第一控制芯片U1的引脚2连接,可调电阻RP1的引脚3与第十电阻R10的一端连接,所述第三电容C3的另一端分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第十电阻R10的另一端连接,所述第三电容C3的另一端接地。

  4.根据权利要求3所述的一种软启动电路,其特征是,所述软启动单元包括第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第一光耦OC1、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第四三极管Q4和第三电阻R3,所述第一三极管Q1的发射极用于连接外部供电单元,所述第一三极管Q1的集电极与第一光耦OC1的引脚1连接,所述第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5分别与第一电容C1的一端、第二电容C2的正极、放电部以及第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与所述第四三极管Q4的发射极连接,所述第四三极管Q4的基极用于接收外部控制信号,所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的负极、第一光耦OC1的引脚2以及第四三极管Q4的集电极分别接地,所述第一光耦OC1的引脚4分别与所述第二二极管D2的负极以及所述第四二极管D4的负极连接,所述第一光耦OC1的引脚3分别与所述第一二极管D1的正极以及所述第三二极管D3的正极连接,所述第二二极管D2的正极分别与所述第一控制芯片U1的引脚2以及所述第一二极管D1的负极连接,所述第四二极管D4的正极分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第三二极管D3的负极连接。

  5.根据权利要求4所述的一种软启动电路,其特征是,所述放电部包括第三三极管Q3和第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端分别与所述第一电容C1的一端、所述第二电容C2的正极以及所述第一三极管Q1的基极连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三三极管Q3的发射极连接,所述第三三极管Q3的基极用于连接外部供电单元,所述第三三极管Q3的集电极接地。

  6.根据权利要求2所述的一种软启动电路,其特征是,所述驱动单元还包括第二三极管Q2、第七电阻R7和第二光耦OC2,所述第二光耦OC2的引脚1和引脚4分别用于连接外部供电单元,所述第二光耦OC2的引脚2用于接收外部控制信号,所述第二光耦OC2的引脚3分别与第七电阻R7的一端以及第二三极管Q2的基极连接,所述第二三极管Q2的集电极与第一控制芯片U1的引脚3连接,所述第二三极管Q2的发射极以及所述第七电阻R7的另一端接地。

  7.根据权利要求2所述的一种软启动电路,其特征是,所述驱动单元还包括驱动部,所述驱动部的输入端分别与所述第一控制芯片U1的引脚5、引脚6和引脚7连接,所述驱动部的输出端与所述输入单元连接。

  8.根据权利要求7所述的一种软启动电路,其特征是,所述驱动部包括第一场效应管VT1、第二场效应管VT2、第十三电阻R13、第十二电阻R12、第六二极管D6、第十五电阻R15、第十四电阻R14、第七二极管D7和第五电容C5,所述第一控制芯片U1的引脚5分别与所述第十四电阻R14的一端以及第七二极管D7的负极连接,所述第十四电阻R14的另一端以及所述第七二极管D7的正极分别与所述第十五电阻R15的一端以及所述第二场效应管VT2的栅极连接,所述第十五电阻R15的另一端接地,所述第一控制芯片U1的引脚6分别与所述第五电容C5的负极、第十三电阻R13的另一端、第二场效应管VT2的漏极以及第一场效应管VT1的源极连接,所述第五电容C5的正极与第一控制芯片U1的引脚8连接,所述第一控制芯片U1的引脚7分别与所述第六二极管D6的负极以及第十二电阻R12的一端连接,所述第六二极管D6的正极以及第十二电阻R12的另一端分别与所述第十三电阻R13的一端以及第一场效应管VT1的栅极连接,所述第一场效应管VT1的漏极与输入单元连接,所述第二场效应管VT2的源极接地。

  9.一种PCB板,其特征是,所述PCB板上印刷有如权利要求1‑8任一项所述的软启动电路。

  10.一种高压电源,包括壳体,其特征是,所述壳体内设置有如权利要求9所述的PCB板。

  [0001]本实用新型涉及高压电源技术领域,特别涉及一种软启动电路、PCB板及高压电源。

  [0002]高压电源应用场合特殊,常常会出现负载保护的情况,需要频繁短暂关断以及开通高压输出,现有的高压电源的模拟控制电路,在开启的过程中,电压电流直接上升至设定值,相关功率管在启动期间容易遭到大电流冲击,导致出现损毁问题。

