如何使用简单电路来实现隔离转换器的平滑软启动
大多数dc / dc转换器需要软启动电路来限制启动时的浪涌电流。虽然具有上电复位（por）的系统需要平滑的软启动，但对于具有初级侧控制器和有限占空比或电流的隔离式转换器而言，这是很困难的。
图1显示了正向转换器的软启动，初级侧具有占空比软启动。转换器的稳态输出为12v。在10v（系统的por阈值）下施加50％的负载电流。一旦施加负载，输出就会下降并触发系统关闭，从而导致系统多次循环。在软启动结束时，输出超过10％，这是不可取的。
图1：启动期间正向转换器的输出，负载施加在10v
在这篇文章中，我将使用一个简单的电路来实现隔离转换器的平滑软启动。该电路应用于有源钳位正激转换器，lm5025作为控制器。图2显示了次级侧软启动的概念。
图2：隔离式转换器的次级侧软启动电路
首次施加输入时，转换器输出（v out）开始上升。电容器（c ss）正在充电。c ss充电电流（i ss）流过电阻器（r ss）。当i ss为高电平时，则为v be（on） / r ss。q ss导通并开始从次级侧复合节点（sec comp）拉电流，从而减少占空比。在软启动期间，误差放大器饱和，软启动电路支配反馈环路。转换器，c ss，r ss，q ss和光耦合器形成一个闭环。当输出上升到调节时，误差放大器开始调节，并且i ss减小。q ss关闭。
公式1显示了从v out到光耦合器电流的传递函数：
虽然有效，但这个简单的电路可能不稳定，因为q ss正向增益（β）很高并且在不同部件之间变化很大。要稳定该电路，请在q ss的发射极和地之间插入增益降低电阻（r e），如图3所示。增加r e可以降低启动期间的反馈环路增益。
图3：添加r e以稳定软启动电路
公式2显示了带r e的软启动电路传递函数：
在高频时，使用公式3作为公式2的近似值：
我使用以下参数将软启动电路添加到转换器：
c ss =0.1μf。
r ss =100kω。
r e =1.18kω。
图4显示了带有这些电路参数的软启动波形。当系统开始拉电流时，软启动电路停止从comp吸取电流，占空比迅速增加。在负载瞬变引起轻微下降后，转换器继续软启动。
图4：软启动电路的软启动波形，如图3所示
图4还示出了在施加负载之后，转换器开关节点（vsw）具有额外的电压尖峰。图5显示了放大的波形。很明显，系统振荡频率为9.5khz。
图5：带软启动电路的放大软启动波形
该设计中的控制器是电压模式控制器。由于双极，功率级具有180度的相位下降。有必要加零以提高稳定性; 你可以通过增加一个与r e并联的电容（c e）来做到这一点。为了在相位裕度上增加45度，我将测得的振荡频率置于9.5khz。当r e =1.18kω时，我添加了一个15nf电容。
图6：具有改善稳定性的软启动电路
图7显示了c e = 15nf 的启动波形。消除了振荡。总软启动时间为50ms。
图7：软启动波形，c e = 15nf
在软启动期间，典型的光耦二极管电流（i opto_d）为1.2ma至0.8ma。这由lm5025和光耦前向增益决定。当r e =1.18kω时，r ss两端的电压为v be（on） + r e ×0.8ma = 1.644v。vbe（on）= 0.7v。因此，您可以将i ss计算为i ss =（v be（on） + r e ×i opto_d）/ r ss。i ss / c ss设置输出v out，dv / dt。为了确保次级侧软启动的有效性，应将初级侧软启动设置为比次级侧软启动快得多。
测试结果表明，这种简单的软启动电路有效地实现了隔离式转换器的平滑软启动。
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图1：启动期间正向转换器的输出，负载施加在10v
在这篇文章中，我将使用一个简单的电路来实现隔离转换器的平滑软启动。该电路应用于有源钳位正激转换器，lm5025作为控制器。图2显示了次级侧软启动的概念。
图2：隔离式转换器的次级侧软启动电路
首次施加输入时，转换器输出（v out）开始上升。电容器（c ss）正在充电。c ss充电电流（i ss）流过电阻器（r ss）。当i ss为高电平时，则为v be（on） / r ss。q ss导通并开始从次级侧复合节点（sec comp）拉电流，从而减少占空比。在软启动期间，误差放大器饱和，软启动电路支配反馈环路。转换器，c ss，r ss，q ss和光耦合器形成一个闭环。当输出上升到调节时，误差放大器开始调节，并且i ss减小。q ss关闭。
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虽然有效，但这个简单的电路可能不稳定，因为q ss正向增益（β）很高并且在不同部件之间变化很大。要稳定该电路，请在q ss的发射极和地之间插入增益降低电阻（r e），如图3所示。增加r e可以降低启动期间的反馈环路增益。
图3：添加r e以稳定软启动电路
公式2显示了带r e的软启动电路传递函数：
在高频时，使用公式3作为公式2的近似值：
我使用以下参数将软启动电路添加到转换器：
c ss =0.1μf。
r ss =100kω。
r e =1.18kω。
图4显示了带有这些电路参数的软启动波形。当系统开始拉电流时，软启动电路停止从comp吸取电流，占空比迅速增加。在负载瞬变引起轻微下降后，转换器继续软启动。
图4：软启动电路的软启动波形，如图3所示
图4还示出了在施加负载之后，转换器开关节点（vsw）具有额外的电压尖峰。图5显示了放大的波形。很明显，系统振荡频率为9.5khz。
图5：带软启动电路的放大软启动波形
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图6：具有改善稳定性的软启动电路
图7显示了c e = 15nf 的启动波形。消除了振荡。总软启动时间为50ms。
图7：软启动波形，c e = 15nf
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