快速启动的电源转换电路制造技术

本发明专利技术揭露了一种电源转换电路，其包括：功率晶体管、系统控制器和为所述系统控制器提供电压的电容。在所述电压达到启动阈值前，所述系统控制器控制所述功率晶体管放大一电流以得到放大电流，并利用所述放大电流对所述电容进行充电，在所述电压达到启动阈值后，所述系统控制器控制所述功率晶体管接通或关断。这样，可以在启动电阻较大时实现快速启动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及领域电源管理领域，特别涉及一种快速启动的电源转换电路。
技术介绍
AC-DC电源转换器用于将交流电(Alternating Current, AC)转换为直流电 (Direct Current，DC)，其已经得到广泛的应用。于2010年2月10日公开的申请号为 200910085315. χ的专利申请公开了一种AC-DC电源转换器，如图1所示，所述AC-DC电源转 换器主要包括开关电路102、反馈电压采样电路104和环路控制器106，其中，开关电路102 包括隔离的主级电感Np和次级电感Ns，主级侧还包括开关SWp，次级侧还包括寄生电阻Rc、 二极管D3、电容C2和二极管D4 ；反馈电压采样电路104包括辅助级电感Na及两个分压电 阻Rf4和Rf5 ；环路控制器106控制主级侧开关SWp的导通和关闭。所述AC-DC电源转换 器还包括有串联在输入电压Vin和地之间的启动电阻Rst和电容Cvd，启动电阻Rst和电容 Cvd的中间节点与环路控制器106的连接端V相连。在应用时，需要将环路控制器106的连 接端V的电压提升到一定电压值后，所述AC-DC电源转换器才会正式启动进入工作状态。在AC-DC电源转换器应用中，随着技术发展，需要不断降低待机功耗。最新的巴塞 罗那会议上规定300毫瓦待机功耗为2星标准，30毫瓦以下待机功耗为5星级标准。而所 述启动电阻上消耗的功耗一直是待机功耗的重要组成部分。所述启动电阻消耗的功耗与其 电阻值呈反比，增加启动电阻的阻值有助于减小启动电阻上消耗的功耗，但是，同时也会减 小启动电流，导致启动时间变长，在一些应用中不利。通常，所述启动时间是指电容Cvd被充电至一定电压值的时间，所述启动时间可 以根据下式计算VinTch =RCAnC / )Vin - Kth其中R是启动电阻Rst的阻值，C为电容Cvd的电容值，Vin为输入电压值，Vth为 启动电压。在一个应用示例中，如果Vin电压的范围为100V至300V，电阻Rst为IOM欧姆，电 容Cvd为4. 7uF，Vth为5V，那么最小启动时间也为2. 4秒左右。许多应用中要求启动时间 小于1秒，甚至有些应用要求小于0. 1秒，进一步减小启动时间仍有必要。而此时，所述启 动电阻消耗的功耗大概为(Vin-Vth) 2/R ^ 3002/10M = 9毫瓦，这样的启动电阻功耗对很多 AC-DC来说已经是比较大了。因此，有必要提出一种功耗低启动快且功耗低的电源转换器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电源转换器，其功耗低且启动速度快。为了达到本专利技术的目的，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种电源转换电路， 其包括功率晶体管、系统控制器和为所述系统控制器提供电压的电容。在所述电压达到启动阈值前，所述系统控制器控制所述功率晶体管放大一电流以得到放大电流，并利用所述 放大电流对所述电容进行充电，在所述电压达到启动阈值后，所述系统控制器控制所述功 率晶体管接通或关断。进一步的，所述功率晶体管具有基极、集电极和发射极，所述电容的一端与所述系 统控制器的电源端相连，所述系统控制器包括有电压检测电路，其检测所述系统控制器的 电源端的电压，在所述电压从零开始到达到所述启动阈值前，接通所述功率晶体管的发射 极至所述电容的通路，所述功率晶体管放大其基极的电流以得到所述放大电流，在所述电 压达到启动阈值后，关断所述功率晶体管的发射极至所述电容的通路。