CN205160363U - 一种辅助供电电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

一种辅助供电电路和开关电源，辅助供电电路包括：获取开关电源输入电压的第一启动电路、第二启动电路；第一端与第一启动电路输出端和PFC控制电路辅助电源端相连、第二端接地的第一电容；第一端与第一辅助电路输出端相连和DC-DC控制电路辅助电源端相连、第二端接地的第二电容；第一辅助电路由Boost？PFC主电路中的电感获得电压为第一、第二电容充电；由DC-DC主电路中的变压器或电感获得电压为第二电容充电的第二辅助电路；阳极与第一、第二辅助电路的输出端相连、阴极与第一电容的第一端相连的第一二极管。通过采用两套辅助供电***保证了第二电容的电压达到DC-DC控制电路的启动电压值，保证了开关电源正常启动。

Description

一种辅助供电电路和开关电源

技术领域

本实用新型涉电力电子线路技术领域，具体涉及一种辅助供电电路和开关电源。

背景技术

参见图1，现有的交流输入开关电源通常由两级电路组成，即前级的BOOST功率因数校正(PFC)电路和后级的DC-DC变换电路。BoostPFC电路包括BoostPFC主电路11和PFC控制电路12，后级的DC-DC变换电路包括DC-DC主电路21和DC-DC控制电路22。其中，所述PFC控制电路12和DC-DC控制电路22需要有辅助供电电路为其提供辅助电源，以保证其正常工作。如图1，当开关电源输入端输入交流电源Vin时，首先，需要辅助供电电路输出合适的辅助电源，供给PFC控制电路和DC-DC控制电路，控制电路控制各自的主电路中的开关管工作。

参见图2，现有的开关电源中的辅助供电电路，通常由一个启动电路31和辅助电路32组成，所述辅助供电电路具有固定的启动时序，常见的启动过程为：启动电路31从主电路整流的高电压端获得启动电流给PFC控制电路12辅助源的电容C1充电，当所述电容C1的充电电压Vcc达到PFC控制电路12的启动电压后，所述BoostPFC主电路11开始工作；所述辅助电路32从所述BoostPFC主电路11的电感处获得电能，通过二极管D1为C1充电，同时，也为后级的DC-DC控制电路22辅助的电容C2供电，使DC-DC控制电路工作，控制DC-DC变换主电路21开始工作。

但是申请人经研究发现，对于BoostPFC主电路来说，当输入电压Vin较高时，例如输入电压Vin峰值超过BoostPFC主电路的输出电压，BoostPFC主电路中的电感传递的能量较少，因此，所述辅助电路从BoostPFC主电路中的电感获取到的电能无法保证给DC-DC控制电路提供足够的启动电压，导致电源启动失败。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种辅助供电电路和开关电源，以保证当输入电压Vin峰值超过BoostPFC主电路的输出电压时，开关电源能够正常启动。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种辅助供电电路，应用于开关电源中，包括：

输入端用于获取所述开关电源的输入电压，分别用于为第一电容和第二电容充电的第一启动电路和第二启动电路；

所述第一电容的第一端分别与所述第一启动电路的输出端和所述开关电源的PFC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第二电容的第一端分别与第一辅助电路的输出端和所述开关电源的DC-DC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第一辅助电路的输入端与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合，在第一启动电路为第一电容充电且达到PFC控制电路的启动电压后、用于获取所述电感的感应电压为第一电容和第二电容充电；

输入端与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器或电感耦合，用于获取所述变压器或电感的感应电压为第二电容充电，输出端与所述第二电容的第一端相连的第二辅助电路；+

