啟動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】一個(gè)實(shí)施例提供一種啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路包括啟動(dòng)開關(guān)電路，所述啟動(dòng)開關(guān)電路包括耦合到輸入電壓軌的開關(guān)并被配置為產(chǎn)生啟動(dòng)電壓；其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路被配置為產(chǎn)生在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)具有預(yù)定的電壓電平的啟動(dòng)電壓。所述啟動(dòng)電路還包括第一控制器電路，其被配置為至少部分地基于所述啟動(dòng)電壓來控制所述開關(guān)接通和關(guān)斷；并且其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
【專利說明】啟動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及啟動(dòng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]許多系統(tǒng)需要從另一電壓源(例如，高壓軌、電源軌等)獲得的啟動(dòng)電源(如，Vcc)。然而，傳統(tǒng)的產(chǎn)生啟動(dòng)電源的方法具有開啟時(shí)間慢和要求待機(jī)功耗大的缺點(diǎn)。另外，傳統(tǒng)方法沒有在發(fā)生故障的情況下提供足夠的開關(guān)保護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供一種啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路包括:穩(wěn)壓器和電流源電路，所述穩(wěn)壓器和電流源電路耦合到輸入電壓軌，并被配置為產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)，所述第一開關(guān)控制信號(hào)具有小于所述輸入電壓軌的電壓；啟動(dòng)開關(guān)電路，所述啟動(dòng)開關(guān)電路包括耦合到所述輸入電壓軌的開關(guān)，并被配置為至少部分地基于所述第一開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路被配置為產(chǎn)生在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)具有預(yù)定的電壓電平的所述啟動(dòng)電壓，并且其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路還被配置為產(chǎn)生指示所述啟動(dòng)開關(guān)電路的狀態(tài)的第一反饋信號(hào)；以及第一控制器電路，所述第一控制器電路被配置為接收所述第一反饋信號(hào)并產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)，其中所述第二開關(guān)控制信號(hào)至少部分地基于所述第一反饋信號(hào)來控制所述開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以接通和關(guān)斷，并且其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，并且當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
[0004]本實(shí)用新型提供另一種啟動(dòng)電路,所述啟動(dòng)電路包括:啟動(dòng)開關(guān)電路,所述啟動(dòng)開關(guān)電路包括耦合到輸入電壓軌的開關(guān)，并被配置為產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路被配置為產(chǎn)生在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)具有預(yù)定的電壓電平的所述啟動(dòng)電壓；第一控制器電路，所述第一控制器電路被配置為至少部分地基于所述啟動(dòng)電壓來控制所述開關(guān)接通和關(guān)斷，其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]從下面對(duì)與要求保護(hù)的主題相符的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，要求保護(hù)的主題的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，應(yīng)該參照附圖來理解這些詳細(xì)描述，其中:
[0006]圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例的一種電源系統(tǒng)；
[0007]圖2示出了根據(jù)本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)電路的框圖；
[0008]圖3示出了根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)電路的電路圖；以及
[0009]圖4示出了根據(jù)本申請(qǐng)另一實(shí)施例的啟動(dòng)電路的電路圖。
[0010]雖然下面的【具體實(shí)施方式】將參照示例性實(shí)施例進(jìn)行，但是這些實(shí)施例的替代形式、修改形式和變型對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是清楚的?！揪唧w實(shí)施方式】
[0011]圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例的一種電源系統(tǒng)100。電源系統(tǒng)100包括啟動(dòng)電路102、電源電路104和負(fù)載電路106。啟動(dòng)電路102被配置為從電源軌Vin產(chǎn)生啟動(dòng)電源103 (如，Vcc)。啟動(dòng)電源103可用于向電源電路104的各個(gè)元件提供初始功率或啟動(dòng)功率。在一些實(shí)施例中，電力軌Vin可為高壓電力軌，啟動(dòng)電源103可以比Vin軌小至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。例如，Vin軌可為幾百至幾千伏，而啟動(dòng)電源103可小于20伏。在其他實(shí)施例中，電力軌Vin的電壓可僅略高于啟動(dòng)電源103的期望電壓。Vin也可以是超出啟動(dòng)電源103若干伏的任何電壓，如，Vin可以是穩(wěn)定的直流值，或者可以在O至Vin之間變化，如基于PFC (功率因數(shù)控制器)的電源所使用的那樣。電源電路104可包括已知和/或定制的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其可包括例如DC/DC轉(zhuǎn)換器(如，降壓、升壓、降壓/升壓、SEPIC、反激式等)、DC/AC轉(zhuǎn)換器(如，D類、全橋式、半橋式等)、AC/DC轉(zhuǎn)換器(如，整流器等)和/或需要啟動(dòng)電壓源的任何已知或以后開發(fā)的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。當(dāng)然，電源電路104被配置為向耦合到該電源電路104的負(fù)載電路106供電。
[0012]這些實(shí)施例的電源電路104通常被配置為一旦電源電路104已被起動(dòng)并正確地操作以向負(fù)載電路106供電，就提供自生電源105。另外，一旦自生電源105被啟用，啟動(dòng)電路102被配置為根據(jù)例如來自電源電路104和/或負(fù)載電路106的反饋信號(hào)107停止啟動(dòng)電源103。如將在下面更詳細(xì)地說明的那樣，啟動(dòng)電路102被配置為針對(duì)有限的時(shí)間段產(chǎn)生啟動(dòng)電源103，以防止來自電力軌的過度功率損失，并保護(hù)啟動(dòng)電路102和/或其部分免于例如高壓環(huán)境(如果電力軌Vin是高壓軌的話)引起的故障。另外，啟動(dòng)電路102被配置為在相對(duì)短的時(shí)間段內(nèi)(在一些實(shí)施例中，這樣的時(shí)間段可為大約幾毫秒)內(nèi)產(chǎn)生初始啟動(dòng)電壓103，以起動(dòng)電源電路104。另外，啟動(dòng)電路102被配置為以相對(duì)低的待機(jī)功率(在一些實(shí)施例中，這樣的待機(jī)功率可為大約幾毫瓦)整體或部分地與電源電路104去耦。
[0013]圖2示出根據(jù)本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)電路102的框圖200。啟動(dòng)電路102通常包括穩(wěn)壓器和電流源電路108，該穩(wěn)壓器和電流源電路108被配置為從Vin軌產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109。第一開關(guān)控制信號(hào)109是電壓值小于Vin的受控電壓(如，信號(hào)109可為20伏左右)。啟動(dòng)開關(guān)電路110被配置為至少部分地基于開關(guān)控制信號(hào)109產(chǎn)生啟動(dòng)電源103。穩(wěn)壓器和電流源電路108還被配置為將啟動(dòng)開關(guān)電路110的電壓輸出限制為接近(或近似)于啟動(dòng)電源103的電平。