  [0003] 为实现高压电源的平滑启动,避免相关功率管出现损坏问题,需要降低高压电源启动时的电压电流,并逐渐增大电压电流至设定值,即要实现高压电源的软启动。

  [0004] 鉴于上述现存技术的不足之处,本实用新型的目的是提供一种软启动电路,可实现高压电源的软启动,软启动单元包括放电部,确保软启动单元再次通电时正常启动。

  [0006] 一种软启动电路,包括输入单元、驱动单元和软启动单元,所述软启动单元包括放电部,所述放电部用于释放所述软启动单元工作时存储的电量,所述软启动单元的输入端用于接收外部控制信号,所述软启动单元的输出端与所述驱动单元的输入端连接,所述软启动单元用于实现驱动单元工作频率从大到小变化,所述驱动单元的输出端与所述输入单元连接,所述输入单元的输出端用于连接变压器。

  [0007] 所述的软启动电路中,所述驱动单元包括第一控制芯片U1和频率调节部,所述频率调节部的一端与所述第一控制芯片U1的引脚2连接,所述频率调节部的另一端接地。

  [0008] 所述的软启动电路中,所述频率调节部包括可调电阻RP1、第十电阻R10以及第三电容C3,所述可调电阻RP1的引脚1与所述第一控制芯片U1的引脚2连接,可调电阻RP1的引脚3与第十电阻R10的一端连接,所述第三电容C3的另一端分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第十电阻R10的另一端连接,所述第三电容C3的另一端接地。

  [0009] 所述的软启动电路中,所述软启动单元包括第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容

  C2、第一光耦OC1、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管

  D4、第四三极管Q4和第三电阻R3,所述第一三极管Q1的发射极用于连接外部供电单元,所述第一三极管Q1的集电极与第一光耦OC1的引脚1连接,所述第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5分别与第一电容C1的一端、第二电容C2的正极、放电部以及第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与所述第四三极管Q4的发射极连接,所述第四三极管Q4的基极用于接收外部控制信号,所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的负极、第一光耦OC1的引脚2以及第四三极管Q4的集电极分别接地,所述第一光耦OC1的引脚4分别与所述第二二极管D2的负极以及所述第四二极管D4的负极连接,所述第一光耦OC1的引脚3分别与所述第一二极管D1的正极以及所述第三二极管D3的正极连接,所述第二二极管D2的正极分别与所述第一控

  制芯片U1的引脚2以及所述第一二极管D1的负极连接,所述第四二极管D4的正极分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第三二极管D3的负极连接。

  [0010] 所述的软启动电路中,所述放电部包括第三三极管Q3和第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端分别与所述第一电容C1的一端、所述第二电容C2的正极以及所述第一三极管Q1的基极连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三三极管Q3的发射极连接,所述第三三极管Q3的基极用于连接外部供电单元,所述第三三极管Q3的集电极接地。

  [001 1] 所述的软启动电路中,所述驱动单元还包括第二三极管Q2、第七电阻R7和第二光耦OC2,所述第二光耦OC2的引脚1和引脚4分别用于连接外部供电单元,所述第二光耦OC2的引脚2用于接收外部控制信号,所述第二光耦OC2的引脚3分别与第七电阻R7的一端以及第二三极管Q2的基极连接,所述第二三极管Q2的集电极与第一控制芯片U1的引脚3连接,所述第二三极管Q2的发射极以及所述第七电阻R7的另一端接地。

  [0012] 所述的软启动电路中,所述驱动单元还包括驱动部,所述驱动部的输入端分别与所述第一控制芯片U1的引脚5、引脚6和引脚7连接,所述驱动部的输出端与所述输入单元连接。

