低静态电流启动电路制造技术

本公开涉及低静态电流启动电路。开关模式电源包括：自举电路；控制电路；以及辅助绕组，其耦接至自举电路并且被配置成在电源的启动之后向控制电路供应电力。自举电路被配置成在启动期间向控制电路供应电力并且包括隔离电路以限制在起动电容器与控制电路之间的电流流动，直到起动电容器被高压输入端充电至起动电压。在起动电容器的初始充电期间，控制电路没有提供电源的初始功能的电力。一旦起动电容器被充电至起动电压，隔离电路就会被激活，以允许在启动的剩余时间期间为控制电路供电的电流流动，直到辅助绕组能够为控制电路供电。直到辅助绕组能够为控制电路供电。直到辅助绕组能够为控制电路供电。

【技术实现步骤摘要】
低静态电流启动电路

技术介绍

[0001]电力系统通常在电源内具有启动电路——也称为自举电路，以为提供初始功能所需的低压控制电路系统提供起动电源并允许全电源启动的电力。当提供初始功能的低压控制电路系统简单、负载小和/或被配置成限制静态电流拉动时，这些启动电路可以非常简单。然而，当低压控制电路系统汲取大量静态电流时或者当控制电路系统在较大的负载下变得更加复杂时，这些启动电路可能很快变得非常复杂且实现起来成本高昂。