[0014]為了防止長(zhǎng)時(shí)間的且可能造成損害的通過啟動(dòng)開關(guān)電路110的功率耗散，啟動(dòng)電路102還可包括第一控制器電路112，該第一控制器電路112被配置為控制啟動(dòng)開關(guān)電路110的開啟(ON)時(shí)間和/或關(guān)閉(OFF)時(shí)間，從而控制啟動(dòng)開關(guān)電路110產(chǎn)生啟動(dòng)電源103的持續(xù)時(shí)間。為此，第一控制器電路112被配置為接收指示啟動(dòng)開關(guān)電路110的狀態(tài)的反饋信號(hào)111，并且響應(yīng)于該反饋信號(hào)111，第一控制器電路112被配置為產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)113以控制啟動(dòng)開關(guān)電路110的導(dǎo)通狀態(tài)，從而控制啟動(dòng)電壓103的開啟時(shí)間和/或關(guān)閉時(shí)間。在一些實(shí)施例中，第一控制器電路112被配置為控制啟動(dòng)開關(guān)電路110，以使得啟動(dòng)電壓103的接通時(shí)間至少長(zhǎng)至足以確保電源電路104被啟用并能夠產(chǎn)生自生電源105(這樣的時(shí)間段可由例如電源制造商和/或所需的啟動(dòng)時(shí)間來指定)，即，以使得啟動(dòng)電壓103不會(huì)在電源電路104正確起動(dòng)之前“超時(shí)(time out)”。另外，第一控制器電路112被配置為控制啟動(dòng)開關(guān)電路110，以使得啟動(dòng)開關(guān)電路110的關(guān)斷時(shí)間足以防止過度功率損失并在電源電路104處、負(fù)載電路106處或這二者處發(fā)生故障的情況下保護(hù)啟動(dòng)開關(guān)電路110。
[0015]為了提供低待機(jī)功率，快速啟動(dòng)電路102還可包括第二控制器電路114，該第二控制器電路114被配置為將啟動(dòng)開關(guān)電路110與電壓軌Vin去耦，并為穩(wěn)壓器和電流源電路108提供低功率路徑，以使得啟動(dòng)電路102被優(yōu)化為提供非常低的待機(jī)功率(如，幾毫瓦或更小)。為此，第二控制器電路114被配置為從電源電路104和/或負(fù)載電路106接收反饋信號(hào)107。反饋信號(hào)107可指示電源電路104和/或負(fù)載電路106的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)可包括例如指示電源電路104和/或負(fù)載電路106正在正確地工作或者未能起動(dòng)且沒有正確工作的信息。另外，第二控制器電路114被配置為至少部分地基于反饋信號(hào)107產(chǎn)生第三開關(guān)控制信號(hào)115，以控制啟動(dòng)開關(guān)電路110的導(dǎo)通狀態(tài)，從而控制啟動(dòng)電壓103的開啟時(shí)間和/或關(guān)閉時(shí)間。下面將在各種電路實(shí)施例的背景下更詳細(xì)地描述本申請(qǐng)的這些和其他特征。圖3示出根據(jù)本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例的啟動(dòng)電路300的電路圖。一開始應(yīng)該指出的是，圖3的電路圖包括針對(duì)某些電路元件的特定值。這些值應(yīng)該僅被當(dāng)作非限制性實(shí)例，根據(jù)本文所闡述的實(shí)例和教導(dǎo)，這些電路值可以針對(duì)不同的環(huán)境和/或不同的性能或操作參數(shù)而改變。在圖3的實(shí)例中，假設(shè)輸入電壓軌Vin最大為大約700伏DC，所需的啟動(dòng)電壓(Vcc )為12伏左右，使用啟動(dòng)電路來為電感式DC/DC轉(zhuǎn)換器電源(如，降壓轉(zhuǎn)換器等)產(chǎn)生啟動(dòng)電壓103。為了容易理解，在圖3中重復(fù)圖2的實(shí)例中的某些附圖標(biāo)記。在3的示例性實(shí)施例中，穩(wěn)壓器和電流源電路108’包括耦合到電壓軌Vin的電阻器塊(Rl、R2和R3 )。齊納二極管Dl耦合到電阻器塊并被配置為作為穩(wěn)壓器工作，其將電壓鉗位至由器件的特性指定的電平(如，在此實(shí)例中，24伏左右)。電阻器R4耦合到二極管D1，并被配置為作為電流源工作。R1-R4和Dl被配置為產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109’以控制啟動(dòng)開關(guān)電路110’的狀態(tài)(下面描述)。R1-R4的電阻值可被選擇為生成從Vin的顯著電壓降，并生成非常小的工作電流(如，大約微安級(jí))。此實(shí)施例的啟動(dòng)開關(guān)電路110’包括穿通型(pass through)開關(guān)Ql和啟動(dòng)電壓產(chǎn)生電路，該啟動(dòng)電壓產(chǎn)生電路包括二極管D4、電阻器Rll以及電容器C4和C5。