阳极分别与所述第一辅助电路的输出端和第二辅助电路的输出端相连、阴极与所述第一电容的第一端相连的第一二极管。

优选的，上述辅助供电电路中，所述第一启动电路包括：

第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压正端、第二端与所述第一电容的第一端相连的第一电阻。

优选的，上述辅助供电电路中，所述第二启动电路包括：

第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压正端、第二端与所述第二电容的第一端相连的第二电阻。

优选的，上述辅助供电电路中，所述第一辅助电路包括：

与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合的第一电感；

阳极接地和所述第一电感的第二端的第二二极管；

一端与所述第一电感的第一端相连、另一端与所述第二二极管的阴极相连的第三电容；

阳极与所述第二二极管的阴极相连的第三二极管，所述第三二极管的阴极作为所述第一辅助电路的输出端。

优选的，上述辅助供电电路中，所述第二辅助电路包括：

与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器耦合的第二电感；

阳极与所述第二电感的第一端相连、与所述第二电容的第一端相连的第四二极管，所述第四二极管的阴极作为所述第二辅助电路的输出端；

第一端与所述第二电感的第二端相连、第二端分别接地和所述第二电感的第二端的第四电容。

优选的，上述辅助供电电路中，所述第一辅助电路和所述第二辅助电路还包括：

用于稳定第一辅助电路输出电压和/或第二辅助电路输出电压的稳压电路，所述稳压电路的输出端作为所述第一辅助电路和第二辅助电路的输出端。

一种开关电源，包括：整流电路，输入端与所述整流电路的输出端相连的BoostPFC主电路，输入端与所述BoostPFC主电路的输出端相连的DC-DC主电路，输出端与所述BoostPFC主电路的控制端相连的PFC控制电路以及输出端与所述DC-DC主电路的控制端相连的DC-DC控制电路，还包括：上述任意一项公开的辅助供电电路。

优选的，上述开关电源开关电源中，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端为BoostPFC主电路的输入正端或输出正端。

优选的，上述开关电源开关电源中，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端为整流电路的输入端。

基于上述技术方案，当将本实用新型实施例提供的辅助供电电路应用于开关电源中时，即使当所述开关电源的输入电压较高，所述第一辅助电路从Boost电感获取的电能无法保证第二电容上的电压达到DC-DC控制电路的启动电压值时，本申请还采用了所述第二启动电路为第二电容进行供电，因此可保证DC-DC控制电路的启动电压值，因此能够保证所述开关电源正常启动。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中开关电源的结构示意图；

图2为现有技术中辅助供电电路的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种辅助供电电路的结构示意图；

图4为本申请另一实施例公开的一种辅助供电电路的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的第一、第二辅助电路即稳压电路的结构及连接关系示意图；

图6为本申请实施例公开的一种开关电源的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对于现有技术中，当开关电源的输入电压Vin峰值超过BoostPFC主电路的输出电压时，所述辅助电路从BoostPFC主电路中的电感获取到的电能无法保证给DC-DC控制电路提供足够的启动电压，导致电源启动失败的问题，本申请公开了一种辅助供电电路和开关电源。

图3为本申请实施例公开的一种辅助供电电路的结构示意图，参见图3，本申请实施例公开了一种应用于开关电源中的辅助供电电路，所述辅助供电电路包括：

输入端用于获取所述开关电源的输入电压Vs，分别用于为第一电容C1和第二电容C2充电的第一启动电路30和第二启动电路40；

所述第一电容C1的第一端分别与所述第一启动电路30的输出端和所述开关电源的PFC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第二电容C2的第一端分别与第一辅助电路的输出端和所述开关电源的DC-DC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第一辅助电路50的输入端与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合，在第一启动电路为第一电容C1充电且达到PFC控制电路的启动电压后、用于获取所述电感的感应电压为第一电容C1和第二电容C2充电；

输入端与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器或电感耦合，当第一辅助电路50为第二电容C2充电而第二电容C2的电压不能达到阈值时，用于获取所述变压器或电感的感应电压为第二电容C2充电、输出端与所述第二电容C2的第一端相连的第二辅助电路60；

