高压启动开关和检测晶体管复用电路及应用该电路的开关电源制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压启动开关及检测晶体管（SenseFET）复用电路，可应用于开关电源等，其通过高压启动开关完成启动并在启动后能够关闭启动开关避免启动电路损耗。同时，启动后高压启动开关自动充当SenseFET，完成开关电源变压器主边限流检测功能。此外，本实用新型专利技术还提供一种应用上述高压启动开关及SenseFET复用电路的开关电源，该电源能较好的抑制启动电路损耗问题并且节省Vs脚位成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高压启动开关和检测晶体管(SENSEFET)复用电路及应用该电路的开关电源。
技术介绍
广泛应用于消费类电子产品上的开关电源转换器通常包括两种形式交流转直流 (AC-DC)和直流到直流(DC-DC)。传统开关模电源转换器中的启动器多为电阻。电源上电启动后，启动电阻存在较大的功率损耗，对电源效率在轻载或待机状态影响较大。此外，传统开关电源转换器开关电流检测均采用外接限流电阻，既增加了功耗也增加了脚位成本。为解决上述问题，需要提供新技术来完成开关电源启动和变压器主边限流检测。传统启动方法主要使用电阻启动，如图1所示，图1描绘了一种基于传统启动技术的电源转换器10。一控制电路20藕接于一回授单元15，以产生一开关信号VSW，该开关信号调节电源转换器10的输出信号V0，该回授单元15藕接于电源转换器10的输出，以产生一回授信号VFB。其中该开关信号VSW是依照回授信号VFB而变化。一变压器TRl的一开关电流IS经由捡流电阻器RS被转换成电压信号VS。该信号VS被控制电路20接受且据此产生开关信号VSW。开关信号VSW依据控制电路20内部UVLO电路进行启动。图中，控制电路 20含有一个UVLO电路。该UVLO电路藕接至VCC，依据VCC脚位电压Vcc用以产生一内部电路供电信号VBIAS。VBAIS为内部其他电路提供供电电源，用以启动电路20进行正常工作。 脚位VCC藕接至电容器Cra，用以对VCC脚位供电。此外，脚位VCC藕接至启动电阻&τ，启动电阻Rst藕接至输入电源Vin，用以在初始上电期间对电容器Cvee充电。在充电期间，当Cvcc 上电位上升至一预设电位Vccon后，UVLO电路响应VCC脚位产生VBIAS，电路20完全启动工作，启动周期结束。对从以上分析来看，启动电阻1^在启动周期结束后仍旧有电流流过， 然而传统开关电源启动电阻般约为1ΜΩ，则其最大功耗为PSTO=380V2/lMQ=144mW。 因此，传统启动器对轻载效率影响很大，不容易通过国际能效规范(比如美国能源之星)。此外，Vs外部脚位增加了 IC成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种高压启动开关及检测晶体管(SenseFET) 复用电路，可应用于开关电源等，通过高压启动开关完成启动并在启动后能够关闭启动开关避免启动电路损耗。同时，启动后高压启动开关自动充当knseFET，完成开关电源变压器主边限流检测功能。本技术的高压启动开关和检测晶体管复用电路，包括开关信号(Vsw)输入端、启动电流输入端(VST)、开关电流输入端(DRAIN)、欠压锁定输入端(UVL0)、供电输入端 (VCC)以及检流端(Vs)，其特征在于，还包括一功率管，其栅极与所述开关信号输入端连接，漏极与所述开关电流输入端连接，源极接地；一高压开关管，其栅极与所述启动电流输入端连接，漏极与所述功率管的漏极连接；一第一二极管，其阳极与所述开关信号输入端连接，阴极与所述高压开关管的栅极连接；一第一晶体管，其集电极经一第一电阻与所述高压开关管的栅极连接，基极经一第二电阻与所述欠压锁定输入端连接，发射极接地；一嵌位稳压管，其阳极接地，阴极与所述高压开关管的栅极连接；一恒流器，其包括第一输出端与所述高压开关管的栅极连接，第二输出端经一第二二极管与所述供电输入端连接，以及第一输入端与所述的检流端连接；以及一第二晶体管，其集电极经一第三电阻与所述的检流端连接，基极经一第四电阻与所述的欠压锁定输入端连接，发射极接地。在本技术一实施例中，所述的恒流器由一第三晶体管、一电容、一第五电阻和第六电阻组成，所述的第三晶体管的集电极与所述高压开关管的栅极连接，所述第三晶体管的发射极、所述电容的第一端以及第六电阻的第一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第三晶体管的基极与所述电容的第二端和第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述检流端连接，所述第六电阻的第二端与所述检流端连接。