穿通型開關(guān)Ql耦合到Vin軌并耦合到啟動(dòng)電壓產(chǎn)生電路，并且穿通型開關(guān)Ql的導(dǎo)通狀態(tài)至少部分地通過第一開關(guān)控制信號(hào)109’來控制。Ql的源極耦合到正向偏置的阻塞二極管D4，耦合到電阻器Rl I，并耦合到并聯(lián)連接的電容器C4和C5。Rll和C4/C5的組合的時(shí)間常數(shù)可被選擇為在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)生成啟動(dòng)電壓103。換言之，R11、C4/C5可被選擇為為啟動(dòng)電壓103提供相對(duì)短的上升時(shí)間。電源電路104耦合到啟動(dòng)電源103，如圖2所示。此實(shí)施例還包括熔斷電路，該熔斷電路被示出為耦合在Vin與Ql之間的R16，并被配置為在由Vin傳遞而來并通過Ql的電流超出閾值的情況下斷開。
[0016]此實(shí)施例的第一控制器電路112’本質(zhì)上作為振蕩器電路工作，以控制Ql的接通和關(guān)斷時(shí)間。在此實(shí)例中，第一控制器電路112’包括第一振蕩器開關(guān)Q2以及第二振蕩器開關(guān)Q3，第一振蕩器開關(guān)Q2的基極耦合到Ql的源極，第二振蕩器開關(guān)Q3的基極耦合到Q2的集電極。此實(shí)施例還包括第一延遲電路和第二延遲電路，所述第一延遲電路包括耦合在Q2的基極與Ql的源極之間的R9和C3 (如圖所示)，所述第二延遲電路包括耦合在Q2的集電極與Q3的基極之間的R4.7M和Cl (如圖所示)。第一延遲電路的時(shí)間常數(shù)主要控制Ql的關(guān)斷時(shí)間，而第二延遲主要控制Ql的接通時(shí)間。通常，Ql的接通時(shí)間被調(diào)節(jié)為小于關(guān)斷時(shí)間，以限制Ql的功率耗散。第一控制器電路112’被配置為產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)113’以控制Ql的導(dǎo)通狀態(tài)，如將在下面更詳細(xì)地說明的那樣。
[0017]此實(shí)施例的第二控制器電路114’包括第二開關(guān)Q3、第一延遲電路和第二延遲電路，所述第一延遲電路包括電阻器R13和電容器C2，所述第二延遲電路包括電阻器R12和電容器C2。如圖所示，第一延遲電路和第二延遲電路耦合到Q3的基極以控制Q3的導(dǎo)通狀態(tài)。在此實(shí)例中，第一延遲電路和第二延遲電路耦合到電源電路104 (在此圖中未示出)的變壓器Tl。反饋信號(hào)107’指示電源電路104從變壓器繞組Tl輸送的功率。第二控制器電路114’被配置為產(chǎn)生第三開關(guān)控制信號(hào)115’以控制Ql的導(dǎo)通狀態(tài)，如將在下面更詳細(xì)地說明的那樣。
[0018]電阻器R16用于降低Ql兩端的電壓，以提高FBS0A。電阻器R16還可在Ql的漏極處與接地的電容器(未示出)結(jié)合使用，從而形成限制dv/dt的網(wǎng)絡(luò)，以保護(hù)Ql免遭可能的Vin瞬變所導(dǎo)致的破壞。在啟動(dòng)電路300的任何元件發(fā)生故障并使得Vin電壓沒有限制地施加到電路輸出的情況下，電阻器R16還可充當(dāng)熔斷器。電阻器R17作為與Ql的輸入電容所組成的阻尼網(wǎng)絡(luò)的一部分，來阻止Ql的任何寄生振蕩。電阻器R14將R12上的電壓轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動(dòng)Q3。電阻器R5限制電容器C3的充電電流。電阻器R8使得Q2和Q3的發(fā)射極可電耦合。電阻器R6為BJT Q2提供集電極負(fù)載和偏置。
[0019]IH常和低功率待機(jī)操作
[0020]繼續(xù)參照?qǐng)D3的實(shí)例，下面描述當(dāng)產(chǎn)生啟動(dòng)電壓103并且電源電路104(耦合到啟動(dòng)電壓，此圖中未示出)被起動(dòng)并正常工作時(shí)，電路實(shí)例300的各個(gè)部分的操作。Vin軌電壓施加到穩(wěn)壓器和電流源電路108’，該穩(wěn)壓器和電流源電路108’產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109’。如果Ql的輸出端(源極)處的電壓比控制信號(hào)109’低至少2-3伏，則第一開關(guān)控制信號(hào)109’使穿通型開關(guān)Ql接通。如果Ql接通，則由于從Ql的輸出端通過二極管D4和電阻器Rll供應(yīng)的電流，C4/C5開始充電并且Vcc電壓103開始上升。來自Ql的電壓的值受到穩(wěn)壓器D1/R1-R3、二極管D4和Ql的接通閾值電壓的限制。