阳极分别与所述第一辅助电路50的输出端和第二辅助电路60的输出端相连、阴极与所述第一电容C1的第一端相连的第一二极管D1。

在采用本申请上述实施例公开的辅助供电电路对所述PFC控制电路和DC-DC控制电路进行供电时，当电路启动时，所述第一电容C1通过所述第一启动电路30和第二启动电路40供电，所述第一电容C1上的电压作为辅助供电电路的输出电压Vcc为PFC控制电路的辅助电源端供电，当所述第一电容C1上的电压超过所述PFC控制电路的启动电压阈值时，所述PFC控制电路开始控制BoostPFC主电路中的开关管工作，所述第一辅助电路50开始工作，并对所述第二电容C2充电、通过所述第一二极管D1对所述第一电容充电，与此同时，所述第二电容C2还通过所述第二启动电路40充电，所述第二电容C2上的电压作为辅助供电电路的输出电压Vdd为DC-DC控制电路22的辅助电源端供电，当所述第二电容C2上的电压超过所述DC-DC控制电路的启动电压时，所述DC-DC控制电路控制所述DC-DC主电路工作，使所述第二辅助电路从DC-DC主电路变压器或者电感的辅助绕组中获取电能，并为第二电容C2充电。

其中，在上述过程当中，即使当所述开关电源的输入电压较高，所述第一辅助电路50从BoostPFC主电路中的电感获取的电能无法保证第二电容C2上的电压达到DC-DC控制电路的启动电压值时，本申请还采用了所述第二启动电路40为第二电容C2进行供电，因此可保证DC-DC控制电路22的启动电压值，因此能够保证所述开关电源正常启动。

为了方便用户更加直观的了解本申请上述实施例公开的辅助供电电路的工作原理和工作过程，本申请还公开了一种辅助供电电路的具体结构示意图，参见图4，本申请上述实施例中的所述第一启动电路30包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压Vs正端，所述第一电阻R1的第二端与所述第一电容C1的第一端相连。同理，所述第二启动电路包括第二电阻R2，所述第二电阻R2的第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压Vs正端，所述第二电阻R2的第二端与所述第二电容C2的第一端相连。

所述第一辅助电路50与第二辅助电路60都是用于将输入的电压整流为直流电压后对电容进行供电，因此，在具体实施时，所述第一辅助电路和第二辅助电路可根据由所述电感获取到的电压采用不同的整流方式进行整流，例如，其整流方式可以为倍压整流、半波整流等。

为了方便用户更加清楚的理解本申请上述实施例公开的所述第一辅助电路和第二辅助电路的电路原理和工作过程，参见图5，本申请还公开了一种第一辅助电路和第二辅助电路的具体结构示意图。

参见图5，所述第一辅助电路50包括：

与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合的第一电感L1；

阳极接地和所述第一电感L1的第二端的第二二极管D2；

一端与所述第一电感L1的第一端相连、另一端与所述第二二极管D2的阴极相连的第三电容C3；

阳极与所述第二二极管D2的阴极相连的第三二极管D3，所述第三二极管D3的阴极作为所述第一辅助电路50的输出端。

此时，所述第一辅助电路50将由BoostPFC主电路中的电感感应到的电压，经过倍压整流后输出。

参见图5，所述第二辅助电路60包括：

与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器或电感耦合的第二电感L2；

阳极与所述第二电感L2的第一端相连、与所述第二电容C2的第一端相连的第四二极管D4，所述第四二极管D4的阴极作为所述第二辅助电路60的输出端；

第一端与所述第二电感L2的第二端相连、第二端分别接地和所述第二电感L2的第二端的第四电容C4。

此时所述第二辅助电路60将DC-DC主电路中的变压器或电感的辅助绕组的电压，经半波整流后输出。

当采用具有本申请上述实施例公开的第一辅助电路50和第二辅助电路60的辅助供电电路对所述PFC控制电路和DC-DC控制电路进行供电时，当所述第一电容C1上的电压超过PFC控制电路的启动电压时，所述PFC控制电路控制BoostPFC主电路中的开关管工作，所述BoostPFC主电路的电感两端有电压，经过所述第一辅助电路50倍压整流后输出的电压与BoostPFC主电路的输出电压成比例。但由于BoostPFC主电路连接输入电压Vin，当所述输入电压Vin接近或等于零时，所述BoostPFC主电路不工作，其电感两端没有电压，因此，所述第一辅助电路50就不能给所述第一电容C1供电，容易导致第一电容C1的电压Vcc和第二电容C2的电压Vdd降低，影响控制电路的正常工作。而本申请中当所述BoostPFC主电路不工作时，所述DC-DC主电路仍然可以正常工作，所述DC-DC主电路变压器或电感的辅助绕组能正常输出电压，因此，当所述第一辅助电路不能正常供电时，所述第二辅助电路依然能够保证向控制电路正常供给辅助电源。

