CN204145288U - 一种开关电源启动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源启动电路。该电路包括起振电路、辅助电路以及起振控制电路。当芯片上电工作时，辅助电路中开始有电压。而辅助电路为芯片提供工作电压，同时为起振控制电路供电。起振控制电路上电后，控制开关电源起振电路关闭，由辅助电路为芯片单独供电。短路故障时，辅助电路电压降低，起振控制电路则控制开关电源启动电路重新为芯片上电。本实用新型能够使开关电源在短路保护后，迅速为芯片自动重新上电，同时具有稳定、可靠以及功耗低等优点。

Description

一种开关电源启动电路

技术领域

本实用新型涉及一种开关电源启动电路，属于开关电源技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，开关电源开始广泛进入各种电子、电器设备领域，例如作为程控交换机、通信基站、电子检测设备、控制设备的专用电源等。

随着开关电源的广泛使用，为了尽可能地避免损坏用电设备或开关电源，开关电源在设计中应该考虑短路保护功能。如果开关电源的绝缘遭到破坏、负载短路或是接线错误，都将产生短路故障。而短路时产生的瞬时故障电流是额定电流的十几至几十倍。如果短路状态不受控制，后果不堪设想。因此，稳定可靠的短路保护是开关电源的必备功能。短路保护要求在短路故障产生后的极短时间内切断输出。然而电路被判为短路，只要在一段时间内，短路故障可以被解决。短路问题解决后,开关电源面临着内部芯片需要重新上电的问题。因此如何使芯片的重新上电，自动恢复到正常工作状态是开关电源领域面临的重要课题。

在专利号为201020561495.2的中国实用新型中，公开了一种开关电源的短路保护电路，包括短路/恢复检测模块用于检测到所述开关电源电路***发生输出短路或短路恢复时，根据打嗝计数器提供的参考电压选择信号分别选择第一参考电压或第二参考电压与所述反馈电压进行比较，输出相应的信号至软启动模块和打嗝计数器的清零输入端；软启动模块用于在短路/恢复检测模块检测到***发生输出短路时进行软启动；打嗝计数器用于对软启动模块的软启动次数进行计数，同时向短路/恢复检测模块提供参考电压选择信号。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种开关电源启动电路。

为实现上述目的，本实用新型采用下述的技术方案：

一种开关电源启动电路，包括电阻、MOS管、电容、三极管、二极管、可调稳压管；

所述MOS管的栅极、漏极分别通过电阻连接直流母线，源极通过第一电容接地，源极与所述第一电容的连接点与第一三极管的基极相连接；

所述第一三极管的集电极连接辅助电路电源，所述集电极与基极间连接电阻，所述基极接地，所述射极连接开关电源中芯片的电源端；

所述电源端经过电阻分压后接地；所述可调稳压管的参考端与分压点相连接，阳极接地，阴极与所述电源端之间连接反向的第一二极管。

其中较优地，所述开关电源启动电路还包括正反馈电路；所述正反馈电路包括电阻、PNP三极管；

所述PNP三极管的射极一方面连接所述电源端，另一方面通过电阻连接基极；集电极与所述可调稳压管的参考端相连接；所述基极通过所述第一二极管与所述可调稳压管的阴极相连接。

其中较优地，所述可调稳压管的参考端通过第二电容接地，通过电阻与所述PNP三极管的集电极相连接。

其中较优地，所述MOS管的栅极与源极之间连接第一稳压二极管；

所述第一稳压二极管的负极连接栅极，正极连接源极。

其中较优地，所述MOS管的源极通过第二二极管连接所述第一电容；

所述第二二极管的正极连接所述MOS管的源极，负极连接所述第一电容。

其中较优地，所述第一三极管的射极通过第三二极管连接所述第一电容；

所述第三二极管的正极连接所述第一三极管的射极，负极连接所述第一电容。

其中较优地，所述第一三极管的基极与地之间连接第二稳压二极管；

所述第二稳压二极管的正极接地，负极连接所述第一三极管的基极。

其中较优地，所述第一三极管的射极通过第三稳压二极管接地；所述第三稳压二极管的正极接地，负极连接所述第一三极管的射极。

其中较优地，所述可调稳压管由三极管所替代。

其中较优地，所述可调稳压管由MOS管所替代。

利用本实用新型所提供的开关电源启动电路，不仅可以提供开关电源芯片的正常工作电压，同时可以使得开关电源在短路问题解决后，自动复位输出，具有稳定、可靠、功耗低等优势。