一旦啟動(dòng)電壓103達(dá)到了預(yù)定電平，電源電路104 (耦合到103)就被啟用并開始通過變壓器Tl向耦合到電源電路104的負(fù)載電路輸送功率。反饋信號(hào)107’(在此實(shí)例中，為變壓器Tl上的Vcc繞組抽頭)指示電源電路的工作狀態(tài)。換言之，當(dāng)變壓器Tl開始向負(fù)載電路輸送功率時(shí)，反饋信號(hào)107’處于預(yù)定的電壓電平。反饋信號(hào)107’給R13/C2的第一延遲電路充電。在預(yù)定延遲時(shí)間段之后，第一延遲電路上的電荷足以使開關(guān)Q3接通。當(dāng)Q3接通時(shí)，形成從穩(wěn)壓器和電流源電路108’通過電阻器R8到地(或基準(zhǔn))的通路。當(dāng)Q3接通時(shí)，產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)115’，該第二開關(guān)控制信號(hào)使Ql關(guān)斷。因此，在此實(shí)施例中，第二開關(guān)控制信號(hào)115’推翻(override)第一開關(guān)控制信號(hào)109’以使開關(guān)Ql關(guān)斷。
[0021]如果來自變壓器Tl的功率消失(如，變壓器短路等)，則R12和C2的第二延遲電路將開始放電。在預(yù)定延遲時(shí)間段之后，Q3將關(guān)斷，從而使Ql重新接通以再次輸送啟動(dòng)電壓103直至R13/C2充電至足以使Q3重新接通(如上所述)。當(dāng)Tl正常操作時(shí)，自生電源105可用于經(jīng)由阻塞二極管D2和D3向電源電路提供功率。電阻器R1-R4的值被選擇為使得當(dāng)Q3接通時(shí)(低功率待機(jī))，功率消耗被最小化至幾微安(即，700V/ (R1+R2+R3+R4)=低待機(jī)功率；其中R8忽略不計(jì))。在此實(shí)例中，R11/C4/C5的時(shí)間常數(shù)被選擇為使得啟動(dòng)電壓在幾毫秒(如，3-10毫秒)內(nèi)上升至足以向電源電路104 (此圖中未示出)提供功率的電平。第一延遲電路R13/C2的時(shí)間常數(shù)被選擇為允許電源電路104在開關(guān)Q3接通之前充分穩(wěn)定至正常工作。第二延遲電路R12/C2的時(shí)間常數(shù)被選擇為允許變壓器Tl處的短暫功率消失不會(huì)使Q3關(guān)斷(并因此使Ql接通)，以使得電源電路和/或負(fù)載電路的微小的正常工作變化不會(huì)立即重啟啟動(dòng)電壓103。
[0022]故障狀態(tài)和電路保護(hù)操作
[0023]繼續(xù)參照?qǐng)D3的實(shí)例，下面描述當(dāng)啟動(dòng)電壓103未能啟動(dòng)電源電路104 (耦合到Vcc啟動(dòng)電壓103，此圖中未示出)時(shí)，電路實(shí)例300的各個(gè)部分的操作。穩(wěn)壓器和電流源電路108’產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109’以使Ql接通，如上所述。當(dāng)Ql接通時(shí)，第一控制器電路112’的Q2也接通。另外，R4.7M和Cl的第二延遲電路開始充電。當(dāng)?shù)诙舆t電路的電荷足夠時(shí)，第二延遲電路使得Q3接通，因此使Ql (以及Q2)關(guān)斷。因此，R4.7M和Cl的第二延遲電路的時(shí)間常數(shù)可被選擇為使得啟動(dòng)電壓103被提供達(dá)足夠的時(shí)間段以使電源電路104能夠起動(dòng)并開啟。在沒有來自Tl的反饋信息(如上所述)的情況下，Q3將保持接通，直至第一延遲電路(C3/R9)和第二延遲電路(R4.7M/C1)放電至低于Q3的接通電壓。C3將Q2保持為關(guān)斷，直至C3可通過R9并通過Q2 (處于反向偏置)的基極-發(fā)射極結(jié)放電，從而產(chǎn)生通過Q2的負(fù)電流。此負(fù)電流在R8兩端產(chǎn)生負(fù)電壓，此負(fù)電壓使Q3的發(fā)射極上的電壓保持為小于Q3的基極上的電壓(這使Q3保持接通，直至C3放電)。一旦C3 (以及Cl)已充分放電，Q3就關(guān)斷，Ql (以及Q2)接通。這一過程(振蕩)重復(fù)，直至啟動(dòng)電壓103使電源電路開始正常操作(如上所述)。通過按照限定的間隔使Ql關(guān)斷，第一控制器電路112’操作為保護(hù)Ql免于FBSOA (正向偏置安全工作區(qū))故障，并且還限制電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率消耗。
