CN101242138A - 一种启动辅助电源电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种启动辅助电源电路，包括提供基准电压的稳压电路、与稳压电路连接的电流电路，所述电流电路具有输出端，其特点在于：稳压电路至少包括两个相互串联的稳压管，且设有控制器与其中至少一个稳压管并联，所述控制器可处于短路或开路状态。所述控制器为开关管，开关管的控制输入端接外界电路的保护信号输出，开关管的输出端与所述一个稳压管的两端并联。本发明采用两个以上稳压管串联提供基准电压，在部分稳压管上并联控制器，可以切换整个稳压管电路的基准电压输出值，当外界模块发生保护动作时，将启动辅助电源输出电压降低，减少启动辅助电源需要提供的负载电流，使得元器件功耗降低，散热量减少。

Description

一种启动辅助电源电路

技术领域

本发明涉及电源电路，尤其是涉及一种启动辅助电源电路。

背景技术

在DC-DC模块电源中，启动辅助电源一般都有应用，用于给控制芯片及外围电路提供工作电流。部分控制芯片可能带有自己的辅助电源，但由于功耗大的原因，其应用有限。为了节省成本和空间，在应用启动辅助电源的场合直接采用输入电压线性稳压电路，其主要工作在绕组或芯片提供的辅助电源能量不足时，如模块启动阶段和保护状态以及过流过压欠压短路等状态时。其电路如图1所示，其中稳压管D1提供基准电压，实际应用中控制芯片工作电压一般在10V～20V，所以取稳压管D1为11V稳压管；二极管组D2提供一个反偏电压，当绕组或芯片提供的辅助电源电压比启动辅助电源电压高0.7V以上时，三极管Q1的BE被反偏，三极管Q1截止；电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4提供三极管Q1发射基所需负载电流，该电流一般在20mA～50mA范围内。

以上电路的缺陷是：当模块启动或处于保护状态时，启动辅助电源工作，提供全部负载电流，因此电阻和三极管功耗大，所需封装大，四个电阻R1～R4一般需要1206封装，三极管Q1需要SOT89或更大封装。当模块的保护功能动作，且不是锁死，那么启动辅助电源会长期工作，此时如果需要提供的负载电流为40mA，当输入电压VIN+为75V时，电阻R1～R4封装1206，功耗为1/4W，流过每个电阻的电流为10mA，考虑功率降额可取最大阻值为1.5K，此时三极管Q1的CE之间的压降Vce＝75-VCC-VR2＞75-11-1500*0.01＝49V，则三极管Q1功耗P＝49V*0.04＝1.96W。如果三极管Q1的封装为SOT89，2W的功耗已经远远超出器件可承受的耗散功率，长期工作时器件温升可达190℃以上，大大超过器件最高温度。而如果增加器件封装虽然可以提高散热能力，解决此问题，但必然会增加电路板的尺寸，不利于DC-DC模块小型化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上缺陷，提出一种启动辅助电源电路，可以减少元器件的功耗和发热量。

本发明的技术问题是通过以下技术方案予以解决的。

这种启动辅助电源电路，包括提供基准电压的稳压电路、与稳压电路连接的电流电路，所述电流电路具有输出端。

这种启动辅助电源电路的特点在于：所述稳压电路包括至少两个相互串联的稳压管，且设有控制器与其中至少一个稳压管并联，所述控制器可处于短路或开路状态。

所述控制器为开关管，开关管的输入控制端接外界电路的保护信号输出，开关管的输出端与所述至少一个稳压管的两端并联。

所述稳压管为两个，其中第一稳压管的两端分别与开关管的输出端并联。

所述开关管为双极性晶体管、MOSFET管或IGBT。

本发明与现有技术对比的有益效果是：采用两个以上稳压管串联提供基准电压，在部分稳压管上并联控制器，可以切换整个稳压管电路的基准电压输出值；控制器采用开关管，其基极接入各种保护信号，当外界模块发生保护动作时，将启动辅助电源电压降低，控制外界芯片停止工作，减少启动辅助电源需要提供的负载电流，即减少流过元器件的电流，使得元器件功耗降低，散热量减少，并减小元器件的参数，减小元器件封装，节省电路板的空间。

