上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，包括加熱電源電路和外圍調(diào)整電路，加熱電源電路包括電源控制器、功率開(kāi)關(guān)管、電感、與電感連接的續(xù)流二極管和反饋電路；輸入電壓流向功率開(kāi)關(guān)管，功率開(kāi)關(guān)管由電源控制器控制開(kāi)或關(guān)，功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，向電感充電；功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感向續(xù)流二極管放電，并通過(guò)反饋電路構(gòu)成回路，反饋電路的兩端連接輸出電壓端；外圍調(diào)整電路包含比較器和兩個(gè)三極管，由三極管的通斷調(diào)整反饋電路中的調(diào)整端，改變反饋電路兩端的輸出電壓。本發(fā)明的電路采用上電預(yù)熱的方式，降低了啟動(dòng)電流，提高了低溫啟動(dòng)性能；中段采用高電壓加熱，使元器件可快速達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；提高了元器件的穩(wěn)定性和可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子產(chǎn)品領(lǐng)域，是一種上電啟動(dòng)階梯供電控制電路，可應(yīng)用于各種上電啟動(dòng)時(shí)需要階梯供電加熱的電路中。
【背景技術(shù)】
[0002]目前普遍的加熱方式大多是采用恒定加熱的方式，這樣元器件在低溫下反復(fù)啟動(dòng)，在熱脹冷縮的作用下，會(huì)影響元器件的使用壽命。還有一種緩慢提高加熱功率的方式，這樣加熱的時(shí)間就會(huì)變長(zhǎng)，不利于元器件的快速穩(wěn)定，如果一直采用大功率加熱，也會(huì)因?yàn)闇囟冗^(guò)高影響元器件的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種階梯供電加熱控制電路，能夠保證元器件在啟動(dòng)時(shí)緩慢加熱，又能讓元器件快速進(jìn)入工作狀態(tài)，同時(shí)還不會(huì)因?yàn)榧訜釡囟冗^(guò)高，影響元器件的使用壽命。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:本發(fā)明通過(guò)對(duì)元器件先預(yù)熱后快速加熱再穩(wěn)定加熱的方式，實(shí)現(xiàn)元器件穩(wěn)定而快速的加熱。
[0005]本發(fā)明電路主要由帶輸出電壓可調(diào)端的加熱電源和外圍控制電路兩部分組成。帶輸出電壓可調(diào)端的加熱電源給元器件加熱，外圍控制電路負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)加熱電壓和加熱時(shí)間。
[0006]一種上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，包括加熱電源電路和外圍調(diào)整電路，
其中，加熱電源電路包括電源控制器、功率開(kāi)關(guān)管、電感、與電感連接的續(xù)流二極管和反饋電路；輸入電壓經(jīng)濾波后流向所述功率開(kāi)關(guān)管，所述功率開(kāi)關(guān)管由所述電源控制器控制開(kāi)或關(guān)，所述功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，向所述電感充電；所述功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述電感向所述續(xù)流二極管放電，并通過(guò)反饋電路構(gòu)成回路；所述反饋電路的兩端連接輸出電壓端；
外圍調(diào)整電路包含比較器和由比較器的兩路比較輸出端控制通斷的兩個(gè)三極管，由所述三極管的通斷調(diào)整所述反饋電路中的調(diào)整端，改變所述反饋電路兩端的輸出電壓。
[0007]所述反饋電路包括串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻，兩個(gè)反饋電阻的連接點(diǎn)為調(diào)整端，該調(diào)整端同時(shí)連接至所述電源控制器的反饋引腳。
[0008]所述功率開(kāi)關(guān)管的源極通過(guò)一取樣電阻與輸入電壓端連接，所述開(kāi)關(guān)管的柵極連接至電源控制器的門(mén)控輸出端，所述開(kāi)關(guān)管的漏極連接至所述電感的一端，所述電感的該端同時(shí)與兩個(gè)續(xù)流二極管的陰極連接，所述續(xù)流二極管的陽(yáng)極連接至模擬地；所述電感的另一端連接至串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻的一端，所述串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻的另一端接模擬地。