[0024]圖4示出根據(jù)本申請(qǐng)另一實(shí)施例的啟動(dòng)電路400的電路圖。類似于前面圖3的實(shí)施例，圖4的電路圖包括針對(duì)某些電路元件的特定值。這些值應(yīng)該僅被當(dāng)作非限制性實(shí)例，并且根據(jù)本文所闡述的實(shí)例和教導(dǎo)，這些電路值可以針對(duì)不同環(huán)境和/或不同性能或操作參數(shù)而改變。在圖4的實(shí)例中，假設(shè)輸入電壓軌Vin最大為大約700伏DC，所需啟動(dòng)電壓(Vcc)為12伏左右，使用啟動(dòng)電路來為DC/DC轉(zhuǎn)換器電源(如，降壓轉(zhuǎn)換器等)產(chǎn)生啟動(dòng)電壓103。為了容易理解，在圖4中重復(fù)圖3的實(shí)例中的某些附圖標(biāo)記，就重復(fù)這樣的附圖標(biāo)記而言，應(yīng)該假設(shè)這樣的附圖標(biāo)記的操作和配置類似于上面參照3所描述的那些。
[0025]在此實(shí)例中，穩(wěn)壓器和電流源電路108’重復(fù)自圖3，并被配置為如上所述產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109’。啟動(dòng)開關(guān)電路110"類似于圖3所示的啟動(dòng)開關(guān)電路110’，然而，在圖4的實(shí)例中未不出(但可以包括)C4/C5電容器電路。電阻器R116為Ql提供輸出負(fù)載，以使得當(dāng)Ql關(guān)斷時(shí)，Ql的源極接近零伏。當(dāng)Ql關(guān)斷時(shí)，二極管D103使Ql與電壓103和定時(shí)電容器C102去耦。此實(shí)施例的第一控制器電路112"本質(zhì)上作為振蕩器電路工作，以控制Ql的接通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間。在此實(shí)例中，第一控制器電路112"包括第一振蕩器開關(guān)Q2以及第二振蕩器開關(guān)Q3，第一振蕩器開關(guān)Q2的發(fā)射極耦合到Ql的柵極，第二振蕩器開關(guān)Q3的基極耦合到Q2的集電極。此實(shí)施例還包括第一延遲電路和第二延遲電路，所述第一延遲電路包括耦合在Q3的基極(以及Q2的集電極)與Ql的源極(如圖示出)之間的R108和C102，所述第二延遲電路包括耦合在Q3的基極(以及Q2的集電極)與Ql的源極(如圖示出)之間的R115和C102。第一延遲電路的時(shí)間常數(shù)主要控制Ql的接通時(shí)間，而第二延遲電路的時(shí)間常數(shù)主要控制Ql的關(guān)斷時(shí)間。通常，Ql的接通時(shí)間被調(diào)節(jié)為小于關(guān)斷時(shí)間，以限制Ql的功率耗散。第一控制器電路112"被配置為產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)113"以控制Ql的導(dǎo)通狀態(tài)，如將在下面更詳細(xì)地說明的那樣。第二控制器電路114’耦合到Q3的基極(以及Q2的集電極)，并被配置為如上所述產(chǎn)生第三控制信號(hào)115’，以提供低功率待機(jī)操作。
[0026]繼續(xù)參照?qǐng)D4的實(shí)例，下面描述當(dāng)啟動(dòng)電壓103未能啟動(dòng)電源電路104(耦合到啟動(dòng)電壓，此圖中未示出)時(shí)，電路實(shí)例400的各個(gè)部分的操作。穩(wěn)壓器和電流源電路108’如上所述產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)109’以使Ql接通。當(dāng)Ql接通時(shí)，C102(第一延遲電路C102/R108)開始充電。當(dāng)C102充電至足夠的電平時(shí)，第一控制器電路112"的Q3接通。當(dāng)Q3接通時(shí)，Q2接通，并且因此Q3與Q2之間的正反饋布置保持這些開關(guān)接通。當(dāng)Q3接通時(shí)，Ql關(guān)斷。C102和R115的第二延遲電路使Q3在指定時(shí)間段保持接通(因此使Ql在該指定時(shí)間段保持關(guān)斷)。一旦C102已充分放電，Q3 (以及Q2)就關(guān)斷，Ql重新接通。因此，R108和C102的第一延遲電路的時(shí)間常數(shù)可被選擇為使得啟動(dòng)電壓103被提供達(dá)足夠的時(shí)間段以使電源電路104能夠起動(dòng)并開啟。在沒有來自Tl的反饋信息(如上所述)的情況下，Q3將保持接通，直至第一和第二延遲電路放電至低于Q3的接通電壓。這一過程(振蕩)重復(fù)，直至啟動(dòng)電壓103使電源電路開始正常操作(如上所述)。通過按照限定的間隔使Ql關(guān)斷，第一控制器電路112"操作為保護(hù)Ql免于FBSOA (正向偏置安全工作區(qū))故障，并且還限制電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率消耗。
[0027]電阻器RllO將電阻器R109上的電壓轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動(dòng)Q3的基極。電阻器R108和R109形成分壓器以設(shè)置電容器C102兩端的開關(guān)電壓。電阻器R107設(shè)置來自Q3的使Q2接通的電流。電阻器R112將114處的電壓轉(zhuǎn)換為電流以驅(qū)動(dòng)Q3的基極。