  [0013] 所述的软启动电路中,所述驱动部包括第一场效应管VT1、第二场效应管VT2、第十三电阻R13、第十二电阻R12、第六二极管D6、第十五电阻R15、第十四电阻R14、第七二极管D7和第五电容C5,所述第一控制芯片U1的引脚5分别与所述第十四电阻R14的一端以及第七二极管D7的负极连接,所述第十四电阻R14的另一端以及所述第七二极管D7的正极分别与所述第十五电阻R15的一端以及所述第二场效应管VT2的栅极连接,所述第十五电阻R15的另一端接地,所述第一控制芯片U1的引脚6分别与所述第五电容C5的负极、第十三电阻R13的另一端、第二场效应管VT2的漏极以及第一场效应管VT1的源极连接,所述第五电容C5的正极与第一控制芯片U1的引脚8连接,所述第一控制芯片U1的引脚7分别与所述第六二极管D6的负极以及第十二电阻R12的一端连接,所述第六二极管D6的正极以及第十二电阻R12的另一端分别与所述第十三电阻R13的一端以及第一场效应管VT1的栅极连接,所述第一场效应管VT1的漏极与输入单元连接,所述第二场效应管VT2的源极接地。

  [0014] 本实用新型还相应地提供了一种PCB板,所述PCB板上印刷有上任一所述的软启动电路。

  [0015] 本实用新型还相应地提供了一种高压电源,包括壳体,所述壳体内设置有如上所述的PCB板。

  [0017] 本实用新型提供了一种软启动电路,包括软启动单元,可实现高压电源的平滑启动,软启动单元包括放电部,当高压电源断电时,放电部可将软启动单元存储的电量释放掉,确保再次通电时,软启动单元可正常启动,即解决了开关机、瞬间掉电等条件下软启动单元失效的问题,提高了高压电源工作时的稳定度和可靠度。

  [0020] 主要元件符号说明, 1‑输入单元、2‑驱动单元、21‑第一控制芯片、22‑频率调节部、

  [0021] 本实用新型提供了一种软启动电路、PCB板及高压电源,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

  [0022] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“安装”、“连接”等应做广义理解,对于本领域的普通技术人员而言,能够准确的通过详细情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

  [0023] 请参阅图1和图2,一种软启动电路,包括输入单元1、驱动单元2和软启动单元3,所述软启动单元3包括放电部31 ,所述放电部31用于释放所述软启动单元3工作时存储的电量,所述软启动单元3的输入端用于接收外部控制信号,所述软启动单元3的输出端与所述驱动单元2的输入端连接,所述软启动单元3用于实现驱动单元2工作频率从大到小变化,所述驱动单元2的输出端与所述输入单元1连接,所述输入单元1的输出端用于连接变压器,在一个实施例中,所述外部供电单元向第一三极管Q1的发射极提供3.3V电压。

  [0024] 本申请公开的软启动电路,通过软启动单元3实现驱动单元2工作频率从大到小变化,实现功率从小到大变化,即实现高压电源的平稳启动,防止过大的冲击电流,软启动单元3包括放电部31,当高压电源断电时,放电部31可将软启动单元3存储的电量释放掉,确保再次通电时,软启动单元3可正常启动,即解决了开关机、瞬间掉电等条件下软启动单元3失效的问题,提高了高压电源工作时的稳定度和可靠度。

  [0025] 进一步地,请参阅图1和图2,所述驱动单元2包括第一控制芯片21U1和频率调节部

  22,所述频率调节部22的一端与所述第一控制芯片21U1的引脚2连接,所述频率调节部22的另一端接地,当软启动电路处于稳态时,第一控制芯片21U1的稳定工作后的最小频率由频率调节部22决定,当处于开机阶段时,软启动单元3改变驱动单元2输入端的等效电阻值的大小,在一个实施例中,所述第一控制芯片21U1的型号为IR2153。

  [0026] 进一步地,请参阅图2,所述频率调节部22包括可调电阻RP1、第十电阻R10以及第三电容C3,所述可调电阻RP1的引脚1与所述第一控制芯片U1的引脚2连接,可调电阻RP1的引脚3与第十电阻R10的一端连接,所述第三电容C3的另一端分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第十电阻R10的另一端连接,所述第三电容C3的另一端接地,通过调整可调电阻RP1的大小,可调整第一控制芯片U1稳定工作后的最小频率的值,从而改变功率大小,提高软启动电路工作时的灵活度。

  [0027] 进一步地,请参阅图2,所述软启动单元3包括第一三极管Q1、第一电容C1、第二电容C2、第一光耦OC1、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管

