一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC‑DC开关电源用供电电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC‑DC开关电源用供电电路，包括开关电源管理芯片、变压器、供电二极管、电源滤波电容、高压MOS管、偏置电阻和输出整流滤波器，变压器原边绕组的一端连接高压MOS管的漏极，副边绕组连接输出整流滤波器，辅助绕组的一端连接供电二极管的正极，另一端接地；供电二极管的负极串联电源滤波电容后接地，在供电二极管和电源滤波电容之间引出支路连接开关电源管理芯片的VCC引脚，偏置电阻连接在高压MOS管的漏极和栅极之间，高压MOS管的源极连接开关电源管理芯片的开关SW引脚，高压MOS管的栅极连接开关电源管理芯片的DRV引脚。本供电电路利用MOS管可实现高压快速启动，具有启动时间短、成本低、待机功耗小等优点。

A tube with a power supply circuit of AC DC switching power supply fast start pressure by PowerMOS

The utility model relates to a pipe with a power supply circuit to realize the AC DC switching power supply high voltage fast start using PowerMOS, including switching power management chip, power supply transformer, diodes, power filter capacitor, high voltage MOS, tube bias resistor and output rectifier filter, one end of a primary winding of a transformer is connected to the drain pipe of high pressure MOS, vice winding is connected with the output rectifier filter, the positive end of the auxiliary winding of the diode connected to the power supply, the other end is grounded; the negative power diode series power supply filter capacitor grounding, power supply between the diode and the power filter capacitor leads branch connected switch power management chip VCC pin bias resistor is connected between the drain and gate voltage MOS tube, MOS tube high voltage source is connected to the switch chip switching power supply management SW pin gate high-pressure MOS pipe connection switch Source management chip DRV pin. The power supply circuit can use the MOS tube to realize the high voltage quick start, and has the advantages of short start-up time, low cost and low standby power consumption.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种集成电路，具体涉及一种AC-DC开关电源用供电电路，尤其涉及一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源上电启动用供电电路。
技术介绍
