一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构的制作方法

本发明涉及开关电源应用领域，特别是涉及一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构。

背景技术：

开关电源是现代电子系统中必不可少的关键部件。随着科学技术的不断进步，人们对开关电源的要求也越来越高，高密度，低成本，大功率，低压大电流输入，低功耗，高效率，使得同步整流技术广泛应用于现代开关电源中，同时开关电源还要经受长时间工作，长时间高低温试验，频繁开关机冲击试验，这些都对开关电源的开关管，特别是副边的同步整流管和续流管的电压应力提出了新的要求，使得同步整流管和续流管必须要有足够的降额来保证其不被损坏，进而保证开关电源的可靠性。

开关电源中常用的PWM控制芯片通常采用的是慢开快关技术，这使得在开关电源关机的瞬间，副边产生一个很大的能量无处释放，占空比不受控制，原副边的时序发生紊乱，副边同步整流管瞬间承受很大电压应力，很容易击穿。

本发明针对传统开关电源副边同步整流管和续流管的关机应力问题，提供一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，该线路结构包括输入电压源，开关电源功率级，PWM控制芯片，快开慢关线路，上述输入电压源连接开关电源功率级的两个输入端口，给开关电源功率级提供供电电压，PWM控制芯片的一个第一端口OUT直接或者间接的连接开关电源功率级线路中开关管的控制端，PWM控制芯片还提供一个第二端口REF，用于给快开慢关电路提供供电电压，快开慢关线路提供一个电压控制信号端口与PWM控制芯片的一个第三端口SS连接，提供电压控制信号给PWM控制芯片，其特征在于，该线路结构利用快开慢关线路的一个电压信号上升和下降的速度，来调节PWM控制芯片的第三端口SS的电压上升和下降的时间，通过控制这个端口电压上升和下降的时间，来实现开关电源开机时的起机时间和关机时的关机时间可控，从而实现开关电源的快开慢关，实现软关断。

优选地，上述一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，其特征在于，上述快开慢关线路包含一个第一三极管，其基极与PWM控制线路的第三端口SS相连；一个第一电阻，其一端连接控制线路的第二端口REF，另一端连接第一三极管的集电极；一个第一二极管，其阴极连接第一三极管的基极，阳极连接第一三极管的发射极；一个第一电容，其一端连接第一三极管的发射极，另一端接地；一个第二电容，其一端接第一三极管的基极，另一端接地。

优选地，上述一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，其特征在于，PWM控制芯片的第二端口REF是由芯片内部产生的一个稳定的电压，与快开慢关线路的第一电阻相连，第三端口SS与快开慢关线路的第一三极管的基极相连。

优选地，上述一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，其特征在于，开关电源开机时，PWM控制芯片的第三端口SS与快开慢关线路的一个第二电容直接连接，给第二电容直接充电，第二电容的大小影响了SS端口电压上升的时间。

优选地，上述一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，其特征在于，开关电源关机时，快开慢关线路经由PWM控制芯片的第三端口SS放电，快开慢关线路的第一电容和第二电容叠加后的容值大小影响了SS端口电压下降的时间。

优选地，上述一种开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构，其特征在于，上述开关电源功率级是任意一种开关电源拓扑架构。

本发明提供了一个结构简单、成本低的开关电源中实现软关断的快开慢关线路，为解决开关电源中副边同步整流管的关机应力提供了一种新的方案。使同步整流技术的应用更为广泛，为高新技术电子产品的性能提升做出贡献。

附图说明

图1是开关电源实现软关断的快开慢开线路示意图。

图2是开关电源功率级一种具体的拓扑架构。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳的一个实施例，以详细说明本发明的技术方案。

本发明提供一种易实现、成本低的开关电源中实现软关断的快开慢关线路结构。如图1中的实施线路包含输入电压源，开关电源功率级10，PWM控制芯片20，输出负载，快开慢关线路30。

开关电源功率级10可以任意一种开关电源拓扑架构，如图2中，是反激架构，包含输入滤波线路，原边开关管，变压器，副边同步整流管，输出滤波线路。PWM控制芯片20的第一端口OUT与开关电源功率级中原边开关管的控制端直接或者间接的连接，用来控制开关管的开通和关断，第二端口REF是一个稳定的电压，由控制器芯片本身产生。快开慢关线路30由第一三极管NPN管Q1，第一电阻R1，第一二极管D1，第一电容C1和第二电容C2构成，第一电阻连接PWM控制芯片的第二端口REF,第一电阻的另外一端连接第一三极管的集电极，第一三极管的基极连接PWM控制芯片第三端口SS,第一三极管的基极同时还连接第一二极管的阴极和第二电容的一端，第一二极管的阳极接第一三极管的发射极和第一电容的一端，第一电容和第二电容的另外一端接输出负载的地。

这里所说的PWM控制芯片是电流型控制器，内部有两个50uA的电流源，分别上拉电流和下拉电流。在控制器的供电和门限值允许时，50uA的上拉电流源起作用，电流i流出控制芯片端口SS后分为两部分，一部分i1给C2充电，另一部分ib流进Q1的基极，根据NPN的放大原理，集电极会有一个较大的电流ic,因为C2是一个容值很小的电容，所以充电时间短，C2的电压迅速建立，较大电流的ic对C1充电，C1上的电压也很快建立，这样就实现了快开，这里快开也有其作用，是为了使副边的占空比在起机时能够尽快进入一个稳定的状态。当开关电源关机时，PWM控制器通过SS端口下拉电流,电流流进端口SS，C1要放电，C1通过二极管D1往SS放电，由于二极管D1的存在，C1和C2相当于并联，C1的容值很大，C1缓缓放电，SS上的电压缓缓降低，PWM缓缓关掉。这个过程中利用了第一三极管基极电压上升和下降的速度，来调节PWM控制芯片的第三端口SS电压上升和下降的时间，通过控制这个端口电压上升和下降的时间，来实现开关电源开机时的起机时间和关机时的关机时间可控，从而实现开关电源的快开慢关，实现软关断，使得开关电源在关机时时序依然稳定，副边的能量慢慢释放掉，大大降低了副边整流管的关机应力。

虽然以上描述了本发明的具体实施案例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施案例做出多种变更或修改。