交直流轉換啟動電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子領域，涉及一種交直流轉換啟動電路。
【背景技術】
[0002]脈沖寬度調制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulat1n”的縮寫，簡稱脈寬調制，控制電路通過對輸出量的采樣，建立反饋環路，調節功率管的開關占空比控制輸出，例如對于功率管為NM0S，柵極電壓為方波脈沖信號，柵極電壓信號的占空比決定了輸出電壓和輸出電流。
[0003]PWM控制電路按照反饋量不同，大致分為電壓型和電流型反饋控制，電壓型僅對輸出電壓進行采樣引入環路控制，而電流型對輸出電壓和功率管電流均采樣來反饋控制環路，兩種控制方式各有優點，但由于電流型反應速度更快，目前應用更為廣泛。
[0004]隨著電子技術的高速發展更新，離線式PWM開關電源控制技術日益完善，反激式PWM控制器具有體積小，重量輕，效率高，電路簡單，可靠性高，具有較強的自動均衡各路輸出負載能力的優點，因此在中小功率場合得到了廣泛應用。隨著世界能源供應緊張，節能意識的提高，如能源之星等新規范標準的出臺，各國也對PWM控制器提出更高的效率和待機功耗的要求。
[0005]原有的反激式控制器大多工作在比較低的工作頻率，這樣變壓器的體積、重量較大；同時系統啟動是靠線電壓和控制IC之間的啟動電阻給儲能電容充電來完成系統啟動，如圖1所示，在系統啟動后，此電阻上的電流還是會一直流動，消耗部分功率，特別是在待機狀態下，這部分功率尤為明顯，降低了系統的效率。
【發明內容】
[0006]為克服傳統技術啟動電阻上消耗功率，降低電路工作效率的技術缺陷，本發明提供一種交直流轉換啟動電路。
[0007]本發明所述交直流轉換啟動電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容；
所述啟動充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運算放大器的兩個輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
[0008]優選的，還包括連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續流二極管，所述續流二極管正負極分別連接第二變壓器和直流電源引腳。
[0009]優選的，還包括連接在直流電源引腳和地之間的穩壓二極管。
[0010]優選的，還包括連接在交流電源輸入引腳和啟動充電之路之間的限流電阻。[0011 ] 采用本發明所述的交直流轉換啟動電路，對啟動時的充電支路進行控制，充電時以恒定電流對供電電容進行充電，充電完成后自動關閉充電MOS管，同時利用變壓器互感為直流濾波電容續流充電，減少了系統工作時的能量消耗，并穩定了電源電壓，提高了控制電路的工作效率。
【附圖說明】
[0012]圖1示出本發明一個具體實施例的示意圖，圖1中字母AC表示交流電；
各圖中附圖標記名稱為:TR.全橋整流電路Tl.第一變壓器T2.第二變壓器Cl.直流濾波電容C2.濾波電容Rl.限流電阻R2.電流反饋電阻R3.恒流反饋電阻Ml.充電MOS管M2.功率管AMP.運算放大器 CTR.控制電路Dl.續流二極管 D2.穩壓二極管OUT.直流輸出端。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0014]如圖1所示，本發明所述交直流轉換啟動電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容；所述啟動充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運算放大器的兩個輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
[0015]反激式開關電源的控制電路采用直流供電，直流電源的來源為輸出線圈，但在啟動階段，輸出電壓沒有建立或者難以滿足控制電路電源要求時，控制電路的直流電源通過輸入電壓對直流濾波電容Cl充電來實現，所述直流濾波電容Cl與控制電路的直流電源引腳連接，當直流濾波電容上的直流電壓達到設定值時，控制電路即開始正常工作。
[0016]正常工作時，反激式開關電源的主控芯片的輸入電壓，由第一變壓器Tl輔助繞組感應次級繞組電壓提供能量；在系統正常工作前的階段，由啟動支路給直流電源引腳上連接的直流濾波電容Cl充電，當直流濾波電容Cl上的電壓達到預先設定的啟動電壓后，控制IC啟動，系統開始工作。
[0017]輸入電壓對直流濾波電容的充電通過連接在輸入電壓和直流電源引腳之間的充電支路實現，現有的充電支路通常為帶有限流電阻的導線，限流電阻對充電電流峰值進行限定，避免充電電流過大造成浪涌。限流電阻阻值不能太小，系統正常工作時，限流電阻上一直有電流流過，因此造成了一定的功耗。