[0028]在前面的任何實(shí)施例中，信號(hào)107可從來自電源電路104和/或負(fù)載電路106的多種源獲得。在所提供的實(shí)例中，輸出變壓器被描述為產(chǎn)生反饋信號(hào)107。然而，在其他實(shí)施例中，反饋信號(hào)可從電源電路104和/或負(fù)載電路106的任何部分獲得，作為對(duì)電源電路104和/或負(fù)載電路106正確操作的指示。例如，作為對(duì)使用輸出變壓器來產(chǎn)生反饋信號(hào)107的代替，可由與電源電路104關(guān)聯(lián)的脈寬調(diào)制(PWM)控制器、從與電源電路104關(guān)聯(lián)的電源開關(guān)等來產(chǎn)生類似信號(hào)。另外，本文所述的任何實(shí)施例的啟動(dòng)電路可被修改為包括一個(gè)或多個(gè)堆疊級(jí)以提供更高的擊穿電壓，這在高壓環(huán)境下會(huì)有用。例如，參照?qǐng)D3的電路實(shí)例，在一些實(shí)施例中，電阻器R1_R3、R17和開關(guān)Ql可被重復(fù)以提供Vin的更高電壓擊穿。
[0029]如本文的任何實(shí)施例中所用的術(shù)語“電路”例如可以單獨(dú)地或以任意組合的形式包括硬連線電路、可編程電路、狀態(tài)機(jī)電路和/或可用于較大系統(tǒng)中的電路，例如可作為集成電路的一部分被包括的分立元件。因此，“電路”可利用模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)或混合信號(hào)結(jié)構(gòu)來形成，其還可包括軟件/固件組件。另外，本文所述的任何開關(guān)器件可包括任何類型的已知或以后開發(fā)的開關(guān)電路，例如，MOS晶體管、BJT、SiC, IGBT等。
[0030]本文中采用的術(shù)語和表述作為描述而非限制的術(shù)語使用，并且在使用這種術(shù)語和表述的過程中，不旨在排除示出和描述的特征(或其一部分)的任何等同物，并且認(rèn)識(shí)到，各種修改形式可落入權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。因此，權(quán)利要求書旨在涵蓋所有這種等同物。已在本文中描述了各種特征、方面和實(shí)施例。這些特征、方面和實(shí)施例容許存在相互組合以及變形形式和修改形式，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的那樣。因此，應(yīng)該認(rèn)為本申請(qǐng)涵蓋這種組合、變形形式和修改形式。
【權(quán)利要求】
1.一種啟動(dòng)電路，所述啟動(dòng)電路包括: 穩(wěn)壓器和電流源電路，所述穩(wěn)壓器和電流源電路耦合到輸入電壓軌，并被配置為產(chǎn)生第一開關(guān)控制信號(hào)，所述第一開關(guān)控制信號(hào)具有小于所述輸入電壓軌的電壓； 啟動(dòng)開關(guān)電路，所述啟動(dòng)開關(guān)電路包括耦合到所述輸入電壓軌的開關(guān)，并被配置為至少部分地基于所述第一開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路被配置為產(chǎn)生在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)具有預(yù)定的電壓電平的所述啟動(dòng)電壓，并且其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路還被配置為產(chǎn)生指示所述啟動(dòng)開關(guān)電路的狀態(tài)的第一反饋信號(hào)；以及 第一控制器電路，所述第一控制器電路被配置為接收所述第一反饋信號(hào)并產(chǎn)生第二開關(guān)控制信號(hào)，其中所述第二開關(guān)控制信號(hào)至少部分地基于所述第一反饋信號(hào)來控制所述開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以接通和關(guān)斷，并且其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，并且當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動(dòng)電路，還包括: 第二控制器電路，所述第二控制器電路被配置為接收第二反饋信號(hào)，并產(chǎn)生第三開關(guān)控制信號(hào)，所述第二反饋信號(hào)指示耦合到所述啟動(dòng)電路的電源電路和/或負(fù)載電路的工作狀態(tài)，其中所述第三開關(guān)控制信號(hào)至少部分地基于所述第二反饋信號(hào)來控制所述開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)以接通和關(guān)斷，并且其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動(dòng)電路，其中所述第一控制器電路被配置為產(chǎn)生所述第二開關(guān)控制信號(hào)，以使 