CN103475206B - 一种宽电压辅助电源pwm芯片的启动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明适用电子电路领域，提供一种宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，所述电路包括电压检测模块、控制执行模块、低压启动模块、高压启动模块、稳压模块、储能模块及PWM芯片，所述电压检测模块输出端连接所述控制执行模块输入端，所述控制执行模块输出端分别连接所述低压启动模块及高压启动模块输入端，所述低压启动模块及高压启动模块输出端分别连接所述稳压模块输入端，所述稳压模块输出端连接所述储能模块输入端，所述储能模块输出端连接所述PWM芯片的VCC脚。通过输入电压检测及控制执行来使用不同的方案启动PWM芯片，实现自动化检测及控制，多方案启动PWM芯片无需多路供电，在高压启动电路中不需要加设高压储能电容。
Description
技术领域
本发明属于电子电路领域，尤其涉及一种宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路。
背景技术
随着当前开关电源产品需求的提高，对电源的输入电源范围要求与输出电压范围要求也越来越高；特别是随着高压直流产品的兴起，为了提高更广泛的适用性，输出电压的范围要求也越来越宽。对辅助电源要求也就越来越高（比如当前750V高压直流产品，输出电压范围要求电压范围从150V~750V，有的甚至要求电压范围从60V~750V），辅助电源设计难度也越来越大，面临越来越大的挑战。
目前，PWM启动的方案有两种，一种是单供电方案情况下实现方案，如图1所示，在普通电压范围领域能够实现辅助电源PWM芯片的正常启动，但在电压范围比较宽的情况下会出现低压输入情况下无法正常启动，在高压输入情况下导致启动电阻R101、R102损耗过大，或者电流过大导致启动电路无法正常工作。一种是双供电方案情况下实现方案，如图2所示，采用双供电方式的方案是针对辅助电源取电采用两种不同供电途径方案而进行的。能够有效解决在不同电压范围情况下，采用两种不同的供电电路来实现PWM芯片的供电启动。而这两种方案均都存在这各自的缺陷。其中，单供电方案存在的缺陷包括：1、在电压输入过低情况下送至控制芯片VCC电流过小，无法满足最小启动电流和阈值电压，PWM芯片不能正常启动，辅助电源无法正常工作；2、在高压输入情况下高压启动电阻R101、R102损耗过大；3、在高压输入情况下造成稳压管Z101电流过大，或者电压过高容易烧毁；从而致使PWM芯片VCC脚电压过高而损坏。双供电方案存在的缺陷包括：1、必须采用高压低压两路不同供电方案，针对单电源供电方案无法实施；而且电压等级必须有一定的区分；2、必须在高压增加高压储能电容保证后级能量输入，成本较高；3、无法实现自动化控制。
随着当前开关电源产品的输出电压范围的要求越来越高，特别是高压直流产品以及特种宽电压范围电源的兴起，带来了辅助电源启动在低压输入情况下启动电流不够无法正常启动，在高压输入情况下启动电流过大导致损耗过大或者电压过高损坏启动控制芯片的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，旨在解决单路供电实现不同方案启动PWM芯片的问题。
本发明是这样实现的，一种宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，所述电路包括电压检测模块、控制执行模块、低压启动模块、高压启动模块、稳压模块、储能模块及PWM芯片，所述电压检测模块输出端连接所述控制执行模块输入端，所述控制执行模块输出端分别连接所述低压启动模块及高压启动模块输入端，所述低压启动模块及高压启动模块输出端分别连接所述稳压模块输入端，所述稳压模块输出端连接所述储能模块输入端，所述储能模块输出端连接所述PWM芯片的VCC脚。
本发明的进一步技术方案是：该电路还包括至少一路具有扩展性的超高压启动模块及超高压执行模块，所述超高压启动模块输出端连接所述稳压模块输入端，所述超高压启动模块输入端连接所述超高压执行模块输出端，所述超高压执行模块输入端连接所述电压检测模块输出端。
本发明的进一步技术方案是：所述电压检测模块包括电阻R301、电阻R302、电阻R303及稳压二极管Z301，所述电阻R301经所述电阻R302分别连接稳压二极管Z301的阴极及电阻R303，所述电阻R303另一端接地。
本发明的进一步技术方案是：所述控制执行模块包括电阻R304、电阻R305、电阻R306、三极管Q301及三极管Q302，所述电阻R304经所述电阻R305分别连接所述三极管Q301的集电极、三极管Q302的基极及电阻R306，所述三极管Q301集电极连接所述稳压二极管Z301的阳极，所述三极管Q301的发射极接地，所述电阻R306另一端接地。
本发明的进一步技术方案是：所述高压启动模块包括电阻R308及电阻R309，所述电阻R308串联电阻R309。
本发明的进一步技术方案是：所述低压启动模块包括电阻R307，所述电阻R307一端连接所述输入电压，所述电阻R307另一端连接所述三极管Q302的集电极。
本发明的进一步技术方案是：所述稳压模块包括稳压二极管Z302，所述稳压二极管Z302的阴极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309及启动芯片，所述稳压二极管Z302的阳极接地。
