一种驱动MOS管的开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种驱动MOS管的开关电源，包括：变压器、与所述变压器连接的MOS主开关管、控制所述MOS主开关管开启和闭合的控制器以及启动电阻；所述启动电阻的输入端连接输入电压；所述启动电阻的输出端与所述MOS主开关管的栅极连接；其中，所述开关电源启动时，在限流模块的控制下，所述MOS主开关管导通进而提供启动电流，所述启动电流通过所述控制器内部电路后为所述开关电源的启动电容充电；启动完成后，通过所述控制器内部电路输出控制信号控制所述MOS主开关管的开关状态。所述开关电源在启动时，其MOS主开关管受控导通，提供启动电流，通过设置其控制器内部电路控制所述启动电路为一个合适的较大的值，加快了启动速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路制造
，更具体地说，涉及一种驱动MOS管的开关电源。
技术介绍
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制控制MOSFET等电子器件构成。开关电源产品以其体积小、重量轻、电能转换效率高等特点 而被广泛应用于工业自动化、仪器仪表、医疗设备、液晶显示、通讯设备、视听产品、数码产品等诸多领域。驱动MOS管的开关电源(以MOS管为主开关管进行恒定输出的开关电源)是现如今常用的一种开关电源。参考图1，图I是现有技术中一种常见的驱动MOS管的开关电源的电路图，输入电压Vin直接通过启动电阻Rst为原边控制器Ul的VCC端连接的启动电容C2充电，当启动电容C2两端的电压达到原边控制器Ul的开启电压VCC_0N时，原边控制器Ul开始正常工作，通过OUT端输出开关控制信号驱动控制外部MOS主开关管Q1。其中，CS端连接所述MOS主开关管Ql源极。开关电源控制器的启动时间是衡量开关电源性能的一个重要参数。图I中，Ul的启动时间为 (VCC ON'/ = -/i.s7x('2xln i— - I Vin J为了缩短启动时间,通过单纯的减小启动电阻或者VCC电容都是不可取的。启动电阻Rst上的功耗为「 ^ (Fm-VCC)2I isr =- /M由于启动电阻Rst上的功耗会一直存在，通过上式可知，如果减小启动电阻Rst，会增加系统正常工作时的待机功耗。而减小启动电容C2会使得VCC端电压变化增大，原边控制器容易进入UVL0，将会影响开关电源的正常工作。其中，UVLO又称低压锁定，即当供电电压低于集成电路的开启门限电压时的一种保护模式，可保证所述原边控制器在供电电压不足时不致于被损坏。因此，如何在不影响所述开关电源其他特性的前提下(不增加其功耗、避免开关电源进入UVL0)缩短开关电源的启动时间，提高开关电源的启动速度是驱动MOS管开关电源研发领域一个亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种驱动MOS管的开关电源，该开关电源在保证其他特性的前提下有效缩短了开关电源的启动时间，提高了启动速度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种驱动MOS管的开关电源，该开关电源包括变压器、与所述变压器连接的MOS主开关管、控制所述MOS主开关管开启和闭合的控制器以及启动电阻；所述启动电阻的输入端连接输入电压；所述启动电阻的输出端与所述MOS主开关管的栅极连接；其中，所述开关电源启动时，在限流模块的控制下，所述MOS主开关管导通进而提供启动电流，所述启动电流通过所述控制器内部电路后为所述开关电源的启动电容充电；启动完成后，通过所述控制器内部电路输出控制信号控制所述MOS主开关管的开关状态。优选的，上述开关电源中，所述控制器为原边控制器，其端口包括VCC端、OUT端、SR端、VCS端以及GND端；其中，OUT端与所述MOS主开关管的栅极连接，SR端与所述MOS主开关管的源极连接；GND端接地并通过调节电阻与VCS端连接；在开关电源启动时，对OUT端电压进行钳位，OUT端和VCC端均与GND断路，SR端与VCS端断路，通过SR端、VCC端为外部启动电容充电；启动完成后，SR端和VCC端断路，SR端与VCS端导通，通过OUT端输出控制信号控制所述MOS主开关管的开关状态。