[0018]本發明所述交直流轉換啟動電路，增加了恒流控制電路，運算放大器AMP通過檢測恒流反饋電阻R3兩端的壓差，反饋模擬電壓信號到充電MOS管M2的柵極，控制柵極電流大小，實現恒流反饋電阻R3兩端壓差一致，實現充電支路的恒流。
[0019]一種優選實施方式為在直流電源引腳和地之間連接穩壓二極管D2，穩壓二極管正極接地，負極接直流電源引腳，以穩壓二極管的擊穿值作為直流電源引腳的設定值，當直流電源引腳電壓達到穩壓二極管D2的擊穿值時，直流電源引腳電壓不再上升，此時如果充電MOS管不關閉，則恒流反饋電阻R3兩端電壓必然增大，導致運算放大器輸出信號控制充電MOS管柵極電壓拉低，關閉充電MOS管M2，不再充電。
[0020]在啟動時，當電壓達到預先設定值時，即關閉啟動充電支路，停止對直流濾波電容的充電，啟動充電支路上沒有電流流過，消除了正常工作時的限流電阻功耗；當電壓低于預先設定值時，則開啟啟動充電支路，對直流濾波電容進行充電。
[0021]對直流濾波電容Cl完成充電后，關閉充電支路。第一變壓器Tl和第二變壓器T2成互感配置，在經過全橋整流電路TR整流后，在第一變壓器原邊可以得到半波的交流信號，即第一變壓器Tl上仍然是交流信號，會產生磁場變化，因此在第二變壓器T2可以感應出正向電壓對直流濾波電容Cl補電。直流濾波電容Cl上的電壓依靠第一變壓器Tl和第二變壓器T2的電磁感應維持直流電源引腳上的直流電壓值。，還可以通過增加連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續流二極管，所述續流二極管正負極分別連接第二變壓器和直流電源引腳，續流二極管為單向導通，保證直流濾波電容Cl的不會倒灌電流到第二變壓器。
[0022]為提高系統響應速度，本發明采用電流型反饋控制，如圖1所示，在充電MOS管Ml的漏極與地之間連接有電流反饋電阻R2，利用本領域公知的電流反饋技術原理，通過控制電路CTR進行反饋控制。
[0023]對輸出電壓進行采樣的電壓檢測電路和對功率器件電流進行采樣的電流檢測電路與連接功率器件的驅動電路共同組成反饋環路。當輸出電壓和輸出電流變化時，控制功率器件的開關占空比對輸出進行調節。
[0024]一個優選實施方式還包括連接在交流電源輸入引腳和啟動充電之路之間的限流電阻，以在啟動時限制流過充電支路的電流大小。
[0025]前文所述的為本發明的各個優選實施例，各個優選實施例中的優選實施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優選實施方式為前提，各個優選實施方式都可以任意疊加組合使用，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，并非用以限制本發明的專利保護范圍，本發明的專利保護范圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.交直流轉換啟動電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和連接在該直流電源引腳和交流電源輸入引腳之間的啟動充電支路，還包括連接在直流電源引腳和地之間的直流濾波電容； 其特征在于:所述啟動充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運算放大器的兩個輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。
2.如權利要求1所述交直流轉換啟動電路，其特征在于:還包括連接在第二變壓器和直流電源引腳之間的續流二極管，所述續流二極管正負極分別連接第二變壓器和直流電源引腳。
3.如權利要求1所述交直流轉換啟動電路，其特征在于:還包括連接在直流電源引腳和地之間的穩壓二極管。
4.如權利要求1所述交直流轉換啟動電路，其特征在于:還包括連接在交流電源輸入弓I腳和啟動充電之路之間的限流電阻。
【專利摘要】交直流轉換啟動電路，包括交流電源輸入引腳、第一變壓器、直流電源引腳和啟動充電支路；所述啟動充電支路由充電MOS管、恒流反饋電阻和運算放大器組成，所述反饋電阻連接在充電MOS管源極和直流電源引腳之間，所述運算放大器的兩個輸入端分別連接恒流反饋電阻兩端，運算放大器的輸出端連接充電MOS管的柵極，充電MOS管漏極連接交流電源輸入引腳，還包括與直流濾波電容并聯的第二變壓器，所述第二變壓器與第一變壓器成互感配置。本發明對啟動時的充電支路進行控制，在系統啟動完成后關閉該充電支路，利用變壓器互感為直流濾波電容續流充電，減少了系統工作時的能量消耗，并穩定了電源電壓，提高了控制電路的工作效率。
【IPC分類】H02M1-36
【公開號】CN104767371
【申請號】CN201510183935
【發明人】易坤, 高繼, 趙方麟, 陳雪松
【申請人】成都岷創科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年4月20日