一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源啟動(dòng)電路領(lǐng)域，具體地說是一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高供電獨(dú)立性和效率，開關(guān)電源的PffM控制芯片及其輔助的邏輯、檢測(cè)電路一般都是由輔助繞組進(jìn)行供電。電源剛上電時(shí)輔助繞組還沒有建立起電壓，為了使控制電路能首先上電工作，需要為其設(shè)計(jì)專門的啟動(dòng)電路，通過輸入電壓或母線電壓首先為控制電路供電，使其開始工作。待電源啟動(dòng)完成后，啟動(dòng)電路和輔助繞組共同為控制電路進(jìn)行供電。這樣，電源控制電路實(shí)際上有兩套供電電路:啟動(dòng)電路和輔助繞組供電電路。
[0003]—般，輔助繞組供電電路由電感繞組、整流二極管和濾波電容構(gòu)成，不含有功器件，本身?yè)p耗很小。但是，啟動(dòng)繞組為了達(dá)到限流目的，通常會(huì)串入啟動(dòng)電阻，這會(huì)損耗一定的能量。如果在開關(guān)電源啟動(dòng)完成、進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，啟動(dòng)電路仍然不斷給控制電路供電，啟動(dòng)電阻就會(huì)不斷消耗能量，增加了開關(guān)電源的損耗。尤其是在一些輸入電壓或母線電壓較高的小功率電源中，此損耗可達(dá)1W，是不可忽略的。因此，為了降低啟動(dòng)電路損耗、提高電源效率，設(shè)計(jì)一套可根據(jù)電源工作情況自動(dòng)切入、切出的低損啟動(dòng)電路是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路。通過在開關(guān)電源的啟動(dòng)電路中加入非線性光耦器件，利用光耦的可控開關(guān)特性，設(shè)計(jì)了一種可自行切除的低損啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了在電源啟動(dòng)過程中由啟動(dòng)電路進(jìn)行供電，待電源啟動(dòng)完成后，自動(dòng)切掉啟動(dòng)電路，由輔助繞組單獨(dú)進(jìn)行供電的供電方案。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，包括電壓輸入端、電壓輸出端、控制器和變壓器Tl，電壓輸入端與地之間并聯(lián)母線電容Cl，還包括啟動(dòng)電阻R1、非線性光耦U2、充電電容C2和開關(guān)管Ql ；
[0007]所述啟動(dòng)電阻Rl、非線性光耦U2和充電電容C2依次串接在電壓輸入端與地之間，非線性光耦U2的I腳與3腳之間并聯(lián)限流電阻R2，其2腳接地，3腳連接至控制器的VCC端，控制器通過驅(qū)動(dòng)端子A控制開關(guān)管Ql的通斷；
[0008]所述變壓器Tl具有初級(jí)繞組Np、輔助繞組Na和次級(jí)繞組Ns，初級(jí)繞組Np第一端與電壓輸入端相連，其第二端連接至開關(guān)管Ql，輔助繞組Na第一端接地，其第二端經(jīng)整流二極管D2連接至控制器的VCC端，次級(jí)繞組Ns的兩端連接至電壓輸出端。
[0009]進(jìn)一步的，所述開關(guān)管Ql為P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制器為PffM控制芯片Ul。
[0011]本實(shí)用新型的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是:
[0012]本設(shè)計(jì)的主要部分是在開關(guān)電源的啟動(dòng)電路中加入了非線性光耦U1，可根據(jù)開關(guān)電源工作狀態(tài)，對(duì)開關(guān)電源的啟動(dòng)電路進(jìn)行自動(dòng)切入、切出控制。這種供電設(shè)計(jì)避免了在電源工作過程中由于啟動(dòng)電路的存在而持續(xù)產(chǎn)生損耗，可提高電源效率。
【附圖說明】
[0013]附圖1是本實(shí)用新型一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路的原理圖。
[0014]圖中，100、電壓輸入端，101、電壓輸出端。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖1，對(duì)本實(shí)用新型的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路作以下詳細(xì)說明。
[0016]如附圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，包括整流橋D1、PWM控制芯片Ul和變壓器TI，整流橋DI的輸入端連接交流電源，整流橋DI的輸出端連接電壓輸入端100，電壓輸入端100與地之間并聯(lián)母線電容Cl，還包括啟動(dòng)電阻R1、非線性光耦U2、充電電容C2和開關(guān)管Ql，啟動(dòng)電阻R1、非線性光耦U2和充電電容C2依次串接在電壓輸入端100與地之間，其中，啟動(dòng)電阻Rl連接至非線性光耦U2的4腳，充電電容C2連接至非線性光耦U2的3腳。非線性光耦U2的I腳與3腳之間并聯(lián)限流電阻R2，其2腳接地，3腳連接至PffM控制芯片Ul的VCC端，PffM控制芯片Ul的GND端接地，PffM控制芯片Ul通過驅(qū)動(dòng)端子A連接開關(guān)管Ql的柵極以控制開關(guān)管Ql的通斷;所述變壓器Tl包括初級(jí)繞組Np、輔助繞組Na和次級(jí)繞組Ns，初級(jí)繞組Np第一端與電壓輸入端100相連，其第二端連接至開關(guān)管Ql的漏極G，且開關(guān)管Ql的源極接地，輔助繞組Na第一端接地，其第二端經(jīng)整流二極管D2連接至PWM控制芯片Ul的VCC端，次級(jí)繞組Ns第一端與二極管D3相連后連接至電壓輸出端101—端，其第二端連接至電壓輸出端101另一端，在兩電壓輸出端101之間并聯(lián)有濾波電容C3。