更进一步的，所述系统控制器还包括有第一开关管和第二开关管，所述电压检测 电路具有第一输出端和第二输出端，所述第一开关管的一个连接端与所述功率晶体管的发 射极相连，另一连接端与所述电源端的一端相连，其控制端与所述电压检测电路的第一输 出端相连，所述第二开关管的一个连接端与所述功率晶体管的发射极相连，另一连接端与 所述电源端相连，其控制端与电压检测电路的第二输出端相连。再进一步的，所述电压检测电路在检测到所述电源端的电压低于第一阈值时，控 制所述第一输出端输出开启电平以导通所述第一开关管；在检测到所述电源端的电压高于 第一阈值低于所述启动阈值时，控制所述第一输出端输出截止电平以关断第一开关管，控 制所述第二输出端输出开启电平以导通第二开关管；在检测到所述电源端的电压高于所述 启动阈值时，控制所述第二输出端输出截止电平以关断第二开关管。再进一步的，所述电压检测电路包括检测电路、电流源和比较输出电路，所述检测 电路用于检测所述电流源是否产生有电流，在检测到有电流时使得所述第一输出端输出截 止电平，在检测到无电流时使得所述第一输出端输出开启电平，所述电流源将所述系统控 制器的电源端的电压作为电源，其在所述电源端的电压大于第一阈值时才开始启动以产生 电流，在所述电源端的电压小于所述第一阈值时不产生电流，所述比较输出电路将所述系 统控制器的电源端的电压作为电源，其基于所述电流源产生的电流的镜像电流将所述电源 端的电压与所述启动阈值进行比较，在所述电源端的电压低于所述启动阈值时使得所述第 二输出端输出开启电平，在所述电源端的电压高于所述启动阈值时使得所述第二输出端输 出截止电平。进一步的，所述系统控制器还包括有电荷泵和电流输出电路，所述电荷泵用于提 升所述系统控制器的电源端的电压以得到提升电压，所述电流输出电路以电荷泵输出的提 升电压为电源电压，输出一电流注入到所述功率晶体管的基极。进一步的，所述电源转换器还包括有变压器，所述变压器包括有主级侧线圈、次级 侧线圈和辅级侧线圈，所述功率晶体管接到所述主级侧线圈，所述主级侧线圈接一输入电 压，所述输入电压通过一启动电阻连接至所述功率晶体管的基极。进一步的，所述电源转换器还包括有变压器，所述变压器包括有主级侧线圈、次级 侧线圈和辅级侧线圈，所述功率晶体管接到所述主级侧线圈，所述主级侧线圈接一输入电 压，所述输入电压通过一启动电阻连接至所述系统控制器的电源端。与现有技术相比，本专利技术在电源转换器的启动过程中对启动电流进行放大，从而 在启动电阻的阻值较大时仍能够得到较大的充电电流，从而即能缩短启动时间，又能降低 启动电阻的功耗。附图说明结合参考附图及接下来的详细描述，本专利技术将更容易理解，其中同样的附图标记 对应同样的结构部件，其中图1为传统AC-DC电源转换器的电路示意图；图2为本专利技术中的电源转换器的一个实施例的电路示意图；图3为图2中的电源端Vc的电压信号的波形示意图；图4为图2中的电压检测电路的一个实施例的电路示意图；图5为图2中的电流输出电路的一个实施例的电路示意图；和图6为本专利技术中的电源转换器的另一个实施例中的电路示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本专利技术作进一步详细的说明。请参考图2所示，其示出了本专利技术中的电源转换器的一个实施例200的电路示意 图。所述电源转换器200包括变压器、控制器210、功率晶体管Q1、启动电阻Rl和电容Cl。 所述变压器包括有主级侧线圈Li、次级侧线圈和辅级侧线圈(图2未示出，可参考图1)，所 述辅级侧线圈的输出电压VA经过一二极管D2与所述控制器210的电源端Vc连接。所述 电容Cl的一端与所述电源端连接，另一端接地，所述电容Cl通过所述电源端Vc为所述控 制器21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源转换电路，其特征在于，其包括：功率晶体管、系统控制器和为所述系统控制器提供电压的电容，在所述电压达到启动阈值前，所述系统控制器控制所述功率晶体管放大一电流以得到放大电流，并利用所述放大电流对所述电容进行充电，在所述电压达到启动阈值后，所述系统控制器控制所述功率晶体管接通或关断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，杨晓东，
申请(专利权)人：无锡中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：32