参见图5，为了保证所述第一辅助电路和第二辅助电路稳定的向所述第一电容、第二电容供电，本申请上述实施例公开的所述辅助供电电路中，所述第一辅助电路50和所述第二辅助电路60还包括：用于稳定第一辅助电路50输出电压和/或第二辅助电路60输出电压的稳压电路70，所述稳压电路70的输出端作为所述第一辅助电路50和第二辅助电路60的输出端。其中，所述第一辅助电路和第二辅助电路可共用一个稳压电路70，当所述第一或第二辅助电路应用有稳压电路70后，所述稳压电路70的输出端即作为所述第一辅助电路和第二辅助电路的输出端。

可以理解的是，本申请上述实施例公开的所述稳压电路70可以采用现有技术中任意一种能够实现电压稳压的稳压电路，当然，参见图5，本申请还公开了一种稳压电路的具体结构示意图，图5是所述第一辅助电路和第二辅助电路共用一个稳压电路70的结构示意图，参见图5，所述稳压电路70具体可以包括：

第一端作为所述第一辅助电路50和第二辅助电路60的输出端、第二端与所述第三二极管D3的阴极及第四二极管D4的阴极相连的第一调整管K1；

阴极与所述第一调整管K1的控制端相连、阳极接地的稳压二极管DL；

一端与所述稳压二极管DL的阴极相连、另一端与所述第一调整管K1的第二端相连的第三电阻R3。

可以理解的是，对应于本申请上述任意一实施例公开的辅助供电电路，本申请还公开了一种开关电源，参见图6，所述开关电源可以包括：整流电路10，输入端与所述整流电路10的输出端相连的BoostPFC主电路11，输入端与所述BoostPFC主电路11的输出端相连的DC-DC主电路21，输出端与所述BoostPFC主电路11的控制端相连的PFC控制电路12以及输出端与所述DC-DC主电路21的控制端相连的DC-DC控制电路22，还包括：本申请上述任意一项实施例公开的辅助供电电路00。

可以理解的是，本申请上述实施例公开的所述开关电源中的整流电路10、BoostPFC主电路11、PFC控制电路12、DC-DC主电路21以及所述DC-DC控制电路可以借鉴现有技术中的已知的结构。当然为了更好地对负载进行供电，本申请还公开了一种BoostPFC主电路的具体结构示意图，参见图6，本申请上述实施例公开的BoostPFC主电路11具体可以包括：

第一端与所述整流电路的正输出端相连的第三电感L3，所述第三电感L3的第一端作为所述BoostPFC主电路11的输入端；

第一端与所述第三电感L3的第二端相连、第二端接地的第二开关管K2，所述第二开关管K2的控制端作为所述BoostPFC主电路11的控制端；

阳极与所述第三电感L3的第二端相连的第五二极管D5；

第一端与所述第五二极管D5的阴极相连、第二端接地的第五电容C5，所述第五电容C5的第一端作为所述BoostPFC主电路11的输出端。

优选的，所述第一启动电路、第二启动电路的输入电压来自主电路高压，其输入电压正端可以是整流电路输入电压两端，或整流电路输出电压正端，也可以是所述BoostPFC电路的输入正端或输出正端，如图6中的A、B、C和D点。