[0017]在本實(shí)施例中，整流橋Dl由四只二極管組成全波整流電路，非線性光耦U2是常開的，開關(guān)管Ql選用P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0018]本實(shí)用新型的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，其工作過程為:系統(tǒng)剛上電時(shí)，啟動(dòng)電路還未開始正常工作，輔助繞組Na還沒有電壓，此時(shí)，直流母線電壓Ui通過啟動(dòng)電阻Rl對(duì)充電電容C2進(jìn)行充電。由于直流母線電壓Ui通常比較高，會(huì)迅速建立起PffM控制芯片Ul的供電電壓VCC。當(dāng)VCC電壓達(dá)到一設(shè)定值后，非線性光耦U2發(fā)光二極管工作，通過光耦合關(guān)閉非線性光耦U2，使VCC電壓開始下降。當(dāng)VCC降到一定值后，非線性光耦U2發(fā)光二極管停止工作，非線性光耦U2再次開啟，直流母線電壓Ui對(duì)充電電容C2進(jìn)行充電，VCC電壓又開始上升，如此反復(fù)。也就是說，在開關(guān)電源起動(dòng)過程中，由啟動(dòng)電路供給的PWM控制芯片Ul電壓VCC是上下波動(dòng)但穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)的。這要求非線性光耦U2的閾值電壓Vth值要高于PffM控制芯片Ul的最低供電電壓。
[0019]待系統(tǒng)啟動(dòng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)后，輔助繞組Na已經(jīng)建立起了電壓Va，此電壓通過整流二極管D2的整流，來對(duì)充電電容C2充電、對(duì)PWM控制芯片Ul進(jìn)行供電。輔助繞組Na電壓Va要高于非線性光耦U2的閾值電壓Vth，因此，輔助繞組Na通過限流電阻R2使非線性光耦U2發(fā)光二極管發(fā)光，將非線性光耦U2永久關(guān)斷，之后只由輔助繞組Na單獨(dú)對(duì)PWM控制芯片Ul進(jìn)行供電。此時(shí)，直流母線電壓Ui不再連接VCC，也不會(huì)有電流流過啟動(dòng)電阻Rl，因此避免了發(fā)生電阻損耗，而光耦發(fā)光二極管的發(fā)光損耗要比啟動(dòng)電阻損耗小得多。這樣，就有效消除了電源工作過程中由啟動(dòng)電路繼續(xù)供電而造成的損耗，提高了電源效率。
[0020]本實(shí)用新型的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，其加工制作簡(jiǎn)單方便，按說明書附圖所示加工制作即可。
[0021]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，包括電壓輸入端、電壓輸出端、控制器和變壓器Tl，電壓輸入端與地之間并聯(lián)母線電容Cl，其特征在于，還包括啟動(dòng)電阻R1、非線性光耦U2、充電電容C2和開關(guān)管Ql; 所述啟動(dòng)電阻Rl、非線性光耦U2和充電電容C2依次串接在電壓輸入端與地之間，非線性光耦U2的I腳與3腳之間并聯(lián)限流電阻R2，其2腳接地，3腳連接至控制器的VCC端，控制器通過驅(qū)動(dòng)端子A控制開關(guān)管Ql的通斷； 所述變壓器Tl具有初級(jí)繞組Np、輔助繞組Na和次級(jí)繞組Ns，初級(jí)繞組Np第一端與電壓輸入端相連，其第二端連接至開關(guān)管Ql，輔助繞組Na第一端接地，其第二端經(jīng)整流二極管D2連接至控制器的VCC端，次級(jí)繞組Ns的兩端連接至電壓輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，其特征在于，所述開關(guān)管Ql為P溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，其特征在于，所述控制器為PWM控制芯片Ul。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于非線性光耦實(shí)現(xiàn)的低損啟動(dòng)電路，包括電壓輸入端、電壓輸出端、控制器和變壓器T1，電壓輸入端與地之間依次串接啟動(dòng)電阻R1、非線性光耦U2、充電電容C2和開關(guān)管Q1；非線性光耦U2的1腳與3腳之間并聯(lián)限流電阻R2，其2腳接地，3腳連接至控制器的VCC端，控制器通過驅(qū)動(dòng)端子A控制開關(guān)管Q1的通斷；所述變壓器T1初級(jí)繞組Np第一端與電壓輸入端相連，其第二端連接至開關(guān)管Q1，輔助繞組Na第一端接地，其第二端經(jīng)整流二極管D2連接至控制器的VCC端，次級(jí)繞組Ns的兩端連接至電壓輸出端。本實(shí)用新型可根據(jù)開關(guān)電源工作狀態(tài)，對(duì)開關(guān)電源的啟動(dòng)電路進(jìn)行自動(dòng)切入、切出控制，避免了由于啟動(dòng)電路的存在而持續(xù)產(chǎn)生損耗，提高了電源效率。
【IPC分類】H02M1/092, H02M1/36
【公開號(hào)】CN205356138
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620128914
【發(fā)明人】戴曉龍, 于治樓, 耿士華, 徐成焱
【申請(qǐng)人】山東超越數(shù)控電子有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年2月19日