[0009]所述比較器具有兩路比較通道，每個(gè)比較通道均包含兩個(gè)比較輸入端和一個(gè)比較輸出端，分別為第一路輸入正端、第一路輸入負(fù)端和第一路輸出端、第二路輸入正端、第二路輸入負(fù)端和第二路輸出端。
[0010]所述第一路輸出端與第九三極管的基極連接，并同時(shí)通過(guò)第十六電阻與第十三極管的基極連接；所述第二路輸出端同時(shí)與第七三極管的基極、所述第九三極管的集電極連接；所述第七三極管的集電極通過(guò)第九電阻連接至調(diào)整端；所述第十三極管的集電極通過(guò)第十四電阻連接至所述調(diào)整端，所述第十三極管的集電極接模擬地。
[0011]所述第一路輸入正端經(jīng)第十電阻連接至電源；第一路輸入負(fù)端經(jīng)第十八電容連接至模擬地；
所述第二路輸入正端經(jīng)第十二電阻、第十八電容連接至模擬地，所述第二路輸入正端同時(shí)經(jīng)第四電阻連接至電源，所述電源經(jīng)所述第四電阻、第十三電容連接至模擬地；所述電源同時(shí)經(jīng)第五電阻連接至所述第二路輸入負(fù)端。
[0012]所述第一路輸入正端電壓值大于所述第一路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第一路輸出端為高電平；所述第一路輸入正端電壓值小于所述第一路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第一路輸出端為低電平；
所述第二路輸入正端電壓值大于所述第二路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第二路輸出端為高電平；所述第二路輸入正端電壓值小于所述第二路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第二路輸出端為低電平。
[0013]所述第七三極管導(dǎo)通時(shí)，所述第九電阻與所述兩個(gè)反饋電阻中的其中一個(gè)并聯(lián)； 所述第十三極管導(dǎo)通時(shí)，所述第十四電阻與所述兩個(gè)反饋電阻中的另一個(gè)并聯(lián)。
[0014]在所述反饋電路的兩端還連接有兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻，兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻分別與兩個(gè)反饋電阻并聯(lián)，兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻的共接端連接至所述調(diào)整端。
[0015]本發(fā)明具有以下幾點(diǎn)創(chuàng)新性并可達(dá)到相應(yīng)的有益效果:
1、采用上電預(yù)熱的方式，降低了啟動(dòng)電流，提高了低溫啟動(dòng)性能；
2、中段采用高電壓加熱，使元器件可快速達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)；
3、提高了元器件的穩(wěn)定性和可靠性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路框圖；
圖2是本發(fā)明上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路的加熱電源電路圖；
圖3是本發(fā)明上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路的外圍調(diào)整電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
由圖1所示，本發(fā)明上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路主要由加熱電源電路和外圍調(diào)整電路兩部分組成。其中加熱電源電路主要由輸入濾波電路、電源控制器、功率開(kāi)關(guān)、電感、續(xù)流二極管、反饋控制和輸出濾波等幾部分組成；外圍調(diào)整電路主要由兩路25iT30S時(shí)間周期和比較器N2組成。
[0018]加熱電源電路如圖2所示，電源控制器NI使用凌特公司的LTC3824控制器，輸入電壓首先經(jīng)過(guò)電容CUCll的濾波，然后流經(jīng)取樣電阻R3和開(kāi)關(guān)管Ql ;取樣電阻R3的一端與開(kāi)關(guān)管Ql的源極連接，開(kāi)關(guān)管Ql的柵極連接至控制器NI的9腳GATE，開(kāi)關(guān)管Ql的漏極連接至儲(chǔ)能電感LI的一端；儲(chǔ)能電感LI的該端同時(shí)與兩個(gè)續(xù)流二極管Dl的陰極連接,續(xù)流二極管Dl的陽(yáng)極連接至模擬地。當(dāng)輸出電壓沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器NI的9腳GATE輸出高電平，開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，電流給儲(chǔ)能電感LI充電后輸出電壓；當(dāng)輸出電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制器NI的9腳GATE輸出低電平，開(kāi)關(guān)管Ql關(guān)斷，儲(chǔ)能電感LI釋放電流通過(guò)續(xù)流二極管D1，繼續(xù)輸出電壓。反饋電阻R5、R6和控制器NI的5腳VFb構(gòu)成反饋控制電路，反饋電阻R5、R6的連接點(diǎn)連接至控制器NI的5腳VFb，輸出電壓VOUT的調(diào)整就靠調(diào)節(jié)反饋電阻R5和R6的阻值。