得所述開關(guān)的接通時(shí)間足以開啟耦合到所述啟動(dòng)電路的電源電路，并且關(guān)斷時(shí)間足以防止通過所述開關(guān)的功率超過閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的啟動(dòng)電路，其中所述第二控制器電路被配置為產(chǎn)生所述第三開關(guān)控制信號(hào)，以使得所述開關(guān)的接通時(shí)間足以開啟耦合到所述啟動(dòng)電路的所述電源電路，并且當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路處于低功率狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動(dòng)電路，其中所述預(yù)定時(shí)間段介于O毫秒和8毫秒之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的啟動(dòng)電路，其中所述低功率狀態(tài)是所述啟動(dòng)電路消耗低于5毫瓦的狀態(tài)。
7.一種啟動(dòng)電路,所述啟動(dòng)電路包括: 啟動(dòng)開關(guān)電路，所述啟動(dòng)開關(guān)電路包括耦合到輸入電壓軌的開關(guān)，并被配置為產(chǎn)生啟動(dòng)電壓，其中所述啟動(dòng)開關(guān)電路被配置為產(chǎn)生在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)具有預(yù)定的電壓電平的所述啟動(dòng)電壓； 第一控制器電路，所述第一控制器電路被配置為至少部分地基于所述啟動(dòng)電壓來控制所述開關(guān)接通和關(guān)斷，其中當(dāng)所述開關(guān)接通時(shí)，所述啟動(dòng)開關(guān)電路產(chǎn)生所述啟動(dòng)電壓，當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路停止所述啟動(dòng)電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的啟動(dòng)電路，還包括: 第二控制器電路，所述第二控制器電路被配置為至少部分地基于指示位于所述啟動(dòng)電路外部的電路的工作狀態(tài)的信號(hào)來使所述開關(guān)接通和關(guān)斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的啟動(dòng)電路，其中所述外部的電路是耦合到所述啟動(dòng)電路的電源電路和/或負(fù)載電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的啟動(dòng)電路，其中所述第一控制器電路被配置為將所述開關(guān)控制為使得所述開關(guān)的接通時(shí)間足以開啟耦合到所述啟動(dòng)電路的電源電路，并且關(guān)斷時(shí)間足以防止通過所述開關(guān)的功率超過閾值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的啟動(dòng)電路，其中所述第二控制器電路被配置為將所述開關(guān)控制為使得所述開關(guān)的接通時(shí)間足以開啟耦合到所述啟動(dòng)電路的電源電路，并且當(dāng)所述開關(guān)關(guān)斷時(shí)，所述啟動(dòng)電路處于低功率狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的啟動(dòng)電路，其中所述預(yù)定時(shí)間段介于O毫秒和8毫秒之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的啟動(dòng)電路，其中所述低功率狀態(tài)是所述啟動(dòng)電路消耗低于5毫瓦的狀態(tài)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的啟動(dòng)電路，其中所述閾值基于所述開關(guān)的功率需求。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK203788138SQ201320875123
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】理查德·A·度尼佩茨 申請(qǐng)人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司