启动电路制造技术

一种启动电路，由开关单元、稳压单元和关断保持单元组成，其具体连接关系是，开关单元的导通电流流入端作为启动电路的输入端，用于与输入电源正端连接，开关单元的导通电流流出端引出作为启动电路的输出电源正端，开关单元的控制端连接稳压单元的输入端，稳压单元的输出端接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端；关断保持单元的一端与开关单元的控制端连接，关断保持单元的另一端分别连接开关单元的导通电流流出端及稳态供电支路的供电端；在启动初始阶段，开关单元处于自然开通状态；在启动稳定后，开关单元处于关断状态，并由稳态供电支路提供的电流在关断保持单元上产生的电压来实现开关单元的关断状态的保持。

【技术实现步骤摘要】
启动电路
本专利技术涉及一种开关电源变换器的启动电路，特别涉及一种宽压输入的开关电源变换器的启动电路。
技术介绍
开关变换器是现代电能变换技术的核心组成部分，也是各类开关电源、变频器、UPS、光伏发电、风能发电、LED照明等系统的基本组成单元，广泛应用于电力、通信、家电、铁路交通、汽车电子、工业控制、仪器仪表、航空、航天、航海等领域。启动电路广泛应用于开关变换器中。对于宽输入开关电源变换器，为了获得稳定的直流低压启动电源，经常采用传统的线性稳压电路作为启动电路，如图1所示，一种启动电路，用于向控制电路的供电端VCC提供启动电流，包括电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1、晶体管Q1、二极管D2和电容C2，其中电阻R1、电阻R2、稳压二极管D1构成晶体管Q1的偏置电路，二极管D2和电容C2构成晶体管Q1的输出电路。现有启动电路的具体连接关系是，电阻R1的一端和电阻R2的一端作为启动电路的输入正端，用于与输入电压正端Vin+连接，电阻R2的另一端连接晶体管Q1的集电极，晶体管Q1的基极分别连接电阻R1的另一端及稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接地；晶体管Q1的发射极连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接电容C2的一端，二极管D2的阴极还作为启动电路的输出端，用于与控制电路的供电端VCC连接；电容C2的另一端接地，电容C2的另一端还作为启动电路的输出负端，用于与控制电路的地端GND连接。现有启动电路的工作原理为：上电瞬间，产品处于通电初始状态，当输入电压通过电阻R1和晶体管Q1的电流达到晶体管Q1的开通阈值条件时，输入电源通过晶体管Q1向电容C2充电，当电容C2电压(也即启动电路的输出正端提供给控制IC的供电端Vcc的电压)升至稳压二极管D2的稳压值减去晶体管Q1的基极与发射极导通压降时，供电端Vcc电压将稳定不再增加，控制电路开始工作，芯片控制功率级电路工作，辅助绕组电压开始升高，当辅助绕组电压高于启动电路输出电压时，产品进入稳态后，启动电路二极管D2反向偏置截止，晶体管Q1也因此关断。但是产品进入稳态后启动电阻R1与稳压二极管D1还是连接在输入电源上，会继续产生损耗，为了确保低压输入时启动电流足够，电阻R1通常选的比较小。但是在高压输入时，由于电阻R1两端的电压上升，流过电阻R1和稳压二极管D2的电流随之增大，导致电阻R1和稳压二极管D2产生很大的损耗。综上所述，目前行业内启动电路的应用局限在：为了满足最低输入电压的启动电流，偏置电阻一般取小阻值。但启动电路的稳态损耗和输入电源范围相关，当电源输入电压从低升高时，启动电路的电流也随之升高，损耗也随之升高，即输入电压不相同时，启动电路的损耗也不相同，使得启动电路设计越加困难，并限制了输入电压范围继续变宽的发展改善。而现有相关解决措施均为增加启动电路的控制电路，器件数量增多，电源成本大幅上涨。
技术实现思路
鉴于上述电路所存在的技术缺陷，本专利技术提出一种结构简单的启动电路，可以解决输入电压范围较宽时，启动电路的损耗随输入电压变化的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种启动电路，由开关单元、稳压单元和关断保持单元组成，开关单元是耗尽型MOS管，关断保持单元由单一阻抗器件构成，其具体连接关系是，开关单元的导通电流流入端作为启动电路的输入端，用于与输入电源正端连接，开关单元的导通电流流出端引出作为启动电路的输出电源正端，开关单元的控制端连接稳压单元的输入端，稳压单元的输出端接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端；关断保持单元的一端与开关单元的控制端连接，关断保持单元的另一端分别连接开关单元的导通电流流出端及稳态供电支路的供电端；在启动初始阶段，开关单元处于自然开通状态；在启动稳定后，开关单元处于关断状态，并由稳态供电支路提供的电流在关断保持单元上产生的电压来实现开关单元的关断状态的保持。优选的，所述开关单元是N沟道耗尽型MOS管，MOS管的漏极作为启动电路的输入端，用于与输入电源正端连接；MOS管的源极引出作为启动电路的输出电源正端；MOS管的栅极连接稳压单元的输入端。优选的，所述稳压单元由稳压二极管D1组成，稳压二极管D1的阴极分别连接开关单元的控制端及关断保持单元的一端，稳压二极管D1的阳极接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端。优选的，所述稳压单元由稳压二极管D2和电阻R22、电阻R23组成，稳压二极管D2为TL431，其中，稳压二极管D1的阴极分别连接开关单元的控制端、电阻R22的一端及关断保持单元的一端，稳压二极管D2的控制端分别连接电阻R22的另一端及电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接稳压二极管D2的阳极，稳压二极管D2的阳极还连接输入电源负端-Vin，并引出作为启动电路的输出电源负端，输出电源负端用于连接控制IC的接地端GND。优选的，所述关断保持单元由电阻R10构成,电阻R10的一端与开关单元的控制端连接，电阻R10的另一端分别连接开关单元的导通电流流出端及稳态供电支路的供电端。本专利技术还提供一种启动电路，由MOS管N1、稳压二极管D1和关断保持单元组成，MOS管N1为耗尽型MOS管，MOS管N1的漏极作为启动电路的输入端，用于与输入电源正端连接；MOS管N1的源极引出作为启动电路的输出电源正端；MOS管N1的栅极连接稳压二极管D1的阴极，稳压二极管D1的阳极接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端；关断保持单元由电阻R10构成，电阻R10的一端与MOS管N1的栅极连接，电阻R10的另一端分别连接MOS管N1的源极及稳态供电支路的供电端；在启动初始阶段，MOS管N1处于自然开通状态；在启动稳定后，MOS管N1关断，并由稳态供电支路提供的电流在电阻R10上产生的电压来实现MOS管N1的关断状态的保持。优选的，还包括增设在MOS管N1漏极前端的电阻R20，电阻R20的一端作为启动电路的输入端，用于与输入电源正端连接；电阻R20的另一端与MOS管N1的漏极连接。优选的，所述启动电路，还包括增设在输出电压正端与输出电压负端之间的电容C10。优选的，所述稳态供电支路，是由开关电源的辅助绕组所提供的供电支路。本专利技术所提供的一种启动电路，包括输入电源正(+Vin)、输出电源正(VCC)和电源公共地(-Vin)，包括三端口网络N1(端口标注为1、2、3)、二端口网络D1(端口标注为1、2)、二端口网络R1。三端口网络N1的端口2连接输入电源正，三端口网络N1的端口3连接输出电源正，三端口网络N1的端口1连接二端口网络D1的端口1和二端口网络R1的一端，二端口网络D1的另一端口2连接电源公共地，二端口网络R1的另一端口连接输出电源正，输出电源正连接控制电路(或控制IC)的供电端VCC，电源公共地连接控制电路(或控制IC)的GND。三端口网络N1的端口1和3的电压为0时，三端口网络N1的2和3之间的电阻很小；三端口网络N1的端口1和3之间的电压小于0时，三端口网络N1的端口2和3之间的电阻很大。二端口网络D1具有保持加在二端口网络D1上的电压在某个固定值的能力，其电阻随端口电压变化。二端口网络R1具有通过电流在其端口会产生电压的能力。与现有技术相比，本专利技术的启动电路具有如下的有益效果：本专利技术的启动电路，仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种启动电路，其特征在于：由开关单元、稳压单元和关断保持单元组成，开关单元是耗尽型MOS管，关断保持单元由单一阻抗器件构成，其具体连接关系是，开关单元的导通电流流入端作为启动电路的输入端；开关单元的导通电流流出端引出作为启动电路的输出电源正端；开关单元的控制端连接稳压单元的输入端，稳压单元的输出端接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端；关断保持单元的一端与开关单元的控制端连接，关断保持单元的另一端分别连接开关单元的导通电流流出端及稳态供电支路的供电端；在启动初始阶段，开关单元处于自然开通状态；在启动稳定后，开关单元处于关断状态，并由稳态供电支路提供的电流在关断保持单元上产生的电压来实现开关单元的关断状态的保持。

