一種開關電源的自供電電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及開關電源的自供電電路，特別涉及可實現輸出電壓和負載可調節的開關電源自供電電路。
【背景技術】
[0002]在開關電源產品中，原邊控制芯片或相關的保護電路芯片需要一個穩定持續的供電電壓，該電壓一般在12V左右。在開關電源許多應用中，開關電源的輸入電壓一般都遠高于該電壓，如果采集輸入電壓做該供電電壓會造成很大的降壓損耗。
[0003]圖1為目前現有技術的最普遍一種供電方式，啟動電路采集輸入電壓為開關電源做啟動使用，當開關電源正常工作后就斷開啟動電路，通過自供電電路持續供電，自供電電路是在主功率變壓器上增加一個輔助繞組，輔助繞組產生的脈沖電壓波形通過整流濾波后的形成直流Vcc電壓，以供控制芯片使用。
[0004]現有技術中存在以下缺陷:
[0005]1、開關電源輸出負載在重載和空載情況下，因為交叉調整率的問題，導致Vcc電壓波動幅度大，應用在具有寬范圍的Vcc電壓的控制芯片或驅動芯片中沒有問題，但是在應用在Vcc電壓范圍比較窄的控制芯片和驅動芯片時，會導致過壓/欠壓的情況。
[0006]2、在模塊電源中，輸出電壓一般具有調節功能，可以上調10%輸出電壓和下調10%輸出電壓，該Vcc電壓因為耦合輸出電壓，所以在輸出電壓被調高或調低的時候，造成自供電電壓Vcc也跟隨輸出電壓的變化而變化，也同樣造成Vcc過壓或欠壓。
[0007]3、模塊電源一般都具有輸出過流、短路的功能，在短路或者過流的時候，輔助繞組上的電壓降低，會引起自供電電壓Vcc降低，從而造成Vcc欠壓。
[0008]4、以上三種情況導致的Vcc電壓降低，都會造成自供電的功率全部由啟動電路來提供，導致啟動電路的功耗加大，電源模塊的效率降低，而為了不被這種大的功耗所損壞，啟動電路中的器件，特別是電壓調整三極管需要選擇更大的體積，這樣就導致電源模塊成本、體積增加，功率密度被降低。
[0009]圖2所示為另外一種供電方式，變壓器繞組的輔助繞組耦合原邊繞組的脈沖電壓，輸出到升壓整流電路的輸入端，升壓整流電路將此脈沖電壓升壓后，形成更高的直流電壓輸出到線性穩壓電路的輸入端，線性穩壓電路將高直流電壓通過降低、穩壓后形成穩定的Vcc電壓，提供給控制芯片和其他芯片使用。
[0010]圖2所示供電方式在公開號為CN 204408206 U的實用新型專利中已被公開，該專利申請日期為2015年2月10日、授權公告日期為2015年6月17日，該專利雖然解決了圖1所示供電方式存在的系列缺陷，但是存在以下技術問題:對于輸入電壓范圍比較寬的電源，高壓輸入的時候，在高頻變壓器的輔助繞組電壓經過升壓整流電路之后，電壓比較高，電壓調整三極管功耗比較大，造成電源效率的浪費和成本的增加。
【實用新型內容】
[0011]本實用新型要解決的技術問題是，提供一種開關電源的自供電電路，所述的自供電路具備Vcc電壓穩定，不受輸入電壓和輸出負載電流的影響，在輸出電壓需要調節的模塊電源應用中，不隨輸出電壓的變化而變化，在正常工作時，不帶來過多的損耗。
[0012]本實用新型所述的一種開關電源的自供電電路是通過以下技術方案來實現的:包括變壓器繞組1、二極管整流電路2、升壓整流電路3、線性穩壓電路4 ;所述的變壓器繞組1的輔助繞組耦合副邊繞組輸出高頻脈沖電壓；在正常工作狀態下，由所述的高頻脈沖電壓經所述的二極管整流電路2整流后輸出的供電電壓一供電；當出現所述的供電電壓一提供的電壓不足時，由所述的高頻脈沖電壓經所述的升壓整流電路3升壓整流濾波形成更高的直流電壓再經所述的線性穩壓電路4降低穩壓后輸出的供電電壓二供電。
[0013]優選的，所述的變壓器繞組1為耦合開關電源的主功率變壓器，包括:變壓器原邊繞組、副邊繞組、輔助繞組，變壓器的原邊繞組和主功率開關串聯，副邊繞組和副邊整流開關串聯，輔助繞組的一端接參考地，另一端接所述的二極管整流電路的輸入端和升壓整流電路的輸入端。
