一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，包括电压切换开关电路、电压检测电路和充电电路；电压切换开关电路由MOS管Q1、电阻R4和电阻R5组成；电压检测电路由MOS管Q2、电阻R7和电阻R8组成；充电电路由电阻R1和电阻R2组成。该超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，不管输入电压怎样的变化，对PWM芯片VCC对充电电流是稳定的，相对变化量要小；在电源发生故障时，芯片能够重新启动，不会进入锁死状态，在故障排除后，可以重新启动，不需要断电重启，特别是在超高压电压下工作，电路损耗和常规电路相比要小得多。

A starting circuit for PWM chip of ultra wide voltage auxiliary power supply

The invention discloses a starting circuit of ultra wide voltage auxiliary power supply of the PWM chip, including voltage switch circuit, voltage detection circuit and a charging circuit; the voltage switch circuit by MOS tube Q1, a resistor R4 and a resistor R5; voltage detection circuit is composed of a MOS tube Q2, a resistor R7 and a resistor R8; charging circuit by the resistance R1 and the resistance R2. The ultra wide voltage auxiliary power supply chip PWM startup circuit, regardless of how changes in input voltage, the PWM chip VCC is stable for the charging current, the relative change amount is small; in the event of a power failure, the chip can restart, will not enter the locked state, after troubleshooting, you can restart, don't need to power-off restart, especially in ultra high voltage, and the circuit loss is much smaller compared to conventional circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路
本专利技术涉及到电源模块及开关电源PWM辅助电源启动电路，特别涉及一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路；输入电压可宽至100-2000V。
技术介绍
在光伏逆变器、超高压直流输电系统中，其电压范国非常宽，低至一百伏、高达四千多伏，所以系统捕助电源很难设计，尤其是高压肩动电路的设计非常困难，一方面需要寻找可以承受高压的电子元器件，另一方面从可靠性方面考虑，需把肩动部分的电路损耗減小，防止关键元器件发热损坏。目前常用的开关电源启动电路（如图1所示），由于电阻R1一直与电源输入端VIN相连，其上产生的功耗P=（VIN-VCC）2/R1，显然，如果当开关电源工作在高压输入的情况下，电阻R1上的功耗将会非常大，将会影响电源转換效率、散热和可靠性，同时必须选用大功率电阻，使开关电源体积较大，成本高。现有解决上述电阻R1功耗同题的方法是，如图2所示，在开关电源工作在高压输入的情况下，开关管Q2需要承受高电压，而市面上难以找到能够承受高压的器件，即使有高压IGBT管可选用，其成本非常高，且使用较少存在缺货的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低损耗、低成本、高可靠性的超宽范围的输入开关电源的启动电路，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，包括电压切换开关电路、电压检测电路和充电电路；电压切换开关电路由MOS管Q1、电阻R4和电阻R5组成；电压检测电路由MOS管Q2、电阻R7和电阻R8组成；充电电路由电阻R1和电阻R2组成；MOS管Q1的漏极连接于电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接到电压输入接口+Vin端，电阻R2的另一端连接于MOS管Q1的源极以及MOS管Q2的源极，MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极相连；MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极的连接线上还连接电阻R4接到电压输入接口+Vin端，以及连接电阻R5分别接到MOS管Q1和MOS管Q2的源极；电阻R2的另一端还连接于电容C1的正极和二极管D1的阴极，电容C1的负极串联电阻R8接到MOS管Q2的栅极并接地；二极管D1的阳极与辅助绕组N1相连后接地；MOS管Q2的栅极还串联电阻R7接到电压输入接口+Vin端。优选的，电压输入接口+Vin端输入的宽电压为直流200V-600V。优选的，宽电压分为最低输入电压（300V）Vinmin，正常工作电压（400V）Vinnor，最高输入电压（600V）Vinmax；其中Vinmax=2Vinmin，Vinnor=（Vinmin+Vinmax）/2=3Vinmin/2=3/4Vinmax。优选的，当输入电压在Vinmin和Vinnor时，电阻R7和电阻R8分压后的电压值小于MOS管Q2的开通电压，MOS管Q2处于关断状态；电阻R4和电阻R5分压后的电压值大于MOS管Q2的开通电压，MOS管Q1导通，充电电阻R2短路，此时对PWM芯片VCC充电路径是电压输入Vin→电阻R1→电容C1，充电电流分为以下几种情况：当输入电压等于Vinmin时，充电电流为最小:Imin=Vinmin/R1=Vinmax/2R1；当输入电压等于Vinnor时，充电电流为最大:Imax=Vinnor/R1=400VDC/4MΩ=100uA；充电电流的最大值与最小值比为：Imax:Imin=1:2；充电电路产生的最大损耗是：P1=Imax*Vinnor=100uA*400VDC=40mW；MOS管Q1的电压为0V。优选的，当输入电压在Vinnor和Vinmax时，电阻R7和电阻R8分压电阻分压后的电压值大于MOS管Q2的开通电压，MOS管Q2导通，MOS管Q1的栅极和源极短路，MOS管Q1处于关断，此时对PWM芯片VCC充电路径是电压输入Vin→电阻R1→电容C1；对PWM芯片VCC充电电流分为以下几种情况：当输入电压等于Vinnor时，充电电流为最小:Imin=VinNor/（R1+R2）=400VDC/8MΩ=50uA；当输入电压等于Vinmax时，充电电流为最大:Imax=Vinmax/（R1+R2）=600VDC/8MΩ=75uA；充电电流的最大值与最小值比为：Imax:Imin=1：1.25；充电电路产生的最大损耗是：P1=Imax*Vinmax=75uA*600VDC=45mW；Q1的电压为：VQ1=Vinmax*R2/（R1+R2）=1/2Vinmax=300VDC。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，1、不管输入电压怎样的变化，对PWM芯片VCC对充电电流是稳定的，相对变化量要小；2、输入可以宽至20倍以上；3、在同一输入电压的情况下，Q1，Q2只有一种工作状态，要么开通，要么关断，所以工作可靠；4、本专利技术中的MOS管Q1和MOS管Q2的电压相比图3、图4中MOS管Q11和MOS管Q12的电压，应为其一半；5、在高电压输入的情况下，启动电路的损耗是非常小，是图3、图4中1/8以上；6、在电源发生故障时，芯片能够重新启动，不会进入锁死状态，在故障排除后，可以重新启动，不需要断电重启。7、在超高压电压下工作，电路损耗和常规电路相比要小得多。附图说明图1为本专利技术的常用的开关电源启动电路图；图2为本专利技术的常用的开关电源启动电路加入电流源电路图；图3为本专利技术的图2改进的电路图；图4为本专利技术的图2改进的电路图；图5为本专利技术的基本电路图；图6为本专利技术图5的二级分压串联电路图；图7为本专利技术的图5的三级分压串联电路图；图8为本专利技术的电源故障，PWM芯片重启条件波线图。图中：1电压切换开关电路、2电压检测电路、3充电电路。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，目前常用的开关电源启动电路，包括功率电阻R1、电容C1、稳压二极管ZD1、辅助绕组N1和二极管D1，其工作原理是：在电源启动瞬间，电源通过功率电阻R1给电容C1充电，电阻R1上流过的电流大于控制IC的启动电流，电容C1的电压上升至控制IC的正常工作电压后，电源开始工作。当启动电路输出电压稳定后，辅助绕组N1产生的电压经二极管D1整流和电容C1滤波后给控制IC供电，控制IC的VCC稳定在一定的电压范国，电源正常工作。在输入电压VIN范国较宽时，为了保证能够在最低输入电压时为控制IC提供足够大的肩动电流，使开关电源能正常启动，那么电阻R1的阻值不能太大。由于电阻R1一直与电源输入端VIN相连，其上产生的功耗P=（VIN-VCC）2/R1，显然，如果当开关电源工作在高压输入的情况下，电阻R1上的功耗将会非常大，将会影响电源转換效率、散热和可靠性，同时必须选用大功率电阻，使开关电源体积较大，成本高。请参阅图2，现有解决上述电阻R1功耗同题的方法是，在启动电路中加入由MOS管Q2和限流电阻R3串联组成的电流源电路，输入源电压加载在以功率电阻R2和稳压二极管ZD2串联组成的稳压电路西端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，包括电压切换开关电路（1）、电压检测电路（2）和充电电路（3）；电压切换开关电路（1）由MOS管Q1、电阻R4和电阻R5组成；电压检测电路（2）由MOS管Q2、电阻R7和电阻R8组成；充电电路（3）由电阻R1和电阻R2组成；MOS管Q1的漏极连接于电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接到电压输入接口+Vin端，电阻R2的另一端连接于MOS管Q1的源极以及MOS管Q2的源极，MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极相连；MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极的连接线上还连接电阻R4接到电压输入接口+Vin端，以及连接电阻R5分别接到MOS管Q1和MOS管Q2的源极；电阻R2的另一端还连接于电容C1的正极和二极管D1的阴极，电容C1的负极串联电阻R8接到MOS管Q2的栅极并接地；二极管D1的阳极与辅助绕组N1相连后接地；MOS管Q2的栅极还串联电阻R7接到电压输入接口+Vin端。

