[发明专利]一种高集成度高压延迟缓启动装置

说明书

技术领域

本发明属于高压电源技术领域，具体涉及一种高压电源用缓启动电路。

背景技术

在条纹管、项增强器和X射线源中等需要高压供电的设备中，对高压电源的启动稳定性呈现不断的增长趋势。高压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。在启动阶段，误差放大器处于非平衡状态，使得环路处于100％占空比，因此会有很大的浪涌电流灌入输出电容，使得输出电压产生较大的过冲，造成高压电源自身或条纹管打火，可能损坏条纹管等光电探测器。

为了消除启动时的浪涌电流实现输出软启动，通常有两种方案：一种是电压限制；另外一种是电流限制。

电压限制是通过限制误差放大器输出信号的电压值，从而限制启动时的占空比。传统的方法是通过一个电流源给电容充电得到斜坡上升的软启动电压，达到软启动的目的。这种方案优点是简单易用，缺点是需要一个软启动定容来控制启动时间，该电容往往很大，不能集成在芯片上，这将增加应用面积和应用成本。而且这种缓启动电路无法隔离控制信号和高压电源，导致系统可靠性差。

电流限制是通过检测开关管的电流并有电流比较电路来限制开关管的电流，消除涌浪。考虑到电流限制值一般大于工作电流的最大值，开始就以电流限制工作可能会造成输出过冲，为此通过阶梯型增加电流限制阈值的方法来实现软启动。这种方法的缺点是需要增加电流检测和电流比较电路，不适合于没有电流限制功能的开关电源电路，而且电流限制值的切换往往并不平稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的高压延迟缓启动装置，能够简单可靠地实现高压电源的平稳延迟启动，避免高压过冲对光电探测器的损坏。

本发明的解决方案如下：

该高集成度高压延迟缓启动装置包括直流电源VCC、RC充放电电路、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3和光控MOS管；所述RC充放电电路包括电容C1和电阻R3，直流电源VCC对电容C1充电，电容C1和电阻R3分别经不同的支路接至直流电源VCC，同时电阻R3一端与电容C1的正端连接，电阻R3另一端分别接至MOS管Q1的漏端和MOS管Q2的栅端，电容C1的负端接地；MOS管Q1的栅端作为该高集成度高压延迟缓启动装置的控制输入端；MOS管Q1的源端接地，使得当控制输入端为有效高电平，MOS管Q1处于导通状态，在所述RC充放电电路的放电作用下，MOS管Q2的栅端电压从初始最大值缓慢降低；MOS管Q2的漏端经电阻R12接至直流电源VCC，MOS管Q2的源端接地，MOS管Q2因RC充放电电路的作用形成一个可变电阻，该可变电阻与R12组成分压电路，对直流电源VCC分压后加载在MOS管Q3的栅端；MOS管Q3的漏端接至直流电源VCC，MOS管Q3的源端经光控MOS管中的光电二极管串联接地；MOS管Q3跟随MOS管Q2状态变化，进而决定光电二极管的导通状态；光控MOS管中的MOS管作为该高集成度高压延迟缓启动装置控制输出端，高压幅值控制端与高压电源输入端之间引出结点直接经光控MOS管中的MOS管串联接地。

基于以上方案，本发明还进一步作了以下优化：

MOS管Q1的栅端还设置有接地的保护稳压管。

RC充放电电路还包括电阻R1和电阻R2，直流电源VCC依次经电阻R1、电阻R2串联接地，所述电阻R3一端与电容C1的正端连接的结点同时亦为电阻R1与电阻R2连接的结点。

前述分压电路的分压点经一组并联电容接至MOS管Q1的漏端。在此设置电容的目的主要是进一步延迟缓启动；并联多个电容相比只采用一个电容，既能够在满足需求的前提下占用空间较小(若采用单个电容，则需要较大尺寸的电容)，同时也考虑了冗余配置。

电阻R3另一端接至MOS管Q1的漏端最后接地的支路上串联设置有电阻R4。

MOS管Q3的源端与光控MOS管之间串联设置限流电阻R5。当然，限流电阻R5也可以设置在接地端。

本发明具有以下有益效果：

通过在“高压幅值控制端”和“高压电源”之间加入缓启动电路，其中利用RC充放电、MOS管可变阻值以及光控MOS管的结合，实现了缓慢启动时间可调、光电隔离的高度集成、高低压隔离，简单可靠。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例是一种基于光耦控制、MOS管通断、RC充放电的高压电源软启动装置，通过该装置的引入，可靠实现高压电源的平稳延迟启动，避免高压过冲对光电探测器的损坏。