交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，涉及一種交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulat1n”的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，控制電路通過(guò)對(duì)輸出量的采樣，建立反饋環(huán)路，調(diào)節(jié)功率管的開(kāi)關(guān)占空比控制輸出，例如對(duì)于功率管為NM0S，柵極電壓為方波脈沖信號(hào)，柵極電壓信號(hào)的占空比決定了輸出電壓和輸出電流。
[0003]PWM控制電路按照反饋量不同，大致分為電壓型和電流型反饋控制，電壓型僅對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣引入環(huán)路控制，而電流型對(duì)輸出電壓和功率管電流均采樣來(lái)反饋控制環(huán)路，兩種控制方式各有優(yōu)點(diǎn)，但由于電流型反應(yīng)速度更快，目前應(yīng)用更為廣泛。
[0004]隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展更新，離線式PWM開(kāi)關(guān)電源控制技術(shù)日益完善，反激式PWM控制器具有體積小，重量輕，效率高，電路簡(jiǎn)單，可靠性高，具有較強(qiáng)的自動(dòng)均衡各路輸出負(fù)載能力的優(yōu)點(diǎn)，因此在中小功率場(chǎng)合得到了廣泛應(yīng)用。隨著世界能源供應(yīng)緊張，節(jié)能意識(shí)的提高，如能源之星等新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，各國(guó)也對(duì)PWM控制器提出更高的效率和待機(jī)功耗的要求。
[0005]原有的反激式控制器大多工作在比較低的工作頻率，這樣變壓器的體積、重量較大；同時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)是靠線電壓和控制IC之間的啟動(dòng)電阻給儲(chǔ)能電容充電來(lái)完成系統(tǒng)啟動(dòng)，如圖1所示，在系統(tǒng)啟動(dòng)后，此電阻上的電流還是會(huì)一直流動(dòng)，消耗部分功率，特別是在待機(jī)狀態(tài)下，這部分功率尤為明顯，降低了系統(tǒng)的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服傳統(tǒng)技術(shù)啟動(dòng)電阻上消耗功率，降低電路工作效率的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路。
[0007]本發(fā)明所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動(dòng)充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容；
所述啟動(dòng)充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運(yùn)算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運(yùn)算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯(lián)的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
[0008]優(yōu)選的，還包括連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管正負(fù)極分別連接第二變壓器和直流電源引腳。
[0009]優(yōu)選的，還包括連接在直流電源引腳和地之間的穩(wěn)壓二極管。
[0010]優(yōu)選的，還包括連接在交流電源輸入引腳和啟動(dòng)充電之路之間的限流電阻。[0011 ] 采用本發(fā)明所述的交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，對(duì)啟動(dòng)時(shí)的充電支路進(jìn)行控制，充電時(shí)以恒定電流對(duì)供電電容進(jìn)行充電，充電完成后自動(dòng)關(guān)閉充電MOS管，同時(shí)利用變壓器互感為直流濾波電容續(xù)流充電，減少了系統(tǒng)工作時(shí)的能量消耗，并穩(wěn)定了電源電壓，提高了控制電路的工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1示出本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的示意圖，圖1中字母AC表示交流電；
各圖中附圖標(biāo)記名稱為:TR.全橋整流電路Tl.第一變壓器T2.第二變壓器Cl.直流濾波電容C2.濾波電容Rl.限流電阻R2.電流反饋電阻R3.恒流反饋電阻Ml.充電MOS管M2.功率管AMP.運(yùn)算放大器 CTR.控制電路Dl.續(xù)流二極管 D2.穩(wěn)壓二極管OUT.直流輸出端。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動(dòng)充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容；所述啟動(dòng)充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運(yùn)算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運(yùn)算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯(lián)的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
[0015]反激式開(kāi)關(guān)電源的控制電路采用直流供電，直流電源的來(lái)源為輸出線圈，但在啟動(dòng)階段，輸出電壓沒(méi)有建立或者難以滿足控制電路電源要求時(shí)，控制電路的直流電源通過(guò)輸入電壓對(duì)直流濾波電容Cl充電來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述直流濾波電容Cl與控制電路的直流電源引腳連接，當(dāng)直流濾波電容上的直流電壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制電路即開(kāi)始正常工作。
[0016]正常工作時(shí)，反激式開(kāi)關(guān)電源的主控芯片的輸入電壓，由第一變壓器Tl輔助繞組感應(yīng)次級(jí)繞組電壓提供能量；在系統(tǒng)正常工作前的階段，由啟動(dòng)支路給直流電源引腳上連接的直流濾波電容Cl充電，當(dāng)直流濾波電容Cl上的電壓達(dá)到預(yù)先設(shè)定的啟動(dòng)電壓后，控制IC啟動(dòng)，系統(tǒng)開(kāi)始工作。