附图说明

图1是现有的启动辅助电源电路图；

图2是本发明具体实施方式的电路图。

具体实施方式

如图2所示的一种启动辅助电源电路，包括第一稳压管D1、第二稳压管D3、三极管Q1、三极管Q2、共阴二极管组D2、电阻R1、电阻R5、电容C1和电容C2。

第一稳压管D1和第二稳压管D3串联构成稳压管电路，并与分压电阻R5串联后接在电源输入端VIN+，稳压管电路输出稳定的基准电压。三极管Q2的集电极和发射极分别与第一稳压管D1的两端连接，即三极管Q2与第一稳压管D1并联。三极管Q2的基极接入外界电路输出的保护信号。

三极管Q1和电阻R1构成电流电路。三极管Q1的基极通过共阴二极管组D2的一个二极管D21与稳压管电路的输出端连接，发射极连接输出端VCC，集电极通过电阻R1与电压输入端VIN+连接。三极管Q1的基极还通过共阴二极管组D2的另一个二极管D22与其发射极连接，提供BE反向偏置电压。

以上电路工作时，如果三极管Q2的基极没有信号输入，则稳压管电路提供的基准电压为第一稳压管D1和第二稳压管D3上的电压和，该基准电压通过二极管D21后加在三极管Q1的基极和发射极间。如果本启动辅助电源提供的电压高于外界模块提供的辅助电源电压，三极管Q1导通，本启动辅助电源输出电流。如果外界模块提供的辅助电源电压高于本启动辅助电源电压0.7V以上，即输出端VCC的已有电压高于三极管Q1的发射极电压0.7V以上，通过二极管D22的导通，三极管Q1的BE问被反向偏置，三极管Q1截止，启动辅助电源不输出电流。

当外界模块保护动作，保护信号输入到三极管Q2的基极，使得三极管Q2导通，其集电极和发射极的电阻很低，第一稳压管D1相当于被短路。此时，稳压管电路提供的基准电压为第二稳压管D3上的截止电压，输出的辅助电源电压降低，且该辅助电源电压低于外界控制芯片上的工作电压，芯片停止工作，使得整个待供电的模块处在待机状态，这时启动辅助电源需要提供的负载电流在1mA以下，流过三极管Q1和电阻R1的电流也相应减小，三极管Q1的功耗可以由2W降低到0.07W以下，散热量降低，且可以减小电阻R1的电阻值，节省电路板的空间。

当本电路接入外界模块中使用后，在模块启动时，本启动辅助电源承担全部启动电流，第一稳压管D1和第二稳压管D3工作，从而提供较高的基准电压，电阻R1、三极管Q1短时间通过大电流，由于启动时间很短，不会影响各器件正常工作。在正常工作状态时，外界模块提供的辅助电源电压高于本启动辅助电源输出电压，本启动辅助电源不输出。在外界模块保护动作时，外界模块提供的辅助电源电压停止工作，本启动辅助电源的第二稳压管D3工作，提供较低的基准电压，使模块处于待机状态，此时电阻R1、三极管Q1只流过很小的电流，电阻R1可以采用较小的阻值，并降低三极管Q1的功耗。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种启动辅助电源电路，包括提供基准电压的稳压电路、与稳压电路连接的电流电路，所述电流电路具有输出端，其特征在于：所述稳压电路包括至少两个相互串联的稳压管，且设有控制器与其中至少一个稳压管并联，所述控制器可处于短路或开路状态。

2.如权利要求1所述的启动辅助电源电路，其特征在于：所述控制器为开关管(Q2)，开关管(Q2)的输入控制端接外界电路的保护信号输出，开关管(Q2)的输出端与所述至少一个稳压管的两端并联。

3.如权利要求2所述的启动辅助电源电路，其特征在于：所述稳压管为两个，其中第一稳压管(D1)的两端分别与开关管(Q2)的输出端并联。

4.如权利要求2所述的启动辅助电源电路，其特征在于：所述开关管(Q2)为双极性晶体管、MOS场效应管或IGBT。

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