一种开关电源启动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种开关电源启动电路，包括直流输入电压端口、电压比较判断模块、控制开关以及电压输出模块，直流输入电压端口输入连接电压比较判断模块，电压比较判断模块控制连接控制开关的控制端，当直流输入电压小于启动门槛电压时，控制开关导通，充电电容的充电一端接地，启动电路的电压输出端不输出电压，PWM控制器不工作，并且，始终处于停止状态，并不会因为电压的波动或者电流的变化而使PWM控制器运行，避免了因电流的变化使PWM控制器长时间处于循环启停状态，进而避免PWM控制器芯片损坏，提升了控制器的使用寿命，并且使DC/DC开关电源正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源启动电路
本专利技术涉及一种开关电源启动电路。
技术介绍
在风力发电变桨系统中，输入电源是三相400V交流输入电源或后备直流高压电源(一般是蓄电池或超级电容)，而设计DC/DC开关电源时首先需要低压电源给PWM控制器供电，这样开关电源才能正常工作。通常使用的办法是通过限流电阻直接从输入的高电压中获取能量并把高压电源转换成低压电源。现有的我们通常应用的开关电源启动电路实施例电路原理图如图1所示，VBUS为输入的直流母线电压，也称为直流输入电压，该电压可以是三相400V交流输入电源通过整流滤波电路得到的直流高压电源或外部输入的后备直流高压电源；VCC为低压电源，即为PWM控制器的供电电源，那么，VCC输出供电连接PWM控制器。直流母线上电后，中心点电压VCEN(VCEN电压值可为VBUS电压值的二分之一)通过限流电阻R12对电解电容C13充电，当直流母线电压VBUS上升到启动门槛电压Von时，电阻R12对电容C13的充电电流大于PWM控制器的工作电流，PWM控制器由于VCC的作用而运行工作，PWM控制器输出驱动脉冲给DC/DC转换模块，DC/DC开关电源各路输出电压建立，此时其中一路输出电压通过整流二极管D11给PWM控制器提供能量，如图1所示。其中R11为均压电阻，阻值和限流电阻R12阻值相同；电容C11和C12为直流母线滤波电容；ZD11为稳压二极管，起到限制PWM控制器最高电压的作用。在电源启动过程中图1所述的电路有下述缺陷。直流母线上电时，中心点电压VCEN通过限流电阻R12对电解电容C13充电，中心点电压VCEN是从零开始上升，那么，电容C13的电压也是从零开始上升，当电容C13的电压上升到PWM控制器的开启电压后，PWM控制器开始工作。由于PWM控制器的工作电流大于中心点电压VCEN对C13的充电电流，所以当PWM控制器一开始工作，就需要较大的工作电流，电容C13就需要向PWM控制器放电以补充PWM控制器的工作电流，电容C13上的电压就开始下降，当电压下降到PWM控制器欠压关断电压时，PWM控制器停止工作，一旦PWM控制器停止工作，电容C13上的电压又开始上升，在母线电压达到启动门槛电压Von之前，PWM控制器一直处于启动-停止-启动-停止状态，直到母线电压达到或高于开启电压Von，中心点电压VCEN对电容C13的充电电流才大于PWM控制器的工作电流，PWM控制器才能正常启动，DC/DC开关电源才能正常工作。如果母线电压一直低于启动门槛电压Von，PWM控制器就会长时间处于循环启停状态，这将很容易导致PWM控制器芯片损坏，DC/DC开关电源不能正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种开关电源启动电路，用以解决现有的启动电路在输入直流电压低于启动门槛电压时，PWM控制器长时间处于循环启停状态的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括一种开关电源启动电路，包括直流输入电压端口和电压输出模块，所述电压输出模块包括充电电容，所述直流输入电压端口输出连接充电电容，所述充电电容的充电一端为所述启动电路的电压输出端，所述充电电容的另一端接地，所述启动电路还包括电压比较判断模块和控制开关，所述充电电容与所述控制开关并联，所述直流输入电压端口输入连接电压比较判断模块，电压比较判断模块控制连接所述控制开关的控制端，用于当直流输入电压小于启动门槛电压时，控制所述控制开关导通，当直流输入电压大于或者等于启动门槛电压时，控制所述控制开关断开。所述电压比较判断模块包括一条分压采样支路，所述直流输入电压端口输出连接所述分压采样支路，所述分压采样支路的分压端用于控制连接所述控制开关的控制端。所述分压采样支路并联连接有一个可调基准源，所述分压采样支路的分压端输出连接所述可调基准源的参考端，所述可调基准源与直流输入电压端口之间的连接点输出连接所述控制开关的控制端。所述可调基准源与直流输入电压端口之间的连接点与所述控制开关的控制端之间的连接线路上串设有第一稳压管，所述第一稳压管与所述控制开关的控制端之间设置有一个偏置电阻。所述直流输入电压端口通过第一限流电阻输出连接所述充电电容。所述直流输入电压端口通过第二限流电阻连接所述可调基准源。所述电压输出模块还包括第二稳压管，所述第二稳压管与所述充电电容并联。所述控制开关为三极管。