在本技术一实施例中，所述的高压启动开关和检测晶体管复用电路集成于一集成块中。本技术的另一目的是提供一种应用上述高压启动开关及knseFET复用电路的开关电源，该电源能较好的抑制启动电路损耗问题并且节省Vs脚位成本。该目的采用以下方案实现一种应用上述的高压启动开关和检测晶体管复用电路的开关电源，其特征在于包括变压器和一控制电路，其特征在于所述控制电路藕接一设于变压器输出端的回授单元，所述的控制电路包含所述复用电路和一 PWM控制器；所述变压器初级的第一端经一电阻与所述复用电路的启动电流输入端连接，所述变压器初级的第二端与所述复用电路的开关电流输入端连接；所述PWM控制器的输出端藕接于所述复用电路。在本技术一实施例中，所述复用电路和PWM控制器集成于一集成块中。本技术采用高压启动开关及SenseFET复用电路实现开关电源上电启动性能不变前提下，大大降低启动电路在开关电源启动完成后的损耗，同时能够完成开关电源变压器主边限流检测而不需要增加外部Vs脚位。此电路可设计成集成电路，成本低，具有较好的市场价值。附图说明图1是基于传统启动电路和变压器主边限流检测的电源转换器。图2是本技术高压启动开关及检测晶体管复用电路的电路连接示意图。图3是本技术一实施例的高压启动开关及检测晶体管复用电路的电路连接示意图。图4是基于一种高压启动开关及knseFET复用电路的电源转换器的电路原理示意框图。主要组件符号说明SenseFET 检测晶体管20、300:控制电路Q1、Q2、Q3、Q4 晶体管TRl 变压器D1、D2、D3: 二极管Zl 稳压管Ml 高压开关管M2 功率管15、104:回授单元Rs, R1^R2, R4, R5, R6, R7, Rst 电阻器Cl、C2、Cvcc 电容器1000 一种高压启动开关及knseFET复用电路2000 PWM 控制器FB:回授端VCC:供电电压输入端Vcc 供电电压Sff 切换输出端VFB:回授电压Vin 输入电压VQ:输出电压Vs 检流电压Is:切换电流Ivst 输入电流Uin 输入电压Vsw 开关信号。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术做进一步说明。如图2所示，本技术提供一种高压启动开关和检测晶体管复用电路，包括开关信号Vsw输入端、启动电流输入端VST、开关电流输入端DRAIN、欠压锁定输入端UVL0、供电输入端(VCC)以及检流端Vs，其特征在于，还包括一功率管M2，其栅极与所述开关信号输入端连接，漏极与所述开关电流输入端连接，源极接地；一高压开关管M1，其栅极与所述启动电流输入端连接，漏极与所述功率管M2的漏极连接；一第一二极管D3，其阳极与所述开关信号输入端连接，阴极与所述高压开关管Ml的栅极连接；一第一晶体管Q3，其集电极经一第一电阻R7与所述高压开关管Ml的栅极连接，基极经一第二电阻R4与所述欠压锁定输入端，发射极接地；一嵌位稳压管Z1，其阳极接地，阴极与所述高压开关管Ml的栅极连接； 一恒流器，其包括第一输出端与所述高压开关管Ml的栅极连接，第二输出端经一第二二极管D2与所述供电输入端连接，以及第一输入端与所述的检流端连接；以及一第二晶体管 Q4，其集电极经一第三电阻R6与所述的检流端连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高压启动开关和检测晶体管复用电路，包括开关信号（ＶＳＷ）输入端、启动电流输入端（ＶＳＴ）、开关电流输入端（ＤＲＡＩＮ）、欠压锁定输入端（ＵＶＬＯ）、供电输入端（ＶＣＣ）以及检流端（ＶＳ），其特征在于，还包括：一功率管，其栅极与所述开关信号输入端连接，漏极与所述开关电流输入端连接，源极接地；一高压开关管，其栅极与所述启动电流输入端连接，漏极与所述功率管的漏极连接；一第一二极管，其阳极与所述开关信号输入端连接，阴极与所述高压开关管的栅极连接；一第一晶体管，其集电极经一第一电阻与所述高压开关管的栅极连接，基极经一第二电阻与所述欠压锁定输入端连接，发射极接地；一嵌位稳压管，其阳极接地，阴极与所述高压开关管的栅极连接；一恒流器，其包括：第一输出端与所述高压开关管的栅极连接，第二输出端经一第二二极管与所述供电输入端连接，以及第一输入端与所述的检流端连接；以及一第二晶体管，其集电极经一第三电阻与所述的检流端连接，基极经一第四电阻与所述的欠压锁定输入端连接，发射极接地。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高耿辉，李铎，王利，
申请(专利权)人：大连连顺电子有限公司，友顺科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：91