【技术特征摘要】
1.一种启动电路，其特征在于：由开关单元、稳压单元和关断保持单元组成，开关单元是耗尽型MOS管，关断保持单元由单一阻抗器件构成，其具体连接关系是，开关单元的导通电流流入端作为启动电路的输入端；开关单元的导通电流流出端引出作为启动电路的输出电源正端；开关单元的控制端连接稳压单元的输入端，稳压单元的输出端接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端；关断保持单元的一端与开关单元的控制端连接，关断保持单元的另一端分别连接开关单元的导通电流流出端及稳态供电支路的供电端；在启动初始阶段，开关单元处于自然开通状态；在启动稳定后，开关单元处于关断状态，并由稳态供电支路提供的电流在关断保持单元上产生的电压来实现开关单元的关断状态的保持。2.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于：所述开关单元是N沟道耗尽型MOS管，MOS管的漏极作为启动电路的输入端；MOS管的源极引出作为启动电路的输出电源正端；MOS管的栅极连接稳压单元的输入端。3.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于：所述稳压单元由稳压二极管D1组成，稳压二极管D1的阴极分别连接开关单元的控制端及关断保持单元的一端，稳压二极管D1的阳极接输入电源负端，并引出作为启动电路的输出电源负端。4.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于：所述稳压单元由稳压二极管D2和电阻R22、电阻R23组成，稳压二极管D2为TL431，其中，稳压二极管D1的阴极分别连接开关单元的控制端、电阻R22的一端及关断保持单元的一端，稳压二极管D2的控制端分别连接电阻R22的另一端及电阻R23的一端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：康博，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44