技术实现思路

[0002]为了解决对更复杂的低压控制电路系统的需求，本文中描述的解决方案包括高压开关模式电源内的自举电路(即，启动电路)。开关模式电源包括：控制电路；辅助绕组，其耦接至自举电路并且被配置成在电源的启动之后向控制电路供应电力。自举电路被配置成在启动时间段期间向控制电路供应电力，并且可以包括：耦接至高压输入端的起动电阻器；起动电容器，其串联耦接至起动电阻器并且被配置成在初始充电时间期间经由起动电阻器被高压输入端充电至起动电压。在起动电容器的初始充电期间，控制电路不通电(电流不流至控制电路)，并且电源不起动。自举电路还包括：耦接至控制电路的输出端；耦接至输出端的辅助电容器；以及耦接在起动电阻器与输出端之间且与辅助电容器并联的隔离电路。隔离电路被配置成限制a)控制电路与b)起动电阻器和起动电容器之间的电流流动，直到起动电容器被充电至起动电压。在起动电容器被充电至起动电压之后，隔离电路被配置成激活(即，允许电流流至辅助电容器和控制电路)。
[0003]实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个。在一些实施方式中，起动电容器和辅助电容器被配置和定尺寸成在初始充电之后的启动时间期间存储足够的电荷以为控制电路供电。
[0004]在一些实施方式中，起动电阻器可以具有确保初始充电时间小于十秒的电阻值。
[0005]在一些实施方式中，高压输入端具有例如在两百伏与一千两百伏之间的宽操作范围。
[0006]在一些实施方式中，隔离电路被配置成当起动电容器降至低于低压阈值时去激活，并且低压阈值被配置成在启动时间结束时低于起动电容器的电压，使得隔离电路不会去激活。
[0007]在一些实施方式中，隔离电路可以包括与辅助电容器并联的限压二极管，该限压二极管被配置成基于控制电路的操作电压规格激活以限制起动电容器电压。
[0008]在一些实施方式中，隔离电路可以包括：被配置成限定起动电压的二极管；主开关器件，其耦接在起动电容器与二极管之间并且被配置成在起动电容器被充电至起动电压时激活；以及被配置成在起动电压与低压阈值之间产生滞后的晶体管。主开关器件可以包括双极结型晶体管(“BJT”)。主开关器件可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(“MOSFET”)。
[0009]在一些实施方式中，隔离电路可以包括负载开关。负载开关的输入端可以耦接至
起动电容器，并且负载开关的输出端可以耦接至自举电路的输出端。隔离电路还可以包括：耦接在负载开关的快速输出放电端口与负载开关的使能端口之间的第一电阻器；以及耦接在负载开关的输入端与负载开关的使能端口之间的第二电阻器。第一电阻器和第二电阻器可以被配置成限定低压阈值，并且隔离电路可以被配置成在起动电容器电压低于低压阈值时去激活。低压阈值可以被配置成使得在启动时间结束时起动电容器的电压保持高于低压阈值。
[0010]在一些实施方式中，隔离电路可以包括线性调节器。线性调节器的输入端可以耦接至起动电容器，并且线性调节器的输出端可以耦接至自举电路的输出端。隔离电路可以包括耦接在线性调节器的输入端与线性调节器的使能端口之间的第一二极管，并且第一二极管可以被配置成限定起动电压。隔离电路还可以包括耦接在线性调节器的输入端与线性调节器的输出端之间的第二二极管。
[0011]一些实现方式包括一种用于配置开关模式电源(“SMPS”)的方法。该方法可以包括将SMPS配置成在初始充电时间期间将起动电容器充电至阈值充电电压。响应于起动电容器达到阈值充电电压，SMPS被配置成激活隔离电路以将起动电容器电耦接至辅助电容器以及一个或更多个控制电路。SMPS还可以被配置成在启动时间期间利用起动电容器对辅助电容器充电并且利用起动电容器为控制电路供电，直到辅助绕组开始向自举电路提供电力(即，启动完成)。
[0012]该方法的实现方式可以包括以下特征中的一个或更多个。在一些实施方式中，该方法可以包括将SMPS配置成在启动时间之后保持隔离电路的激活。
[0013]在一些实施方式中，SMPS被配置成使得初始充电时间小于十秒。
[0014]在一些实施方式中，SMPS被配置成当起动电容器电压降至低于低压阈值时去激活隔离电路以将起动电容器与辅助电容器和控制电路电隔离。低压阈值被配置成使得在启动时间结束时起动电容器电压保持高于低压阈值。
[0015]在一些实施方式中，隔离电路可以包括负载开关。该方法可以包括配置开关模式电源以基于控制电路负载使用限压二极管来限制起动电容器的电压。
附图说明
[0016]参照以下附图可以更好地理解本公开内容的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制。出于讨论一些实施方式的目的，一些部件或操作可能不被分成不同的块或者可能被组合成单个块。此外，在附图中，贯穿几个视图，相同的附图标记表示相应的部分。虽然结合这些附图描述了几个实施方式，但是本公开内容不限于本文中公开的实施方式。该技术可修正为各种修改和替选形式。本文中的公开内容和附图旨在提供对某些实施方式的描述，并且旨在涵盖所有替选方案、修改和等同物。
[0017]图1示出了根据一些实施方式的开关模式电源(“SMPS”)的简化示意图。
[0018]图2示出了根据一些实施方式的具有自举电路的附加细节的SMPS的简化示意图。
[0019]图3示出了根据一些实施方式的自举电路的进一步细节的简化示意图。
[0020]图4示出了根据一些实施方式的自举电路的进一步细节的简化示意图。
[0021]图5示出了根据一些实施方式的自举电路的进一步细节的简化示意图。
[0022]图6示出了根据一些实施方式的自举电路的进一步细节的简化示意图。
[0023]图7示出了根据一些实施方式的在SMPS的启动区间期间的电压值和电流值的曲线图。
[0024]图8示出了根据一些实施方式的用于配置SMPS的方法。
具体实施方式
[0025]以下描述及相关联的附图教导了本专利技术的最佳模式。出于教导专利技术原理的目的，可以简化或省略最佳模式的一些常规方面。所附权利要求指定了本专利技术的范围。注意，最佳模式的一些方面可能不落入如由权利要求所指定的本专利技术的范围内。因此，本领域技术人员将理解落入本专利技术的范围内的来自最佳模式的变型。本领域技术人员将理解，以下描述的特征可以以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。因此，本专利技术不限于以下描述的具体示例，而仅由权利要求及其等同物限制。
[0026]在许多利用高压电源的系统中，该高压电源包括开关模式电源，电源和系统都具有启动时段，在该启动时段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关模式电源，包括：一个或更多个控制电路；辅助绕组，其耦接至自举电路并且被配置成在所述开关模式电源的启动时间段之后向所述一个或更多个控制电路供应电力；以及所述自举电路，其被配置成在所述开关模式电源的启动时间段期间向所述一个或更多个控制电路供应电力，所述自举电路包括：耦接至高压输入端的起动电阻器；起动电容器，其串联耦接至所述起动电阻器并且被配置成在所述启动时间段的初始充电时间段期间经由所述起动电阻器被所述高压输入端充电至起动电压；耦接至所述一个或更多个控制电路的输出端；耦接在所述起动电阻器与所述输出端之间的隔离电路，其中，所述隔离电路：被配置成不活动以限制A)所述一个或更多个控制电路与B)所述起动电阻器和所述起动电容器之间的电流流动，直到所述起动电容器充电至所述起动电压，以及被配置成当所述起动电容器充电至所述起动电压时激活；以及与所述隔离电路并联地耦接至所述输出端的辅助电容器。2.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述起动电容器和所述辅助电容器被配置成在所述初始充电时间段之后的所述启动时间段期间存储足够的电荷以为所述一个或更多个控制电路供电。3.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述起动电阻器包括被配置成使得所述初始充电时间段小于十秒的电阻值。4.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述高压输入端的电压在两百伏与一千两百伏之间。5.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述隔离电路被配置成当所述起动电容器的电压低于低压阈值时去激活，并且所述低压阈值在所述启动时间段结束时低于所述起动电容器的电压。6.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述隔离电路还包括与所述辅助电容器并联的限压二极管，所述限压二极管被配置成基于所述一个或更多个控制电路的操作电压规格激活以限制所述起动电容器的电压。7.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述隔离电路包括：被配置成限定所述起动电压的二极管；主开关器件，其耦接在所述起动电容器与所述二极管之间并且被配置成当所述起动电容器充电至所述起动电压时激活；以及被配置成在所述起动电压与低压阈值之间产生滞后的晶体管。8.根据权利要求7所述的开关模式电源，其中，所述主开关器件包括双极结型晶体管(BJT)。9.根据权利要求7所述的开关模式电源，其中，所述主开关器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。10.根据权利要求1所述的开关模式电源，其中，所述隔离电路包括：负载开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：博拉，
申请(专利权)人：罗克韦尔自动化技术公司，
类型：发明
国别省市：