[0019]外圍調(diào)整電路電路圖3所示，通過(guò)控制三極管V7和VlO的開(kāi)、關(guān)，分別將電阻R9、R14與反饋電阻R5、R6并聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋電阻R5和R6阻值的改變，同時(shí)電阻RA、RB為預(yù)留手動(dòng)調(diào)整電阻位置，分別與電阻R5和R6并聯(lián)，可以通過(guò)調(diào)整RA和RB輔助R5和R6調(diào)整輸出電壓VOUT。
[0020]如圖3所示，整個(gè)控制過(guò)程分為3個(gè)階段。
[0021]第一階段，剛上電以后，比較器N2的第二路輸入負(fù)端2IN- (6腳)為高電平，+12V電源通過(guò)電阻R4向電容C13充電，比較器N2的第二路輸入正端2IN+ (5腳)相對(duì)于輸入負(fù)端2IN- (6腳)為低電平，這時(shí)比較器N2的第二路輸出端20UT (7腳)為低電平；比較器N2第一路輸入正端IIN+ (3腳)為高電平，電源通過(guò)電阻R19、R12向電容C18充電，比較器N2第一路輸入負(fù)端IIN- (2腳)相對(duì)于輸入正端IIN+ (3腳)為低電平，這時(shí)比較器N2第一路的輸出端IOUT (I腳)為高電平。由于比較器N2第二路輸出端20UT (7腳)輸出低電平，使得PNP三極管V7的發(fā)射極電壓比基極高，三極管V7導(dǎo)通，將電阻R9并入電源模塊調(diào)整端ADJ上端，與反饋電阻R5并聯(lián)，使得電源模塊調(diào)整端ADJ上端電阻值變小。而比較器N2的第一路的輸出端IOUT (I腳)輸出高電平，但是由于比較器N2第二路輸出端20UT (7腳)輸出低電平，第一路的輸出端IOUT (I腳)的高電平通過(guò)三極管V9的PN結(jié)被拉低，NPN三極管VlO關(guān)斷。這樣，調(diào)整端ADJ上端的等效電阻就變小了，輸出電壓VOUT變低。
[0022]輸出電壓
們I Rd
VOUT^--VAdj，調(diào)整端電壓VADJ始終由控制器NI的5腳VFb動(dòng)態(tài)保持恒定，因
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此，可通過(guò)調(diào)整反饋電阻R5、R6的電阻值來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓VOUT。
[0023]第二階段，電容C13充電完成，電容C18還沒(méi)完成。當(dāng)電容C13經(jīng)過(guò)一段時(shí)間充電，比較器第二路輸入正端2IN+ (5腳)電壓超過(guò)比較器第二路輸入負(fù)端2IN- (6腳)電壓以后，比較器第二路輸出端20UT (7腳)輸出高電平。由于比較器N2采用的是LM193輸出極開(kāi)集的比較器，PNP三極管V7的發(fā)射極電壓和基極電壓相同，三極管V7關(guān)斷。同時(shí)比較器第一路的輸出端IOUT (I腳)因?yàn)榈诙份敵龆?0UT (7腳)OC門(mén)開(kāi)路，恢復(fù)成高電平，NPN三極管VlO導(dǎo)通，將電阻R14并入電源模塊調(diào)整端ADJ下端，與反饋電阻R6并聯(lián)，使得電源模塊調(diào)整端ADJ下端電阻變小。這樣，調(diào)整端ADJ上端電阻恢復(fù)為R5，調(diào)整端ADJ下端等效電阻變小，輸出電壓變高。
[0024]第三階段，電容C18充電完成。當(dāng)電容C18經(jīng)過(guò)一段時(shí)間充電，比較器第一路輸入負(fù)端IIN- (2腳)電壓超過(guò)第一路輸入正端IIN+ (3腳)電壓以后，比較器第一路的輸出端IOUT (I腳)輸出低電平。這樣NPN三極管VlO關(guān)斷，調(diào)整端ADJ下端電阻恢復(fù)為電阻R6。這時(shí)電壓輸出為正常電壓輸出。
[0025]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明 技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，包括加熱電源電路和外圍調(diào)整電路， 其中，加熱電源電路包括電源控制器、功率開(kāi)關(guān)管、電感、與電感連接的續(xù)流二極管和反饋電路；輸入電壓經(jīng)濾波后流向所述功率開(kāi)關(guān)管，所述功率開(kāi)關(guān)管由所述電源控制器控制開(kāi)或關(guān)，所述功率開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，向所述電感充電；所述功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，所述電感向所述續(xù)流二極管放電，并通過(guò)反饋電路構(gòu)成回路；所述反饋電路的兩端連接輸出電壓端； 