用于SCR脉宽调制器的单粒子瞬态效应抵抗电路的制作方法

本发明提供了一种用于scr脉宽调制器的单粒子瞬态效应抵抗电路，属于开关电源技术领域。

背景技术：

uc1846/7型脉宽调制器是目前开关电源中常用的控制器，它的使用可以大大降低开关电源电路的复杂度及减少电路元器件使用数量。uc1846/7型脉宽调制器内部集成有软启动电路和保护电路。只需在外接一个软启动电阻、分压电阻、软启动电容，便能实现在启动时，uc1846/7缓慢向软启动电容充电以控制开关电源的启速速率；输出短路或过压情况时，uc1846/7可以使外接的软启动电容放电并让电源重启以保护电源和负载。但是uc1846/7内部软启动电路具有scr结构，scr存在单粒子翻转(seu)的可能性，所以具有这种结构的uc1846/7型脉宽调制器不适合于宇航应用(即卫星、飞船、月球控测器、天宫空间站等)。

空间环境极其恶劣，存在各种高能粒子，这些高能粒子能够使半导体结导通，从而出现电子设备和系统不期望看到的现象。uc1846/7型控制器中软启动电路，由于存在scr结构，会出现单粒子瞬态效应---单粒子翻转，导致软启动电容放电致使电源输出中断，这样会影响到负载的正常工作甚至更严重的后果。因此，在没有其它可选用脉宽调制器情况下，同时为了避免uc1846/7型控制器单粒效应导致的严重后果，开关电源选择采用分立元器件搭建脉宽调制器。与采用集成电路的设计相比较，此举增加了电路复杂度，也降低了电源系统可靠性。

图1所示为uc1846/7常用的一种软启动复位电路。在电源开机启动时，软启动电容c1通过由r1和r2组成的电阻分压网络被缓慢充电到预定的电压，uc1846/7输出占空比也随之缓慢变宽，输出达到缓慢启动效果。在接收到故障或关断信号时，scr(可控硅)被触发使软启动电容c1放电，直到放电电流下降到低于scr的维持电流为止。一旦scr被触发，放电装置一直被锁存，直到c1被放电到预定电平为止(接近于零电平)，此时上述放电装置被复位，随后电源被重启。seu事件能够意外的导制uc1846/7内部scr的触发，这会迫使软启动电容c1接近完全地放电，从而使正常工作中的电源突然中断。在这种情况下，增加与电容c1串联的电阻r1不会起作用，这是因为scr所需维持电流特别的小，r1所需的阻值将会大的惊人，同时也会影响到对c1充电时间。

针对采用可控硅(scr)结构进行过流保护的脉宽调制器，如uc1846/7，目前亟需一种能够抵抗单粒子瞬态效应的电路，其既可以防止uc1846/7在遇到seu事件时使上述软启动电容放电，同时也不会影响到启动时软启动电容的正常充电持续时间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了用于scr脉宽调制器的单粒子瞬态效应抵抗电路，针对采用可控硅(scr)结构进行过流保护的脉宽调制器，其能够防止工作中的脉宽调制器在遇到seu事件时使软启动电容放电，并同时允许电源在重启时软启动电容充电所需时间与正常启动时软启动电容充电时间一致。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：用于scr脉宽调制器的单粒子瞬态效应抵抗电路，包括具有可控硅scr结构的scr脉宽调制器、rc缓冲器、pnp型三极管q1和npn型三极管q2。

rc缓冲器由软启动电容c1、第一电阻r1和第二电阻r2组成，其中r1与c1串联接在scr脉宽调制器的基准电压vref和公共地之间，r2与q2串联后并联在c1两端。

pnp型三极管q1，其发射极与脉宽调制器的com端相连，集电极与公共地相连，基极与软启动电容c1相连。

进一步地，scr脉宽调制器为uc1846/7。

有益效果：

1、本发明通过摒弃uc1846/7内部对单粒子敏感的软启动复位电路，采用在外围增加一个在实际故障中允许软启动电容放电的电路来实现的。该电路包括：p型三极管q1，其发射极与uc1846/7的7脚com端相连，集电极与公共地相连，基极与软启动电容c1相连；rc缓冲器，其耦合在uc1846/7的基准电压和公共地之间。由此，当uc1846/7启动时，软启动电容c1通过电阻r1进行缓慢充电，实现开机软启动，并且在发生单粒子翻转的情况下，scr导通，uc1846/7的1脚电压下降到或接近于零电平时，由于uc1846/7的1脚电流限制调节端没有与软启动电容相连，所以不会导致软启动电容放电使电源重启。

2、本发明电路还包括外部故障检测和关断触发电路，它与软启动电容并联耦合以用于当检测到过流或过压时对软启动电容放电，使电源断电重启以保护电源及负载。

附图说明

图1显示uc1846使用自身锁存启动复位电路；

图2显示根据本发明的软启动复位电路，该电路防止由seu引起的电容放电，并且具有外部复位功能。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1、本实施例提供一种用于scr脉宽调制器的单粒子瞬态效应抵抗电路包括具有可控硅scr结构的scr脉宽调制器、rc缓冲器、pnp型三极管q1和npn型三极管q2。

rc缓冲器由软启动电容c1、第一电阻r1和第二电阻r2组成，其中r1与c1串联接在scr脉宽调制器的基准电压vref和公共地之间，r2与q2串联后并联在c1两端。

pnp型三极管q1，其发射极与脉宽调制器的com端相连，集电极与公共地相连，基极与软启动电容c1相连。

本实施例中针对的scr脉宽调制器为uc1846/7。

本实施例提供的电路参照图2，图2描述了用于防止由于seu引致的电容c1放电的电路。不使用uc1846自身软启动电路，而使用一个pnp型三极管控制pwm软启动，同时不影响所需的c1充电持续时间。q2和r2实现了外部复位功能，以用于在故障事件发生时使软启动电容c1放电。

软启动电容c1通过电阻r1缓慢充电，晶体管q1在开机后是截止状态，只在开机上电时起作用。

当seu使uc1846型脉宽调制器内部的可控硅(scr)导通时，由于uc1846的1脚悬空，与图1所示电路相比，不会造成软启动电容c1通过scr放电。

在发生故障(过流或短路)的情况下，软启动电容c1由于不与scr相连，所以无法通过scr放电。一种替代装置被提供用来在故障情况发生时使软启动电容放电。这是通过晶体管q2来完成的，当检测到故障时，q2导通，则它允许电容c1通过包括r2和q2的串联电路放电。

因此，无抗辐照指标低等级的uc1846/7可被用于宇航应用中，这是因为软启动电容在发生seu的情况下不会被放电，因此不会造成用电设备的突然断电。

并且由晶体管q2与电阻r2组成的故障检测复位电路，可以用于检测到故障时或接收到关机信号时，使电源掉电后重启。而且，由于电容c1通过电阻r1充电，所以根据本发明的电路不会干扰正常的电容充电持续时间。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。