优选的，上述开关电源中，所述原边控制器的内部电路包括启动电路、控制信号输出电路；其中，所述启动电路在所述开关电源启动时，在对OUT端电压进行钳位的条件下，所述启动电路使所述MOS主开关管提供的电流依次通过SR端、限流模块、VCC端对所述开关电源的启动电容充电；所述控制信号输出电路在所述开关电源启动完成后，通过所述OUT端输出控制信号控制所述MOS主开关管的开关状态。优选的，上述开关电源中，所述启动电路通过一个反向截止二极管经过VCC端后与所述启动电容连接，所述反向二极管用以在电路启动后控制所述启动电路和控制信号输出电路断路，使所述启动电路在所述开关电源启动后对所述控制信号输出电路不起作用。 优选的，上述开关电源中，所述原边控制器通过第一开关连通SR端与VCS端，所述第一开关用以控制SR端与VCS端之间以及VCC端与VCS端之间的电路处于导通或是断路。优选的，上述开关电源中，所述第一开关为MOS管。优选的，上述开关电源中，在所述开关电源启动时，通过第二开关控制OUT端与VCC端断路。优选的，上述开关电源中，所述第二开关为NPN型三极管。优选的，上述开关电源中，在所述开关电源启动时，通过第三开关控制OUT端与GND端通路断开。优选的，上述开关电源中，所述第三开关为MOS管。优选的，上述开关电源中，所述限流模块包括限流元件，所述限流元件用于限制所述MOS主开关管的电流；钳位元件，所述钳位元件用于对OUT端电压进行钳位；其中，所述限流元件与所述钳位元件相互耦合连接或者是分离设置。 优选的，上述开关电源中，所述限流元件为电阻元件或电感元件。优选的，上述开关电源中，所述限流元件与所述钳位元件相互耦合连接时，所述钳位元件包括正输出端与所述OUT端连接的受电压控制的第一电流源；输出端与所述第一电流源的负输入端连接的第一电压源；其中，串联后的第一电流源和的第一电压源与所述限流元件并联后通过所述反向二极管连接VCC端。优选的，上述开关电源中，所述限流元件与所述钳位元件相互耦合连接时，所述钳位元件包括PMOS管、MOS管镜像电流源；其中，所述MOS管镜像电流源输出端连接OUT端，其输入端连接所述PMOS管漏极；所述PMOS管栅极和源极并联在所述限流元件两端。优选的，上述开关电源中，所述限流元件与所述钳位元件相互耦合连接时，所述钳位元件为匪OS管，所述NMOS管漏极与OUT端连接，其栅极和源极并联在所述限流元件两端。优选的，上述开关电源中，所述限流元件与所述钳位元件相互耦合连接时，所述钳位元件为稳压管，所述稳压管输入端连接与所述反向截止二极管与所述限流元件之间，其输出端连接OUT端。优选的，上述开关电源中，所述限流元件与所述钳位元件分离设置时，所述钳位元件为设置在OUT端以及GND端之间的稳压管。从上述技术方案可以看出，本专利技术所提供的驱动MOS管的开关电源，包括变压器、与变压器连接的MOS主开关管、控制所述MOS主开关管开启和闭合的控制器、以及启动电阻，其特征在于，所述启动电阻的输入端连接输入电压；所述启动电阻的输出端与所述MOS主开关管的栅极连接；其中，所述开关电源启动时，在限流模块的控制下，所述MOS主开关管导通进而提供启动电流，所述启动电流通过所述控制器内部电路后为所述开关电源的启动电容充电；启动完成后通过所述控制器内部电路输出控制信号控制所述MOS主开关管的开关状态。由本专利技术技术方案可知，所述开关电源在进行启动时，在所述限流模块的控制下，所述MOS主开关管受控导通并提供启动电流，通过所述控制器内部电路后为所述开关电源的启动电容充电。所述启动电流的大小由芯片内部电路设定为一个较大的合适的电流值，相对于现有技术中直接通过所述启动电阻为所述启动电容充电，本专利技术技术方案启动电流经过所述开关电源的主边电感Lm、所述MOS主开关管，然后通过其控制器内部电路，并通过所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗东旭，方邵华，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：