AC-DC(交流转直流)开关电源应用在一些感性类负载上，其使用特性为工作时间短，空载待机状态长。根据全世界要求的低碳生活，尤其是欧美市场正不断能效标准，对此类电源产品的待机功耗的要求是越来越高。在现有的AC-DC开关电源中通常采用反激变换器实现交直流转换，这种反激式AC-DC开关电源上电启动时，传统的启动方式包括外接电阻直接充电启动以及高压开关电流源充电启动。外接电阻充电启动是通过电阻对控制电路的供电储能电容进行充电从而启动电源。外接电阻充电启动的方式为了达到较快的启动速度，外接的启动电阻取值并不能取得过大，同时因为在启动完成后不能够关闭，启动后仍然会有能量损耗，为了避免启动电阻的损耗过大，取值又不能取值过小，外接启动电阻直接启动的方式启动速度不够快，同时有较大损耗。如图1所示的外接电阻充电启动供电电路，启动电路101和PWM电路102集成在一起，作为控制电路103，功率开关管M1作为功率输出级，Rcs为电流采样电阻，变压器T1包含三个绕组，原边绕组AB，副边绕组EF，辅助绕组CD，R1为启动电阻，C1为控制电路103的电源滤波电容，VIN为来自AC经过整流后的电源。上电时，通过R1对C1进行充电，当VCC电压达到开启电压时，电路启动，并通过辅助绕组CD给控制电路103持续供电，启动过程完成。但启动后，启动电阻R1也一直在消耗能量，R1的大小，影响待机功耗，电阻越小，功耗越大，电阻越大，功耗越小，但电阻过大无法满足启动所需要的电流，会造成启动困难或启动时间过长的问题，所以综合起来该种方式待机功耗非常大，无法满足日益严格的能效要求。而且大的电流通过采样电阻Rcs，也会增加功耗，降低系统效率。高压开关电流源充电启动方式是通过一个高压开关即一个高压增强型的MOS管流过受控的充电电流到开关电源芯片的供电电容进行充电从而启动电路。如图2所示的高压开关电流源充电启动供电电路，将高压MOS管M2和电容D2集成到控制电路203中，启动时，通过M2可以实现快速启动，启动完毕时，通过启动电路201关闭M2，则可实现降低电路功耗的目的，但高压集成工艺复杂，成本较高。采样电阻Rcs与图1中的采样电阻Rcs具有同样的增加功耗的问题。因此，迫切的需要一种新型的成本低、启动速度快且待机功耗小的反激式AC-DC开关电源上电启动的供电电路来解决上述技术问题。
技术实现思路
本技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源用供电电路，该电路整体结构设计巧妙，利用PowerMOS管来实现高压快速启动的目的，具有启动速度快、整体能耗低、无需复杂的高压集成工艺流程、实现方式简单以及待机功耗低等优点。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为，一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源用供电电路，包括开关电源管理芯片、变压器、供电二极管、电源滤波电容、高压MOS管、偏置电阻和输出整流滤波器，所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，所述原边绕组的一端引出作为供电电路的输入端，所述供电电路的输入端连接直流输入电源，所述直流输入电源为交流电经过整流滤波后的电源，原边绕组的另一端连接高压MOS管的漏极，所述副边绕组连接输出整流滤波器的输入端，所述输出整流滤波器的输出端引出作为供电电路的输出端，所述辅助绕组的一端连接供电二极管的正极，另一端接地；供电二极管的负极串联电源滤波电容后接地，在供电二极管和电源滤波电容之间引出支路连接开关电源管理芯片的VCC引脚，所述偏置电阻连接在高压MOS管的漏极和栅极之间，所述高压MOS管的源极连接开关电源管理芯片的开关SW（Switch）引脚，高压MOS管的栅极连接开关电源管理芯片的驱动输出DRV（Driver）或GATE引脚，所述开关电源管理芯片的GND引脚接地。作为本技术的一种改进，还包括第一低压MOS管、第二低压MOS管、内部启动供电二极管和电流采样电阻，所述第一低压MOS管、第二低压MOS管、内部启动供电二极管和电流采样电阻采用常规CMOS工艺集成在开关电源管理芯片中，所述开关电源管理芯片包括启动电路和PWM电路，所述启动电路的输入端连接VCC引脚，启动电路的输出端连接PWM电路的输入端，PWM电路的输出端连接DRV引脚，所述内部启动供电二极管的正极连接SW引脚，负极连接启动电路的输入端，所述第一低压MOS管和第二低压MOS管的漏极连接SW引脚，第一低压MOS管和第二低压MOS管的栅极连接DRV引脚，第一低压MOS管的源极连接GND引脚，第二低压MOS管的源极串联电流采样电阻后连接GND引脚，所述PWM电路的电流采样CS（Currentsampling）引脚连接在第二低压MOS管的源极上。作为本技术的一种改进，所述第一低压MOS管和第二低压MOS管的宽长比成比例设置，其中第一低压MOS管的宽长比比第二低压MOS管的宽长比小，第一低压MOS管的宽长比为第二低压MOS管宽长比的几百至几千分之一。作为本技术的一种改进，所述高压MOS管的耐压值范围为500V-1000V，所述第一低压MOS管和第二低压MOS管的耐压值范围为20-40V。