[0014]優選的，所述的二極管整流電路2包括第一限流電阻和第一二極管，所述的第一限流電阻的一端和所述的變壓器的輔助繞組的一端連接，所述的輔助繞組的另一端連接到電路的參考地，所述的第一限流電阻的另一端和所述的第一二極管的陽極連接，所述的第一二極管的陰極輸出供電電壓一。
[0015]優選的，所述的升壓整流電路3包括第一升壓電容、第二二極管、第三二極管，第一濾波電容，所述的第一升壓電容的一端和所述的變壓器繞組的輔助繞組的一端連接，所述的第一升壓電容的另一端和所述的第二二極管的陽極及所述的第三二極管陰極連接，所述的第二二極管的陰極和所述的第一濾波電容的一端連接，為所述的升壓整流電路的輸出端，所述的第三二極管的陽極、所述的第一濾波電容的另一端和所述的輔助繞組的另一端連接到電路的參考地。
[0016]優選的，所述的線性穩壓電路4包括第一分壓電阻、第二限流電阻、第一穩壓二極管、第一電壓調整三極管，所述的第一分壓電阻的一端連接到所述的升壓整流電路的輸出端，所述的第一分壓電阻的另一端連接到所述的第一電壓調整三極管的集電極和所述的第二限流電阻的一端，所述的第二限流電阻的另一端連接到所述的第一電壓調整三極管的基極和所述的第一穩壓二極管的陰極，所述的第一穩壓二極管的陽極連接到電路的參考地，所述的第一電壓調整管的發射極輸出供電電壓二。
[0017]優選的，所述的變壓器繞組1輸出的高頻脈沖電壓和開關電源同步。
[0018]采用圖1現有技術供電的開關電源在空載或輸出電壓被下調時，會導致Vcc自供電電壓降低，當自供電Vcc電壓低于啟動電路提供的電壓時，控制芯片和其它芯片需要的供電電流全部由啟動電路提供，啟動電路上產生的損耗為P = (Vin-Vcc) XIcc，一般情況下Vin電壓遠高于Vcc電壓。這樣就造成啟動電路上產生了很大的分壓損耗，特別是在超高輸入電壓的開關電源應用中。采用圖2的升壓電路加上線性穩壓電路供電的開關電源為了同時滿足輸入低電壓和高電壓的情況，在高輸入電壓情況下經過升壓電路后輸入線性穩壓電路的電壓很高，這在電壓調整三極管上會產生很大的損耗，將影響到產品在高壓下的效率。
[0019]因此，自供電電路需要滿足以下幾點要求:
[0020]1、在輸出電壓被調低的情況下，自供電提供的Vcc也要高于啟動電路輸出電壓；
[0021]2、產品高壓正常工作狀況下，使用升壓電路時候，不會給產品帶來高的損耗。
[0022]所以本實用新型技術的解決思想是，正常工作的時候，采用二極管整流，通過副邊繞組和輔助繞組匝比的設計，將Vcc電壓設計在理想的電壓上。當輸出電壓被調低的情況下，則先通過升壓整流電路提高繞組整流濾波后的直流電壓，再通過降壓-線性穩壓電路將Vcc電壓穩定在理想的電壓上。
[0023]所述本實用新型實現Vcc自供電電壓穩定的原理是，正常工作狀態下，通過二極管整流電路2提供穩定的Vcc輸出電壓，當輔助繞組的正向電壓降低時候，則通過升壓整流電路升高輔助繞組上的電壓，經過濾波，再通過線性穩壓電路穩定Vcc輸出電壓，實現更穩定的自供電電壓。
[0024]因此，本實用新型在開關電源設計中可以利用變壓器輔助繞組自供電，降低啟動電路的功耗，減小啟動電路的體積，達到實現模塊電源高功率密度的效果。特別是在控制芯片或驅動芯片的VCC電壓范圍比較窄的應用中，有很好的效果。本實用新型是對現有技術的Vcc自供電電路在工作模式上的共性點進行創新改良，克服現有技術中自供電電壓不穩定以及采用升壓電路所帶來的電壓調整三極管損耗大的缺點。
[0025]與現有技術相比，本實用新型具有以下突出的優點:
[0026]UVcc自供電電壓不受過流保護、短路保護的影響；
[0027]2、Vcc自供電電壓不隨輸出電壓調節而變化；
[0028]3、可以提高輸出電壓下調應用中的效率；
[0029]4、可以降低啟動電路器件的體積，增大開關電源的功率密度；
[0030]5、可以降低自供電電路的損耗，提尚廣品的工作效率。
【附圖說明】
[0031]圖1為現有普遍技術的自供電電路原理圖；
[0032]圖2為升壓電路和線性穩壓電路的供電電路原理圖；
[0033]圖3為本實用新型實施例一的電路圖；
[0034]圖4為本實用新型在開關電源應用中的電路圖。<