一种高压启动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压启动电路，可以直接从输入电压取电，用于给控制器供电端外接的启动电容充电，以启动控制器。本实用新型专利技术的高压启动电路可以提供mA级的启动电容充电电流，完成控制器的快速启动，并兼具自关断功能，无需额外的逻辑控制的启动，既可关断高压启动电路，不产生额外的功耗。

A high voltage starting circuit

The utility model discloses a high-voltage starting circuit, which can take power directly from the input voltage, and is used for charging the starting capacitor external to the power supply end of the controller to start the controller. The high-voltage starting circuit of the utility model can provide a Ma level starting capacitor charging current, complete the quick start of the controller, and have the self closing function, without the need for the start of additional logic control, which can turn off the high-voltage starting circuit without additional power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种高压启动电路
本技术涉及开关电源，特别涉及开关电源的高压启动电路。
技术介绍
在开关电源领域，开关电源都会设置启动电路，以便在电源上电时启动控制芯片，驱动变压器转换电压，实现电源的正常工作，控制芯片供电一般来自辅助绕组，但在电源刚启动时，副边输出未建立，辅助绕组电压较低，无法给控制芯片供电。所以电源刚启动时，控制芯片从输入取电，如图1所示，展示了传统的电源启动电路，通过大电阻RST(通常为兆欧量级)接到电源输入电压VIN和启动电容C3之间，来提供一个电流对电容C3充电以完成控制芯片的启动。传统的启动电路可以满足启动要求，但也存在一些问题，如，通过电阻RST给启动电容C3充电的电流较小，现按照一般情况给出以下参数：取输入电压VIN为311V(市电整流后的最大电压)，取电阻RST为2MΩ，经过电阻RST给电阻充电的电流约为150uA，取电容C3为1uF，则通过计算得到电容C3的电压从0V充电至到15V所需的时间约为0.1s，可见电阻RST的充电电流较小，控制器启动所需时间较长；并且在电源启机完成之后，副边电压建立后，控制器耗电由辅助绕组提供，即图1中的辅助绕组NA通过二极管DA给启动电容C3和控制器供电，但电阻RST上仍有电流，这会造成不必要的功耗浪费。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题1、在控制器完成启动后，关闭启动电路，节省功耗；2、提供mA级别的充电电流，完成控制器的快速启动；3、易于集成，不耗费较大控制器面积。(二)技术方案针对上述技术问题，本技术公开一种高压启动电路，用以在启动时提供电流给控制器的供电端VDD及启动电容C3，其包括：包括晶体管ND1、电阻R1和电阻R2、NMOS管NM1和NMOS管NM2、PMOS管PM1、钳位电路110、调整电路120；钳位电路110用于PMOS管PM1的栅极电压钳位；调整电路120用于供电端VDD的电压的调整；钳位电路110的输出端连接调整电路120的控制端，调整电路120的输入端连接电路调节电压LV节点，调整电路120的输出端连接供电端VDD；电源启机时，控制器尚未启动，供电端VDD的电压为0V，钳位电路110截止、调整电路120导通，晶体管自然导通，高压启动电路开启，用以让输入电压通过晶体管ND1、调整电路120形成的电流通路为启动电容C3提供充电电流，使得供电端VDD的电压快速增大直至控制器启动；控制器完成启动后，当调节电压LV节点电压高于电流镜工作阈值，钳位电路110导通，PMOS管PM1导通，用以通过PMOS管、NMOS管NM1、NMOS管NM2、电阻R1形成的电流通路为电阻R1提供电流，使晶体管ND1的栅源极电压达到其的关断阈值，进而关断晶体管ND1，关闭高压启动电路。优选地，电源启机过程中，若辅助绕组供电较低，控制器耗电将拉低供电端VDD及调节电压LV节点电压，调节电压LV节点电压低于电流镜工作阈值时，通过导通晶体管ND1使高压启动电路重新开启，调整电路工作，用以让输入电压通过晶体管ND1、调整电路形成的电流通路为启动电容C3提供充电电流，直至供电端VDD的电压增加至稳定，当调节电压LV节点电压再次达到电流镜工作阈值时，关断晶体管ND1，使高压启动电路关闭，节省功耗。其中，优选地，所述电流镜工作阈值为PMOS管PM1的导通阈值电压绝对值与钳位电路的输出钳位电压之和。优选地，所述晶体管ND1选用高压结型场效应晶体管，或是选用耗尽型场效应晶体管，用于控制由电源输入电压产生的启动电流的通断，其漏极直接与电源输入电压连接，构成高压启动电路输入电压HV节点，其源极和PMOS管PM1的源极相连，构成调节电压LV节点，晶体管ND1栅极与源极之间接入电阻R1。优选地，所述所述PMOS管PM1的源极连接调节电压节点LV，其栅极还通过电阻R2连接至调节电压LV节点，其漏极连接NMOS管NM1漏极。优选地，NMOS管NM1和NM2构成比例电流镜，NMOS管NM2镜像NMOS管NM1的电流，NMOS管NM1的漏极连接其栅极、PMOS管PM1的漏极、NMOS管NM2的栅极，NMOS管NM1的源极与NMOS管NM2的源极同时接地，NMOS管NM2的漏极连接晶体管ND1栅极。优选地，作为钳位电路110的一种具体实施方式，所述钳位电路110，包括齐纳管DZ1、齐纳管DZ2和NMOS管NM3，齐纳管DZ1的阴极和PMOS管PM1的栅极连接，齐纳管DZ1的阳极与齐纳管DZ2的阴极相连，齐纳管DZ2的阳极与NMOS管NM3的栅极和漏极连接，NMOS管NM3的源极接地。优选地，作为钳位电路110的另一种具体实施方式，所述钳位电路110，包括齐纳管DZ1、齐纳管DZ2和电阻R3，齐纳管DZ1的阴极和PMOS管PM1的栅极连接，齐纳管DZ1的阳极与齐纳管DZ2的阴极相连，齐纳管DZ2的阳极与电阻R3一端连接，电阻R3另一端接地。优选地，作为调整电路120的一种具体的实施方式，所述调整电路120，包括NMOS管NM4，NMOS管NM4的漏极作为调整电路的输入端，NMOS管NM4的栅极作为调整电路的控制端，NMOS管NM4的源极作为调整电路120的输出端。除额外说明外，本技术中出现的晶体管或MOS管的衬底均与其各自的源极相连接，上文及下文不再赘述。以上对本技术的方法和电路各技术方案及技术特征的原理、作用等进行了分析，现将本技术的有益效果总结如下：1、高压启动电路只有在控制器的启动过程中消耗能量，控制器启动后关闭高压启动电路，减小损耗；2、高压启动电路结构简单，其关断过程由启动电路的反馈完成，不需要额外的控制逻辑；3、当供电端VDD断路时，能够限制供电端VDD的电压，避免控制器过压损坏；4、电源启机时，控制器启动电路可以为VDD启动电容提供mA级的充电电流，有益于控制器的快速启动。附图说明图1为传统的电源启动电路的电路示意图；图2为本技术实施例1的高压启动电路的结构示意图；图3为本技术实施例1的高压启动电路的详细电路示意图；图4为本技术实施例2的高压启动电路的详细电路示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1图2所示为本技术实施例1的高压启动电路100的结构示意图，其与整流桥10整流后的直流高压输入电压连接，以控制启动电路的通断和启动电流大小，完成控制器20的高压启动。高压启动电路100包括晶体管ND1、电阻R1和电阻R2、NMOS管NM1和NMOS管NM2、PMOS管PM1、钳位电路110、调整电路120。其中钳位电路110实现电压钳位功能，用于PMOS管PM1的栅极电压钳位；调整电路120用于供电端VDD的电压的调整；钳位电路110输出端连接调整电路120控制端，调整电路120的输入端连接电路调节电压LV节点，调整电路120的输出端连接；在电源启机时，控制器尚未启动，其供电端VDD的电压为0V，调节电压LV节点的电压低于电流镜工作阈值，钳位电路110处于截止状态，流经电阻R2的电流较小，PMOS管PM1的栅极电压不能被钳位电路110钳位，PMOS管PM1的栅极和源极电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压启动电路，用以在启动时提供电流给控制器的供电端VDD及启动电容C3，其特征在于：包括晶体管ND1、电阻R1和电阻R2、NMOS管NM1和NMOS管NM2、PMOS管PM1、钳位电路、调整电路；钳位电路用于PMOS管PM1的栅极电压钳位；调整电路用于供电端VDD的电压的调整；钳位电路的输出端连接调整电路的控制端，调整电路的输入端连接电路调节电压LV节点，调整电路的输出端连接供电端VDD；电源启机时，控制器尚未启动，供电端VDD的电压为0V，钳位电路截止、调整电路导通，晶体管自然导通，高压启动电路开启，用以让输入电压通过晶体管ND1、调整电路形成的电流通路为启动电容C3提供充电电流，使得供电端VDD的电压快速增大直至控制器启动；控制器完成启动后，当调节电压LV节点电压高于电流镜工作阈值，钳位电路导通，PMOS管PM1导通，用以通过PMOS管、NMOS管NM1、NMOS管NM2、电阻R1形成的电流通路为电阻R1提供电流，使晶体管ND1栅源极电压达到其关断阈值，进而关断晶体管ND1，关闭高压启动电路。