作为本技术的一种改进，所述偏置电阻采用高阻值电阻，其取值为兆欧及以上级别。作为本技术的一种改进，所述高压MOS管、第一低压MOS管和第二低压MOS管均采用N沟道增强型MOS管。作为本技术的一种改进，所述输出整流滤波器包括续流二极管和滤波电容，输出整流滤波器的输入端为续流二极管的正极端，续流二极管的正极连接变压器的副边绕组的一端，副边绕组的另一端接地，续流二极管的负极串联滤波电容后接地，在续流二极管的负极与滤波电容之间引出支路作为输出整流滤波器的输出端。相对于现有技术，本技术的整体结构设计巧妙实用，成本较低，通过PowerMOS管（即高压MOS管）本身就可实现AC-DC开关电源的高压快速启动，上电启动速度快，用户体验度高，由于对高压MOS管进行偏置的偏置电阻采用兆欧及以上级别的高阻值电阻，在不影响电路启动效果的基础上，可大大降低整个电源的待机功耗，提高产品的可靠性和市场竞争力；而且通过将低压MOS管以及电流采样电阻采用CMOS工艺集成到开关电源管理芯片内，这样不需要采用复杂的高压工艺就可以实现高压快速启动，简化产品生产流程，降低了产品的成本。另外，通过利用两个低压MOS管按较大的宽长比比例（几百至几千）分流的方式对高压MOS管进行电流采样，可有效降低电流采样电阻的功耗，提高系统效率。附图说明图1为现有AC-DC开关电源用外接电阻充电启动供电电路结构图。图2为现有AC-DC开关电源用高压开关电流源充电启动供电电路结构图。图3为本技术优选实施例的电路结构图。具体实施方式为了加深对本技术的理解和认识，下面结合附图和优选实施例对本技术作进一步描述和介绍。如图3所示，一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源用供电电路，包括开关电源管理芯片303、变压器T1、供电二极管D1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC‑DC开关电源用供电电路，其特征在于：包括开关电源管理芯片、变压器、供电二极管、电源滤波电容、高压MOS管、偏置电阻和输出整流滤波器，所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，所述原边绕组的一端引出作为供电电路的输入端，原边绕组的另一端连接高压MOS管的漏极，所述副边绕组连接输出整流滤波器的输入端，所述输出整流滤波器的输出端引出作为供电电路的输出端，所述辅助绕组的一端连接供电二极管的正极，另一端接地；供电二极管的负极串联电源滤波电容后接地，在供电二极管和电源滤波电容之间引出支路连接开关电源管理芯片的VCC引脚，所述偏置电阻连接在高压MOS管的漏极和栅极之间，所述高压MOS管的源极连接开关电源管理芯片的SW引脚，高压MOS管的栅极连接开关电源管理芯片的DRV引脚，所述开关电源管理芯片的GND引脚接地。

【技术特征摘要】
1.一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源用供电电路，其特征在于：包括开关电源管理芯片、变压器、供电二极管、电源滤波电容、高压MOS管、偏置电阻和输出整流滤波器，所述变压器包括原边绕组、副边绕组和辅助绕组，所述原边绕组的一端引出作为供电电路的输入端，原边绕组的另一端连接高压MOS管的漏极，所述副边绕组连接输出整流滤波器的输入端，所述输出整流滤波器的输出端引出作为供电电路的输出端，所述辅助绕组的一端连接供电二极管的正极，另一端接地；供电二极管的负极串联电源滤波电容后接地，在供电二极管和电源滤波电容之间引出支路连接开关电源管理芯片的VCC引脚，所述偏置电阻连接在高压MOS管的漏极和栅极之间，所述高压MOS管的源极连接开关电源管理芯片的SW引脚，高压MOS管的栅极连接开关电源管理芯片的DRV引脚，所述开关电源管理芯片的GND引脚接地。2.如权利要求1所述的一种利用PowerMOS管实现高压快速启动的AC-DC开关电源用供电电路，其特征在于，还包括第一低压MOS管、第二低压MOS管、内部启动供电二极管和电流采样电阻，所述第一低压MOS管、第二低压MOS管、内部启动供电二极管和电流采样电阻采用CMOS工艺集成设置在开关电源管理芯片中，所述开关电源管理芯片包括启动电路和PWM电路，所述启动电路的输入端连接VCC引脚，启动电路的输出端连接PWM电路的输入端，PWM电路的输出端连接DRV引脚，所述内部启动供电二极管的正极连接SW引脚，负极连接启动电路的输入端，所述第一低压MOS管和第二低压MOS管的漏极连接SW引脚，第一低压MOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭在超，罗寅，丁国华，张海滨，薛金鑫，
申请(专利权)人：苏州锴威特半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32