【技术特征摘要】
1.一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，包括电压切换开关电路（1）、电压检测电路（2）和充电电路（3）；电压切换开关电路（1）由MOS管Q1、电阻R4和电阻R5组成；电压检测电路（2）由MOS管Q2、电阻R7和电阻R8组成；充电电路（3）由电阻R1和电阻R2组成；MOS管Q1的漏极连接于电阻R1和电阻R2的一端，电阻R1的另一端接到电压输入接口+Vin端，电阻R2的另一端连接于MOS管Q1的源极以及MOS管Q2的源极，MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极相连；MOS管Q1的栅极与MOS管Q2的漏极的连接线上还连接电阻R4接到电压输入接口+Vin端，以及连接电阻R5分别接到MOS管Q1和MOS管Q2的源极；电阻R2的另一端还连接于电容C1的正极和二极管D1的阴极，电容C1的负极串联电阻R8接到MOS管Q2的栅极并接地；二极管D1的阳极与辅助绕组N1相连后接地；MOS管Q2的栅极还串联电阻R7接到电压输入接口+Vin端。2.如权利要求1所述的一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，电压输入接口+Vin端输入的宽电压为直流200V-600V。3.如权利要求2所述的一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，宽电压分为最低输入电压（300V）Vinmin，正常工作电压（400V）Vinnor，最高输入电压（600V）Vinmax；其中Vinmax=2Vinmin，Vinnor=（Vinmin+Vinmax）/2=3Vinmin/2=3/4Vinmax。4.如权利要求3所述的一种超宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，当输入电压在Vinmin和Vinnor时，电阻R7和电阻R8分压后的电压值小于MOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中于，王生辉，
申请(专利权)人：广州中逸光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44