一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其包括啟動(dòng)供電電路和關(guān)斷供電電路；啟動(dòng)供電電路包括二極管D2、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R6、MOS管Q1和MOS管Q3；關(guān)斷供電電路包括電容C1、電容C2、二極管D1、電阻R4、電阻R5、電阻R7、三極管Q2、三極管Q4和穩(wěn)壓管VD2；該開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路大大降低了開關(guān)電源在工作或待機(jī)時(shí)的能耗，且成本較低，實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了真正的綠色電源。
【專利說明】
一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，為保證開關(guān)電源PWM芯片的正常工作，必須設(shè)置啟動(dòng)電阻為其提供啟動(dòng)電流;在較多脈寬輸入范圍的應(yīng)用中，為了滿足在其輸入最小時(shí)，電源的脈寬控制集成能正常啟動(dòng)，常常需要采用阻值極小的啟動(dòng)電阻;然而，此時(shí)，當(dāng)以最大輸入電壓工作時(shí)，會有大量的電流經(jīng)過啟動(dòng)電阻，易導(dǎo)致電阻發(fā)，進(jìn)而增加熱損耗;隨著低碳生活的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的電子產(chǎn)品均要求具有極低的待機(jī)功率，因此如何降低開關(guān)電源在工作或待機(jī)時(shí)的能量損耗是人們需要進(jìn)一步關(guān)注和研究的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路大降低了開關(guān)電源在工作或待機(jī)時(shí)的能耗，并且還可實(shí)現(xiàn)電源在短路時(shí)的打嗝保護(hù)。
[0004]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:提供一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其包括啟動(dòng)供電電路和關(guān)斷供電電路；啟動(dòng)供電電路包括二極管D2、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R6、M0S管Ql和MOS管Q3;關(guān)斷供電電路包括電容Cl、電容C2、二極管Dl、電阻R4、電阻R5、電阻R7、三極管Q2、三極管Q4和穩(wěn)壓管VD2 ；
MOS管Ql的柵極與電阻R2—端和電阻R3的一端連接，MOS管Ql的源極與二極管D2的正極連接，MOS管QI的漏極與電阻Rl的一端連接;MOS管Q3的柵極與電阻R6的一端連接，MOS管Q3的源極與三極管Q4的發(fā)射極、電阻R7的一端和電容C2的一端連接，MOS管Q3的漏極與電阻R3的另一端連接；電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端和電阻R6的另一端連接;二極管D2的負(fù)極與電源管理IC的電源接口連接，電阻Rl的另一端與直流電源正極連接；
三極管Q2的發(fā)射極與電阻R4的一端和電容Cl的一端連接，三極管Q2的基極與電容Cl的另一端和三極管Q4的集電極連接，三極管Q2的集電極與三極管Q4的基極、電阻R7的另一端和穩(wěn)壓管VD2的正極連接;穩(wěn)壓管VD2的負(fù)極與電阻R5的一端、二極管Dl的正極和電容C2的另一端連接，電阻R5的另一端與二極管Dl的負(fù)極、電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，電阻R7的一端接地。
[0005]進(jìn)一步地，還包括一為電源管理IC供電的輔助充電電路。
[0006]進(jìn)一步地，輔助充電電路包括二極管D3、U極性電容C3、變壓器和與變壓器主極同側(cè)的輔助繞組N;輔助繞組N的兩端分別與二極管D3的正極和U極性電容C3的負(fù)極連接，U極性電容C3的正極與二極管D3的負(fù)極和二極管D2的負(fù)極連接，U極性電容C3的負(fù)極接地。
[0007]進(jìn)一步地，還包括用于保護(hù)MOS管Ql的穩(wěn)壓管VDl和用于保護(hù)MOS管Q3的穩(wěn)壓管VD3。
[0008]進(jìn)一步地，穩(wěn)壓管VDl與電阻R2并聯(lián)。
[0009]進(jìn)一步地，穩(wěn)壓管VD3的一端與MOS管Q3的柵極連接，另一端與MOS管Q3的源極連接。
[0010]進(jìn)一步地，M0S管Ql為P溝道MOS管，M0S管Q3為η溝道MOS管。
[0011]本發(fā)明的有益效果為:該開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路通過各電子元件的一個(gè)合理的布局設(shè)計(jì)，有效地降低了開關(guān)電源在工作或待機(jī)時(shí)的能耗;并且啟動(dòng)電路采用具有電流小耐壓較低效果的MOS管或三極管實(shí)現(xiàn)，降低了成本;通過電容C2的充放電延時(shí)，可控制電源的重啟頻率，還可實(shí)現(xiàn)電源在短路時(shí)的打嗝保護(hù)；同時(shí)，用穩(wěn)壓管VDl保護(hù)MOS管Ql，用VD3保護(hù)MOS管Q3，防止MOS管Ql和MOS管Q3的柵極和源極電壓過高而損壞。