附图说明

图1为本实用新型所提供的开关电源启动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型所提供的开关电源启动电路主要用于开关电源中，其设计思路类似于打嗝保护。开关电源开始工作，使芯片进入正常的工作状态。一旦芯片输出短路故障，保护电路致使芯片停止工作，同时触发开关电源启动电路开始工作，使芯片重新上电。如果故障没有恢复，芯片继续处于保护状态而停止工作。而开关电源启动电路继续工作，使芯片重新上电。而故障一旦恢复，开关电源启动电路可以使得开关电源迅速恢复正常工作。

如图1所示，本开关电源启动电路包括三部分，分别为起振控制电路、起振电路以及辅助电路。其中，起振电路用于为开关电源中的各个芯片提供起振电压。当起振电路工作时，电容充电且芯片起振。芯片起振后，开关电源的变压器辅助输出开始工作，即辅助电路开始上电。辅助电路有电压后，开始为芯片提供工作电压。由于起振电路不能同时与辅助电路为芯片提供工作电压，这时一旦辅助电路有电压，起振控制电路则供电。起振控制电路供电后，表示芯片已经进入正常工作状态，则控制起振电路关闭。而一旦短路故障，辅助电路电压降低，起振控制电路则控制起振电路重新为芯片上电。

起振控制电路包括电阻R1、R2、二极管V2以及可调稳压管V3。电源VCC为开关电源中芯片的电源端。电源VCC经过电阻R1、R2的分压后接地，可调稳压管的参考端与电阻R1、R2的连接点相连，阴极接地，阳极与电源VCC之间连接反向的二极管V2。可调稳压管与二极管的连接点与起振电路中的MOS管V4的栅极相连接。需要说明的是，可调稳压管在这里主要起到开关作用，当然其可以采用MOS管、三极管等开关元件进行替代。

为了确保可调稳压管V3可靠性导通，起振控制电路增加了正反馈电路和滤波电容C1。正反馈电路包括电阻R3、R4、R5、PNP三极管V1、电容C1以及二极管V2。在该电路中，三极管V1的射极一方面接电源VCC，另一方面通过偏置电阻R4连接基极；集电极通过电阻R3、电容C1接地；基极通过二极管V2接电阻R5；可调稳压管的参考端与电阻R1、R2的连接点与电阻R3、电容C1的连接点相连接，阳极接地，阴极与电阻R5的连接点连接起振电路中MOS管V4的栅极。当不采用正反馈电路时，R1、R2连接点的电压为VCC*R2/(R2+R1)。而采用正反馈电路时，R1、R2连接点的电压为VCC*R2/(R2+R1R3/R1+R3)。由上述公式可知，在电阻R1的两端并联电阻，使得参考端电压的提高。通过提高参考端的供电电压，可以确保可调稳压管V3可靠性导通。

起振电路包括电阻R6、R7、R8、R9，MOS管V4以及电容C2。直流母线DCBUS一方面通过电阻R6、R7、R8连接MOS管V4的栅极，另一方面通过电阻R9连接MOS管V4的漏极。V4的源极电容C2接地。为了保护MOS管V4，该电路中增加了稳压二极管V5和二极管V6。稳压二极管V5的正极连接三极管V4的源极，负极连接V4的栅极。为了防止电压反偏，MOS管V4的源极与电容C2之间连接二极管V6。二极管V6的正极连接V4的源极，负极连接电容C2。二极管V6与电容C2的连接点K与辅助电路相连接，同时连接芯片的电源端，为芯片提供起振电压。