[0017]輸入電壓對(duì)直流濾波電容的充電通過(guò)連接在輸入電壓和直流電源引腳之間的充電支路實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有的充電支路通常為帶有限流電阻的導(dǎo)線，限流電阻對(duì)充電電流峰值進(jìn)行限定，避免充電電流過(guò)大造成浪涌。限流電阻阻值不能太小，系統(tǒng)正常工作時(shí)，限流電阻上一直有電流流過(guò)，因此造成了一定的功耗。
[0018]本發(fā)明所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，增加了恒流控制電路，運(yùn)算放大器AMP通過(guò)檢測(cè)恒流反饋電阻R3兩端的壓差，反饋模擬電壓信號(hào)到充電MOS管M2的柵極，控制柵極電流大小，實(shí)現(xiàn)恒流反饋電阻R3兩端壓差一致，實(shí)現(xiàn)充電支路的恒流。
[0019]一種優(yōu)選實(shí)施方式為在直流電源引腳和地之間連接穩(wěn)壓二極管D2，穩(wěn)壓二極管正極接地，負(fù)極接直流電源引腳，以穩(wěn)壓二極管的擊穿值作為直流電源引腳的設(shè)定值，當(dāng)直流電源引腳電壓達(dá)到穩(wěn)壓二極管D2的擊穿值時(shí)，直流電源引腳電壓不再上升，此時(shí)如果充電MOS管不關(guān)閉，則恒流反饋電阻R3兩端電壓必然增大，導(dǎo)致運(yùn)算放大器輸出信號(hào)控制充電MOS管柵極電壓拉低，關(guān)閉充電MOS管M2，不再充電。
[0020]在啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí)，即關(guān)閉啟動(dòng)充電支路，停止對(duì)直流濾波電容的充電，啟動(dòng)充電支路上沒(méi)有電流流過(guò)，消除了正常工作時(shí)的限流電阻功耗；當(dāng)電壓低于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，則開(kāi)啟啟動(dòng)充電支路，對(duì)直流濾波電容進(jìn)行充電。
[0021]對(duì)直流濾波電容Cl完成充電后，關(guān)閉充電支路。第一變壓器Tl和第二變壓器T2成互感配置，在經(jīng)過(guò)全橋整流電路TR整流后，在第一變壓器原邊可以得到半波的交流信號(hào)，即第一變壓器Tl上仍然是交流信號(hào)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化，因此在第二變壓器T2可以感應(yīng)出正向電壓對(duì)直流濾波電容Cl補(bǔ)電。直流濾波電容Cl上的電壓依靠第一變壓器Tl和第二變壓器T2的電磁感應(yīng)維持直流電源引腳上的直流電壓值。，還可以通過(guò)增加連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管正負(fù)極分別連接第二變壓器和直流電源引腳，續(xù)流二極管為單向?qū)ǎＷC直流濾波電容Cl的不會(huì)倒灌電流到第二變壓器。
[0022]為提高系統(tǒng)響應(yīng)速度，本發(fā)明采用電流型反饋控制，如圖1所示，在充電MOS管Ml的漏極與地之間連接有電流反饋電阻R2，利用本領(lǐng)域公知的電流反饋技術(shù)原理，通過(guò)控制電路CTR進(jìn)行反饋控制。
[0023]對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣的電壓檢測(cè)電路和對(duì)功率器件電流進(jìn)行采樣的電流檢測(cè)電路與連接功率器件的驅(qū)動(dòng)電路共同組成反饋環(huán)路。當(dāng)輸出電壓和輸出電流變化時(shí)，控制功率器件的開(kāi)關(guān)占空比對(duì)輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0024]一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式還包括連接在交流電源輸入引腳和啟動(dòng)充電之路之間的限流電阻，以在啟動(dòng)時(shí)限制流過(guò)充電支路的電流大小。
[0025]前文所述的為本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗(yàn)證過(guò)程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動(dòng)充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容； 其特征在于:所述啟動(dòng)充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運(yùn)算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運(yùn)算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯(lián)的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
2.如權(quán)利要求1所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，其特征在于:還包括連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續(xù)流二極管，所述續(xù)流二極管正負(fù)極分別連接第二變壓器和直流電源引腳。
3.如權(quán)利要求1所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，其特征在于:還包括連接在直流電源引腳和地之間的穩(wěn)壓二極管。
4.如權(quán)利要求1所述交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，其特征在于:還包括連接在交流電源輸入弓I腳和啟動(dòng)充電之路之間的限流電阻。
【專利摘要】交直流轉(zhuǎn)換啟動(dòng)電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和啟動(dòng)充電支路；所述啟動(dòng)充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運(yùn)算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運(yùn)算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯(lián)的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。本發(fā)明對(duì)啟動(dòng)時(shí)的充電支路進(jìn)行控制，在系統(tǒng)啟動(dòng)完成后關(guān)閉該充電支路，利用變壓器互感為直流濾波電容續(xù)流充電，減少了系統(tǒng)工作時(shí)的能量消耗，并穩(wěn)定了電源電壓，提高了控制電路的工作效率。
【IPC分類】H02M1-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104767371
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510183935
【發(fā)明人】易坤, 高繼, 趙方麟, 陳雪松
【申請(qǐng)人】成都岷創(chuàng)科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日