【附圖說明】
[0012]圖1為用于開關(guān)電源的啟動(dòng)及保護(hù)電路的連接框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一種實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0014]為簡單起見，以下內(nèi)容中省略了該技術(shù)鄰域技術(shù)人員所公知的技術(shù)常識。
[0015]如圖1所示，該開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路包括啟動(dòng)供電電路和關(guān)斷供電電路，通過啟動(dòng)供電電路為PWM芯片提供啟動(dòng)電流；啟動(dòng)供電電路包括二極管D2、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R6、M0S管Ql和MOS管Q3 ；關(guān)斷供電電路包括電容Cl、電容C2、二極管D1、電阻R4、電阻R5、電阻R7、三極管Q2、三極管Q4和穩(wěn)壓管VD2 ；
MOS管Ql的柵極與電阻R2—端和電阻R3的一端連接，MOS管Ql的源極與二極管D2的正極連接，MOS管QI的漏極與電阻Rl的一端連接;MOS管Q3的柵極與電阻R6的一端連接，MOS管Q3的源極與三極管Q4的發(fā)射極、電阻R7的一端和電容C2的一端連接，MOS管Q3的漏極與電阻R3的另一端連接；電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端和電阻R6的另一端連接;二極管D2的負(fù)極與電源管理IC的電源接口連接，電阻Rl的另一端與直流電源正極連接；
三極管Q2的發(fā)射極與電阻R4的一端和電容Cl的一端連接，三極管Q2的基極與電容Cl的另一端和三極管Q4的集電極連接，三極管Q2的集電極與三極管Q4的基極、電阻R7的另一端和穩(wěn)壓管VD2的正極連接;穩(wěn)壓管VD2的負(fù)極與電阻R5的一端、二極管Dl的正極和電容C2的另一端連接，電阻R5的另一端與二極管Dl的負(fù)極、電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，電阻R7的一端接地。
[0016]在具體實(shí)施中，MOS管Ql為P溝道MOS管，MOS管Q3為η溝道MOS管；當(dāng)給與電阻Rl另一端連接的直流電源上電后，MOS管Q3被R6驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，且電阻R2和電阻R3作為驅(qū)動(dòng)電阻將MOS管Ql驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，此時(shí)，電流經(jīng)電阻Rl限流后通過二極管D2送到電源管理IC的電源接口，從而使PffM芯片能夠啟動(dòng)。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為:還包括一為電源管理IC供電的輔助充電電路，當(dāng)電源管理IC接收到由啟動(dòng)供電電路提供的啟動(dòng)電流后啟動(dòng)，同時(shí)，輔助充電電路將產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定電流為電源管理IC持續(xù)供電。
[0018]輔助充電電路包括二極管D3、U極性電容C3、變壓器和與變壓器主極同側(cè)的輔助繞組N;輔助繞組N的兩端分別與二極管D3的正極和U極性電容C3的負(fù)極連接，U極性電容C3的正極與二極管D3的負(fù)極和二極管D2的負(fù)極連接，U極性電容C3的負(fù)極接地。
[0019]如圖1所示，當(dāng)啟動(dòng)供電電路中有電流流通時(shí)，因穩(wěn)壓管D2的負(fù)極與電阻R5的另一端和電阻R4的另一端連接，故電流從啟動(dòng)供電電路流向關(guān)斷供電電路，此時(shí)，電容Cl由電阻R4為其充電，使得三極管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)；同樣，電容C2由電阻R5為其充電，維持B點(diǎn)的低電平狀態(tài)，確保三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)。
[0020]在實(shí)施過程中，輔助繞組N與變壓器主極同側(cè)，當(dāng)輸出電壓建立后，輔助繞組N的輸出電壓也增加，當(dāng)增加到比啟動(dòng)供電電路的內(nèi)部電源高時(shí)，就會抬升啟動(dòng)供電電路的內(nèi)部電源。