  D4、第四三极管Q4和第三电阻R3,所述第一三极管Q1的发射极用于连接外部供电单元,所述第一三极管Q1的集电极与第一光耦OC1的引脚1连接,所述第一三极管Q1的基极通过第五电阻R5分别与第一电容C1的一端、第二电容C2的正极、放电部以及第三电阻R3的一端连接,所述第三电阻R3的另一端与所述第四三极管Q4的发射极连接,所述第四三极管Q4的基极用于接收外部控制信号,所述第一电容C1的另一端、第二电容C2的负极、第一光耦OC1的引脚2以及第四三极管Q4的集电极分别接地,所述第一光耦OC1的引脚4分别与所述第二二极管D2的

  负极以及所述第四二极管D4的负极连接,所述第一光耦OC1的引脚3分别与所述第一二极管D1的正极以及所述第三二极管D3的正极连接,所述第二二极管D2的正极分别与所述第一控制芯片U1的引脚2以及所述第一二极管D1的负极连接,所述第四二极管D4的正极分别与所述第一控制芯片U1的引脚3以及所述第三二极管D3的负极连接,在一个实施例中,外部供电单元为第一三极管Q1的发射极提供3.3V电压。

  [0028] 当高压电源通电时,外部控制信号为0V电压,即第四三极管Q4的基极电压为0V,第四三极管Q4的发射极与集电极导通,形成电流回路,外部供电单元为第一三极管Q1的发射极提供3.3V电压,电流经第一三极管Q1、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2、第三电阻R3后留至第四三极管Q4的集电极,此时为软启动单元3的初始充电过程,确保软启动单元3正常工作,由于设定第五电阻R5与第三电阻R3的阻值一致,此时,第二电容C2的电压为1 .4V。

  [0029] 当高压电源开始工作时,即在高压电源软启动的过程中,外部控制信号为3.3V电压,第四三极管Q4的集电极和发射极截止,外部供电单元提供的3.3V电压经第一三极管Q1和第五电阻R5为第一电容C1和第二电容C2充电,第二电容C2的电压值逐渐增大,第一三极管Q1的基极电压随着第二电容C2的电压增大而增大,第一三极管Q1的集电极电压从大变小,使第一光耦OC1输入端的电流由大变小,第一光耦OC1的输出端由完全导通变化至完全截止,第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4和第一光耦OC1输出端的电路等效为一个可变电阻Rd,当第一光耦OC1的输出端完全导通时,Rd相当于短路,Rd为零,此时,驱动单元2输入端的频率最大,当第一光耦OC1的输出端完全截止时,Rd相当于开路(Rd)RP1+R10,此时,驱动单元2输入端的频率最小,即实现了驱动单元2输入端频率的从大到小变化,最终输入端的频率稳定在最小频率。

  [0030] 进一步地,请参阅图2,所述放电部31包括第三三极管Q3和第四电阻R4,所述第四电阻R4的一端分别与所述第一电容C1的一端、所述第二电容C2的正极以及所述第一三极管Q1的基极连接,所述第四电阻R4的另一端与所述第三三极管Q3的发射极连接,所述第三三极管Q3的基极用于连接外部供电单元,所述第三三极管Q3的集电极接地,在一个实施例中,所述外部供电单元向第三三极管Q3的基极提供3.3V电压。

  [0031] 若第一电容C1和第二电容C2还有电压,再次通电后就没有充电过程,软启动单元3工作失效,因此,需要在断电时将第一电容C1和第二电容C2存储的电量释放掉,当断电时,外部控制信号消失,外部供电单元停止供电,第三三极管Q3的基极电压为0,第三三极管Q3的发射极和集电极导通,第一电容C1和第二电容C2通过第四电阻R4和第三三极管Q3向地放电,避免再次通电后软启动失效。

  [0032] 进一步地,请参阅图2,所述驱动单元2还包括第二三极管Q2、第七电阻R7和第二光耦OC2,所述第二光耦OC2的引脚1和引脚4分别用于连接外部供电单元,所述第二光耦OC2的引脚2用于接收外部控制信号,所述第二光耦OC2的引脚3分别与第七电阻R7的一端以及第二三极管Q2的基极连接,所述第二三极管Q2的集电极与第一控制芯片U1的引脚3连接,所述第二三极管Q2的发射极以及所述第七电阻R7的另一端接地,所述第二光耦OC2的引脚2与外部控制芯片连接,用于接收高电平信号或低电平信号,所述外部供电单元向第二光耦OC2的引脚1提供3.3V电压,所述外部供电单元向第二光耦OC2的引脚4提供12V电压。