外圍調(diào)整電路包含比較器和由比較器的兩路比較輸出端控制通斷的兩個(gè)三極管，由所述三極管的通斷調(diào)整所述反饋電路中的調(diào)整端，改變所述反饋電路兩端的輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述反饋電路包括串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻，兩個(gè)反饋電阻的連接點(diǎn)為調(diào)整端，該調(diào)整端同時(shí)連接至所述電源控制器的反饋引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述功率開(kāi)關(guān)管的源極通過(guò)一取樣電阻與輸入電壓端連接，所述開(kāi)關(guān)管的柵極連接至電源控制器的門(mén)控輸出端，所述開(kāi)關(guān)管的漏極連接至所述電感的一端，所述電感的該端同時(shí)與兩個(gè)續(xù)流二極管的陰極連接，所述續(xù)流二極管的陽(yáng)極連接至模擬地；所述電感的另一端連接至串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻的一端，所述串聯(lián)的兩個(gè)反饋電阻的另一端接模擬地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述比較器具有兩路比較通道，每個(gè)比較通道均包含兩個(gè)比較輸入端和一個(gè)比較輸出端，分別為第一路輸入正端、第一路輸入負(fù)端和第一路輸出端、第二路輸入正端、第二路輸入負(fù)端和第二路輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述第一路輸出端與第九三極管的基極連接，并同時(shí)通過(guò)第十六電阻與第十三極管的基極連接；所述第二路輸出端同時(shí)與第七三極管的基極、所述第九三極管的集電極連接；所述第七三極管的集電極通過(guò)第九電阻連接至調(diào)整端；所述第十三極管的集電極通過(guò)第十四電阻連接至所述調(diào)整端，所述第十三極管的集電極接模擬地。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述第一路輸入正端經(jīng)第十電阻連接至電源；第一路輸入負(fù)端經(jīng)第十八電容連接至模擬地； 所述第二路輸入正端經(jīng)第十二電阻、第十八電容連接至模擬地，所述第二路輸入正端同時(shí)經(jīng)第四電阻連接至電源，所述電源經(jīng)所述第四電阻、第十三電容連接至模擬地；所述電源同時(shí)經(jīng)第五電阻連接至所述第二路輸入負(fù)端。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述第一路輸入正端電壓值大于所述第一路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第一路輸出端為高電平；所述第一路輸入正端電壓值小于所述第一路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第一路輸出端為低電平； 所述第二路輸入正端電壓值大于所述第二路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第二路輸出端為高電平；所述第二路輸入正端電壓值小于所述第二路輸入負(fù)端電壓值時(shí)，所述第二路輸出端為低電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，所述第七三極管導(dǎo)通時(shí)，所述第九電阻與所述兩個(gè)反饋電阻中的其中一個(gè)并聯(lián)； 所述第十三極管導(dǎo)通時(shí)，所述第十四電阻與所述兩個(gè)反饋電阻中的另一個(gè)并聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上電啟動(dòng)階梯供電加熱控制電路，其特征是，在所述反饋電路的兩端還連接有兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻， 兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻分別與兩個(gè)反饋電阻并聯(lián)，兩個(gè)手動(dòng)可調(diào)電阻的共接端連接至所述調(diào)整端。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK103676703SQ201210359925
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】吳力濤, 盧燦, 孫幫東, 周芳, 周曦, 郁兆華 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心