辅助电路包括电阻R10、NPN三极管V9。三极管的集电极一方面连接辅助电路电源NP VCC，一方面通过电阻R10与基极相连接；基极通过稳压二极管V10接地，射极通过二极管V8与起振电路中二极管V6与电容C2的连接点相连接。为了增加电路的稳定性，三极管的射极经二极管V8后，通过稳压二极管V7接地，V7正极接地，负极与二极管V8相连接。

当开机瞬间，DC BUS的启动电压经过电阻R6、R7、R8后，使MOS管V4导通。MOS管V4导通之后，DC BUS则通过电阻R9给电容C2充电。当电容C2的电压升高到开关电源中芯片的启动电压点，芯片则开始工作。芯片启动后，辅助电路中NP VCC端为高电压。一旦NP VCC端有电压，三极管V9便可以导通，同时起振控制电路中VCC为高电位。当VCC高电位时，三极管V1导通。VCC经R1、R3并联与R2分压后，可调稳压管V3导通。MOS管V4的栅极因V3导通而接地，电位降低并截止，起振电路停止工作。

而一旦电源短路保护时，辅助电路停止工作，NP VCC端电压为O。而VCC端的电位降低，三极管V1截止。VCC经过电阻R1、R2的分压后，可调稳压管V3因电位低而截止，MOS管V4栅极的电位升高而导通。MOS管V4栅极导通后，DCBUS通过电阻R9继续给电容C2充电。当电容C2再次达到芯片的开启电压时，芯片又会重新启动，辅助电路、起振控制电路又会重新开始工作。而输出短路等故障未排除时，辅助电路的电压又会变为零，开关电源启动电路则重复上述的工作过程。

综上所述，在开关电源开始工作后，进入正常的工作状态。一旦芯片输出短路故障，保护电路致使芯片停止工作，同时触发开关电源启动电路开始工作，使芯片重新上电。如果故障没有恢复，芯片继续处于保护状态而停止工作。而开关电源启动电路继续工作，使芯片重新上电。而故障一旦消除，开关电源启动电路可以使得开关电源迅速恢复正常工作。本开关电源启动电路能够使开关电源在短路保护后，迅速为芯片自动重新上电，同时具有稳定、可靠以及功耗低等优点。

上面对本实用新型所提供的开关电源启动电路进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种开关电源启动电路，其特征在于包括电阻、MOS管、电容、三极管、二极管、可调稳压管；

所述MOS管的栅极、漏极分别通过电阻连接直流母线，源极通过第一电容接地，源极与所述第一电容的连接点与第一三极管的基极相连接；

所述第一三极管的集电极连接辅助电路电源，所述集电极与基极间连接电阻，所述基极接地，所述射极连接开关电源中芯片的电源端；

所述电源端经过电阻分压后接地；所述可调稳压管的参考端与分压点相连接，阳极接地，阴极与所述电源端之间连接反向的第一二极管。

2.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于还包括正反馈电路；所述正反馈电路包括电阻、PNP三极管；

所述PNP三极管的射极一方面连接所述电源端，另一方面通过电阻连接基极；集电极与所述可调稳压管的参考端相连接；所述基极通过所述第一二极管与所述可调稳压管的阴极相连接。

3.如权利要求2所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述可调稳压管的参考端通过第二电容接地，通过电阻与所述PNP三极管的集电极相连接。

4.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述MOS管的栅极与源极之间连接第一稳压二极管；

所述第一稳压二极管的负极连接栅极，正极连接源极。

5.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述MOS管的源极通过第二二极管连接所述第一电容；

所述第二二极管的正极连接所述MOS管的源极，负极连接所述第一电容。

6.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述第一三极管的射极通过第三二极管连接所述第一电容；

所述第三二极管的正极连接所述第一三极管的射极，负极连接所述第一电容。

7.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述第一三极管的基极与地之间连接第二稳压二极管；

所述第二稳压二极管的正极接地，负极连接所述第一三极管的基极。

8.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述第一三极管的射极通过第三稳压二极管接地；

所述第三稳压二极管的正极接地，负极连接所述第一三极管的射极。

9.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述可调稳压管由三极管所替代。

10.如权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于：

所述可调稳压管由MOS管所替代。