  [0033] 当高压电源通电时,外部控制信号为0V,第二光耦OC2的引脚1的电压为3.3V,引脚2的电压为2.9V,第二光耦OC2的引脚1和引脚2有电流流过,第二光耦OC2的引脚3和引脚4导

  通,导致第二二极管Q2的基极与发射极导通,第一控制芯片U1的引脚3的电位被拉低,则第一控制芯片U1的引脚5和引脚7禁止输出方波,实现驱动单元2输出端的封锁,当高压电源软启动时,外部控制信号为3.3V,第二光耦OC2的引脚1和引脚2的电压均为3.3V,第二光耦OC2的引脚1和引脚2之间没有电流流过,第二光耦OC2的引脚3和引脚4不导通,导致第二二极管Q2的集电极和发射极截止,第一控制芯片U1的引脚3的电位不变,驱动单元2输出端可正常输出交替输出方波。

  [0034] 当第一光耦OC1和第二光耦OC2均截止时,软启动单元3以及第二三极管Q2部分的电路不起作用。

  [0035] 进一步地,请参阅图1和图2,所述驱动单元2还包括驱动部23,所述驱动部23的输入端分别与所述第一控制芯片U1的引脚5、引脚6和引脚7连接,所述驱动部23的输出端与所述输入单元1连接,所述驱动部23用于输出方波以驱动变压器工作。

  [0036] 进一步地,请参阅图2,所述驱动部23包括第一场效应管VT1、第二场效应管VT2、第十三电阻R13、第十二电阻R12、第六二极管D6、第十五电阻R15、第十四电阻R14、第七二极管D7和第五电容C5,所述第一控制芯片U1的引脚5分别与所述第十四电阻R14的一端以及第七二极管D7的负极连接,所述第十四电阻R14的另一端以及所述第七二极管D7的正极分别与所述第十五电阻R15的一端以及所述第二场效应管VT2的栅极连接,所述第十五电阻R15的另一端接地,所述第一控制芯片U1的引脚6分别与所述第五电容C5的负极、第十三电阻R13的另一端、第二场效应管VT2的漏极以及第一场效应管VT1的源极连接,所述第五电容C5的正极与第一控制芯片U1的引脚8连接,所述第一控制芯片U1的引脚7分别与所述第六二极管D6的负极以及第十二电阻R12的一端连接,所述第六二极管D6的正极以及第十二电阻R12的另一端分别与所述第十三电阻R13的一端以及第一场效应管VT1的栅极连接,所述第一场效应管VT1的漏极与输入单元1连接,所述第二场效应管VT2的源极接地,所述第一场效应管VT1和第二场效应管VT2交替输出方波。

  [0037] 在一个实施例中,所述输入单元1包括AC/DC变换器、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第十八电阻R18、第十七电阻R17、第九电容C9和第十电容C10,所述AC/DC变换器的引脚2和引脚3分别连接火线和零线,所述AC/DC变换器的引脚1分别连接第六电容C6的正极、第一场效应管VT1的漏极、第七电容C7的一端、第十八电阻R18的一端以及第九电容C9的一端,所述第一场效应管VT1的源极、第二场效应管VT2的漏极、第七电容C7的另一端以及第八电容C8的一端分别与所述第十一电容C11的一端连接,所述第十八电阻R18的另一端、第九电容C9的另一端、第十七电阻R17的一端、第十电容C10的一端以及第十一电容C11的另一端分别连接变压器,所述AC/DC变换器的引脚4、第六电容C6的负极、第八电容C8的另一端、第十七电阻R17的另一端以及第十电容C10的另一端分别接地。

  [0038] 本实用新型还相应地提供了一种PCB板,所述PCB板上印刷有上任一所述的软启动电路。

  [0039] 本实用新型还相应地提供了一种高压电源,包括壳体,所述壳体内设置有如上所述的PCB板。

  [0040] 能够理解的是,对本领域普通技术人员来说,能够准确的通过本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。