但是，参见图6，由于图6中公开的具体电路中，所述Vin为交流电压，而第一启动电路30的输出端为直流电压，由于所述Vin不能通过第一电阻R1向所述第一电容C1充电，因此需要将该交流电压Vin整流为直流电压Vs，因此，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端与所述BoostPFC主电路中的所述第三电感L3的第一端A相连。当然，当输入电压Vin刚开始接入到所述开关电源时，所述BoostPFC主电路11不工作，此时所述第三电感L3相当于导线，输入电压Vin通过所述第五二极管D5为所述第五电容C5充电，因此，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端还可以与所述第五电容的第二端B相连。当第一启动电路和/或第二启动电路的输入端连接C点和D点时(此时，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端为整流电路的输入端)，由于第一启动电路连接得第一电容C1或第二电容C2的另一端都接地，因此，从C点取电的回路是：C点—第一启动电路—第一电容—地端—整流电路—输入电压非C点的另一端。同理如D点取电的路径。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种辅助供电电路，其特征在于，应用于开关电源中，包括：

输入端用于获取所述开关电源的输入电压，分别用于为第一电容和第二电容充电的第一启动电路和第二启动电路；

所述第一电容的第一端分别与所述第一启动电路的输出端和所述开关电源的PFC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第二电容的第一端分别与第一辅助电路的输出端和所述开关电源的DC-DC控制电路的辅助电源端相连、第二端接地；

所述第一辅助电路的输入端与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合，在第一启动电路为第一电容充电且达到PFC控制电路的启动电压后、用于获取所述电感的感应电压为第一电容和第二电容充电；

输入端与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器或电感耦合，用于获取所述变压器或电感的感应电压为第二电容充电，输出端与所述第二电容的第一端相连的第二辅助电路；

阳极分别与所述第一辅助电路的输出端和第二辅助电路的输出端相连、阴极与所述第一电容的第一端相连的第一二极管。

2.根据权利要求1所述的辅助供电电路，其特征在于，所述第一启动电路包括：

第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压正端、第二端与所述第一电容的第一端相连的第一电阻。

3.根据权利要求1所述的辅助供电电路，其特征在于，所述第二启动电路包括：

第一端连接所述开关电源输入电压经整流或转换后的电压正端、第二端与所述第二电容的第一端相连的第二电阻。

4.根据权利要求1所述的辅助供电电路，其特征在于，所述第一辅助电路包括：

与所述开关电源的BoostPFC主电路中的电感耦合的第一电感；

阳极接地和所述第一电感的第二端的第二二极管；

一端与所述第一电感的第一端相连、另一端与所述第二二极管的阴极相连的第三电容；

阳极与所述第二二极管的阴极相连的第三二极管，所述第三二极管的阴极作为所述第一辅助电路的输出端。

5.根据权利要求1所述的辅助供电电路，其特征在于，所述第二辅助电路包括：

与所述开关电源的DC-DC主电路中的变压器耦合的第二电感；

阳极与所述第二电感的第一端相连、与所述第二电容的第一端相连的第四二极管，所述第四二极管的阴极作为所述第二辅助电路的输出端；

第一端与所述第二电感的第二端相连、第二端分别接地和所述第二电感的第二端的第四电容。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的辅助供电电路，其特征在于，所述第一辅助电路和所述第二辅助电路还包括：

用于稳定第一辅助电路输出电压和/或第二辅助电路输出电压的稳压电路，所述稳压电路的输出端作为所述第一辅助电路和第二辅助电路的输出端。

7.一种开关电源，包括：整流电路，输入端与所述整流电路的输出端相连的BoostPFC主电路，输入端与所述BoostPFC主电路的输出端相连的DC-DC主电路，输出端与所述BoostPFC主电路的控制端相连的PFC控制电路以及输出端与所述DC-DC主电路的控制端相连的DC-DC控制电路，其特征在于，还包括：权利要求1-6任意一项公开的辅助供电电路。

8.根据权利要求7所述的开关电源开关电源，其特征在于，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端为BoostPFC主电路的输入正端或输出正端。

9.根据权利要求8所述的开关电源开关电源，其特征在于，所述第一启动电路和第二启动电路的输入端为整流电路的输入端。