本专利技术提供的开关电源启动电路中，设置有电压比较判断模块和控制开关，电压比较判断模块用于对直流输入电压进行判断，将其与启动门槛电压进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号，当直流输入电压小于启动门槛电压时，控制开关导通，启动电路的电压输出端不输出电压，PWM控制器不工作，并且，始终处于停止状态，并不会因为电压的波动或者电流的变化而使PWM控制器运行，避免了因电流的变化使PWM控制器长时间处于循环启停状态，进而避免PWM控制器芯片损坏，提升了控制器的使用寿命，并且使DC/DC开关电源正常工作。而且，当直流输入电压大于或者等于启动门槛电压时，控制开关断开，直流输入电压为充电电容充电，在开始为充电电容充电时，直流输入电压并非是从零开始增大，而使直接有一定的电压值，是启动门槛电压，会给PWM控制器提供足够大的启动电流，使PWM控制器立即能够正常启动运行，进一步避免因电流的变化使PWM控制器长时间处于循环启停状态。附图说明图1是现有的开关电源启动电路图；图2是本专利技术提供的开关电源启动电路的整体结构示意图；图3是本专利技术提供的开关电源启动电路的一种具体实施方式的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图2所示，开关电源启动电路主要包括以下四部分，分别是直流输入电压端口、电压比较判断模块、控制开关以及电压输出模块，其中，直流输入电压端口用于连接直流电源，可以是直流电压或交流经整流滤波后的电压，这一部分在
技术介绍
中给出说明，这里就不再赘述。直流输入电压端口输入连接电压比较判断模块，电压比较判断模块用于将直流输入电压端口的直流输入电压VBUS与启动门槛电压Von做比较，根据比较结果输出相应的控制信号，电压比较判断模块控制连接控制开关的控制端，根据输出的控制信号来相应控制控制开关的导通或者关断：当直流输入电压VBUS小于启动门槛电压Von时，控制开关导通，当直流输入电压VBUS大于或者等于启动门槛电压Von时，控制开关断开。如图2所示，电压输出模块包括充电电容，充电电容与控制开关并联，直流输入电压端口还输出连接该充电电容，用于为充电电容充电，进一步地，直流输入电压端口与充电电容之间通常设置有限流电阻。充电电容的充电一端为该启动电路的电压输出端，用于为PWM控制器提供工作电压VCC，充电电容的另一端接地。也就是说，通常情况下直流输入电压端口与电压输出端之间不直接连接，而是通过限流电阻连接。电压比较判断模块可以是控制芯片，通过内部加载的软件程序实现电压的比较以及控制信号的输出，当然，电压比较判断模块还可以采用硬件电路的形式来实现相同的功能，本实施例给出一种具体的电路结构，如图3所示。另外，控制开关为电控型开关管，比如三极管、MOSFET或者IGBT等等，本实施例以三极管为例，进一步为NPN型三极管。因此，以下结合图3给出启动电路的一种具体电路结构。如图3所示，可以在电路中设置一个中心点电压端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电源启动电路，包括直流输入电压端口和电压输出模块，所述电压输出模块包括充电电容，所述直流输入电压端口输出连接充电电容，所述充电电容的充电一端为所述启动电路的电压输出端，所述充电电容的另一端接地，其特征在于，所述启动电路还包括电压比较判断模块和控制开关，所述充电电容与所述控制开关并联，所述直流输入电压端口输入连接电压比较判断模块，电压比较判断模块控制连接所述控制开关的控制端，用于当直流输入电压小于启动门槛电压时，控制所述控制开关导通，当直流输入电压大于或者等于启动门槛电压时，控制所述控制开关断开。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源启动电路，包括直流输入电压端口和电压输出模块，所述电压输出模块包括充电电容，所述直流输入电压端口输出连接充电电容，所述充电电容的充电一端为所述启动电路的电压输出端，所述充电电容的另一端接地，其特征在于，所述启动电路还包括电压比较判断模块和控制开关，所述充电电容与所述控制开关并联，所述直流输入电压端口输入连接电压比较判断模块，电压比较判断模块控制连接所述控制开关的控制端，用于当直流输入电压小于启动门槛电压时，控制所述控制开关导通，当直流输入电压大于或者等于启动门槛电压时，控制所述控制开关断开。2.根据权利要求1所述的开关电源启动电路，其特征在于，所述电压比较判断模块包括一条分压采样支路，所述直流输入电压端口输出连接所述分压采样支路，所述分压采样支路的分压端用于控制连接所述控制开关的控制端。3.根据权利要求2所述的开关电源启动电路，其特征在于，所述分压采样支路并联...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德林，郑丽婷，赵瑞杰，岳红轩，王艳领，李红刚，王海明，张照雪，代兴华，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继风电科技有限公司，国家电网公司，国网新源张家口风光储示范电站有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41