【技术特征摘要】
1.一种高压启动电路，用以在启动时提供电流给控制器的供电端VDD及启动电容C3，其特征在于：包括晶体管ND1、电阻R1和电阻R2、NMOS管NM1和NMOS管NM2、PMOS管PM1、钳位电路、调整电路；钳位电路用于PMOS管PM1的栅极电压钳位；调整电路用于供电端VDD的电压的调整；钳位电路的输出端连接调整电路的控制端，调整电路的输入端连接电路调节电压LV节点，调整电路的输出端连接供电端VDD；电源启机时，控制器尚未启动，供电端VDD的电压为0V，钳位电路截止、调整电路导通，晶体管自然导通，高压启动电路开启，用以让输入电压通过晶体管ND1、调整电路形成的电流通路为启动电容C3提供充电电流，使得供电端VDD的电压快速增大直至控制器启动；控制器完成启动后，当调节电压LV节点电压高于电流镜工作阈值，钳位电路导通，PMOS管PM1导通，用以通过PMOS管、NMOS管NM1、NMOS管NM2、电阻R1形成的电流通路为电阻R1提供电流，使晶体管ND1栅源极电压达到其关断阈值，进而关断晶体管ND1，关闭高压启动电路。2.根据权利要求1所述的高压启动电路，其特征在于：电源启机过程中，若辅助绕组供电较低，控制器耗电将拉低供电端VDD及调节电压LV节点电压，调节电压LV节点电压低于电流镜工作阈值时，通过导通晶体管ND1使高压启动电路重新开启，调整电路工作，用以让输入电压通过晶体管ND1、调整电路形成的电流通路为启动电容C3提供充电电流，直至供电端VDD的电压增加至稳定，当调节电压LV节点电压再次达到电流镜工作阈值时，关断晶体管ND1，使高压启动电路关闭，节省功耗。3.根据权利要求1所述的高压启动电路，其特征在于：所述电流镜工作阈值为PMOS管PM1的导通阈值电压绝对值与钳位电路的输出钳位电压之和。4.根据权利要求1所述的高压启动电路，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：符威，刘洋，
申请(专利权)人：深圳南云微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44