[0021]此時(shí)，流向關(guān)斷供電電路的電流增加，進(jìn)而使B點(diǎn)的電壓超過穩(wěn)壓管VD2的導(dǎo)通電壓，三極管Q4將被驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通；同時(shí)，三極管Q 2被三極管Q4驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通，三極管Q2和三極管Q4構(gòu)成互鎖，使得A點(diǎn)處于低電位，將MOS管Q3截止導(dǎo)通，同理，MOS管Ql也會處于截止?fàn)顟B(tài);此時(shí)電流將不再通過電阻Rl，整個(gè)啟動(dòng)電路處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0022]當(dāng)輔助充電電路的輸入電源關(guān)閉或電路發(fā)生短路后，由輔助線圈產(chǎn)生的電源將降低，此時(shí)，B點(diǎn)電壓低于穩(wěn)壓管VD2導(dǎo)通電壓，二極管Dl為電容C2釋放電量，以備下次上電前延緩三極管Q4導(dǎo)通，由三極管Q2和三極管Q4構(gòu)成的電路將釋放互鎖，使A點(diǎn)電壓升高，驅(qū)動(dòng)MOS管Q3導(dǎo)通，重復(fù)啟動(dòng)過程;在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中得出，該電路在啟動(dòng)PffM芯片工作的過程中能耗僅為0.1W，與現(xiàn)有技術(shù)中能耗為IW的啟動(dòng)電路相比，該電路大大降低了開關(guān)電源在工作或待機(jī)時(shí)的能耗，實(shí)現(xiàn)了真正的綠色電源。
[0023]在具體實(shí)施中，通過電容C2的充放電延時(shí)，可控制電源的重啟頻率，還可實(shí)現(xiàn)電源在短路時(shí)的打嗝保護(hù)。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例為:還包括用于保護(hù)MOS管Ql的穩(wěn)壓管VDl和用于保護(hù)MOS管Q3的穩(wěn)壓管VD3;在具體實(shí)施中，穩(wěn)壓管VDl與電阻R2并聯(lián)，穩(wěn)壓管VD3的一端與MOS管Q3的柵極連接，另一端與MOS管Q3的源極連接;通過穩(wěn)壓管VDl保護(hù)MOS管Ql，以防MOS管Ql的柵極和源極電壓過高而損壞，通過穩(wěn)壓管VD3保護(hù)MOS管Q3，以防MOS管Q3的柵極和源極電壓過高而損壞。
[0025]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文所定義的一般原理可以在不脫離發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制與本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎性特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:包括啟動(dòng)供電電路和關(guān)斷供電電路;所述啟動(dòng)供電電路包括二極管D2、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R6、M0S管Ql和MOS管Q3 ；所述關(guān)斷供電電路包括電容Cl、電容C2、二極管D1、電阻R4、電阻R5、電阻R7、三極管Q2、三極管Q4和穩(wěn)壓管VD2; 所述MOS管Ql的柵極與電阻R2—端和電阻R3的一端連接，MOS管Ql的源極與二極管D2的正極連接，MOS管Ql的漏極與電阻Rl的一端連接;所述MOS管Q3的柵極與電阻R6的一端連接，MOS管Q3的源極與三極管Q4的發(fā)射極、電阻R7的一端和電容C2的一端連接，MOS管Q3的漏極與電阻R3的另一端連接;所述電阻R2的另一端與電阻Rl的另一端和電阻R6的另一端連接；所述二極管D2的負(fù)極與電源管理IC的電源接口連接，所述電阻Rl的另一端與直流電源正極連接； 所述三極管Q2的發(fā)射極與電阻R4的一端和電容Cl的一端連接，三極管Q2的基極與電容Cl的另一端和三極管Q4的集電極連接，三極管Q2的集電極與三極管Q4的基極、電阻R7的另一端和穩(wěn)壓管VD2的正極連接;所述穩(wěn)壓管VD2的負(fù)極與電阻R5的一端、二極管Dl的正極和電容C2的另一端連接，所述電阻R5的另一端與二極管Dl的負(fù)極、電阻R4的另一端和穩(wěn)壓管D2的負(fù)極連接，所述電阻R7的一端接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:還包括一為所述電源管理IC供電的輔助充電電路。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:所述輔助充電電路包括二極管D3、U極性電容C3、變壓器和與變壓器主極同側(cè)的輔助繞組N;所述輔助繞組N的兩端分別與二極管D3的正極和U極性電容C3的負(fù)極連接，所述U極性電容C3的正極與二極管D3的負(fù)極和二極管D2的負(fù)極連接，所述U極性電容C3的負(fù)極接地。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:還包括用于保護(hù)MOS管Ql的穩(wěn)壓管VDl和用于保護(hù)MOS管Q3的穩(wěn)壓管VD3。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓管VDl與電阻R2并聯(lián)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:所述穩(wěn)壓管VD3的一端與MOS管Q3的柵極連接，另一端與MOS管Q3的源極連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的開關(guān)電源啟動(dòng)和保護(hù)電路，其特征在于:所述MOS管Ql為P溝道MOS管，MOS管Q3為η溝道MOS管。
【文檔編號】H02M1/36GK105978316SQ201610490515
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】譚志剛, 齊皓, 羅潤, 侯鈞, 楊陽
【申請人】成都四威功率電子科技有限公司