本发明的进一步技术方案是：所述储能模块包括电容C301，所述电容C301的阳极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309、稳压二极管Z302的阴极及启动芯片，所述电容C301的阴极接地。
本发明的进一步技术方案是：所述超高压执行模块包括稳压二极管Z303、三极管Q303、三极管Q304、电阻R310、电阻R311及电阻R313，所述电阻R310经所述电阻R311分别连接所述三极管Q303的集电极、电阻R313、三极管Q304的基极，所述三极管Q304的发射极连接所述稳压二极管Z302，所述电阻R313另一端接地，所述三极管Q303发射极接地，所述三极管Q303的基极连接所述稳压二极管Z303的阳极，所述稳压二极管Z303的阴极连接所述电压检测模块。
本发明的进一步技术方案是：所述超高压启动模块包括电阻R312、电阻R314及电阻R315，所述电阻R312经所述电阻R314连接所述电阻R315，所述电阻R315连接所述三极管Q304的集电极。
本发明的有益效果是：通过输入电压检测及控制执行来使用不同的方案启动PWM芯片，实现了自动化检测及控制，多方案启动PWM芯片无需多路供电，在高压启动电路中不需要加设高压储能电容，降低了成本，同时也降低了高压输入时启动电路的损耗。
附图说明
图1是现有技术中提供的单路供电输入启动PWM芯片的电路；
图2是现有技术中提供的双路供电输入启动PWM芯片的电路；
图3是本发明实施例提供的宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路的结构框图；
图4是本发明实施例提供的宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路的双方案启动结构电路图；
图5是本发明实施例提供的宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路多方案启动结构电路图；
图6是本发明实施例提供的宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路具有扩展性模块的结构框图。
具体实施方式
附图标记：10-电压检测模块20-控制执行模块30-低压启动模块40-高压启动模块50-稳压模块60-储能模块70-PWM芯片80-超高压执行模块90-超高压启动模块。
如图3-5所示，本发明提供的宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，所述电路包括电压检测模块10、控制执行模块20、低压启动模块30、高压启动模块40、稳压模块50、储能模块60及PWM芯片70，市电电压输入电压检测模块10的输入端，电压检测模块10对输入电压进行检测，将检测过的电压经所述电压检测模块10输出端传输给连接的所述控制执行模块20输入端，所述控制执行模块20输出端分别连接所述低压启动模块30及高压启动模块40输入端，控制执行模块20将接收的电压与设置的阈值进行对比，当输入的电压低于等于阈值时，控制执行模块20会控制电压经过低压启动模块30导通对PWM芯片70进行供电启动；当输入电压大于阈值时，控制执行模块20会控制电压经过高压启动模块40导通对PWM芯片70进行供电启动，其中设置的阈值电压为200V；为了保证PWM芯片70的供电电压的稳定，在高压启动模块40和低压启动模块30输出端接入一个稳定电压的模块，所述低压启动模块30及高压启动模块40输出端分别连接所述稳压模块50输入端，在稳压模块50输出电压中为了防止有其他的影响到PWM芯片70的启动，在稳压之后增加一个储能模块60，提供启动能量，所述稳压模块50输出端连接所述储能模块60输入端，在储能模块60后输出一个足够启动能量的电压，使得PWM芯片70接收到的启动能量保证其启动正常，所述储能模块60输出端连接所述PWM芯片70的VCC脚。通过输入电压检测及控制执行来使用不同的方案启动PWM芯片70，实现了自动化检测及控制，实现了多方案启动PWM芯片70无需多路供电，在高压启动电路中不需要加设高压储能电容，有效降低了成本。
该电路还包括至少一路具有扩展性的超高压启动模块90及超高压执行模块80，所述超高压启动模块90输出端连接所述稳压模块50输入端，所述超高压启动模块90输入端连接所述超高压执行模块80输出端，所述超高压执行模块80输入端连接所述电压检测模块10输出端。
所述电压检测模块10包括电阻R301、电阻R302、电阻R303及稳压二极管Z301，所述电阻R301经所述电阻R302分别连接稳压二极管Z301的阴极及电阻R303，所述电阻R303另一端接地稳压二极管Z301的阳极连接所述三极管Q301的基极，所述电阻R301连接供电电压。
所述控制执行模块20包括电阻R304、电阻R305、电阻R306、三极管Q301及三极管Q302，所述电阻R304经所述电阻R305分别连接所述三极管Q301的集电极、三极管Q302的基极及电阻R306，所述三极管Q301集电极连接所述稳压二极管Z301的阳极，所述三极管Q301的发射极接地，所述电阻R306另一端接地，所述电阻R304连接供电电压。
所述高压启动模块40包括电阻R308及电阻R309，所述电阻R308串联电阻R309，所述电阻R308连接供电电压。
所述低压启动模块30包括电阻R307，所述电阻R307一端连接所述输入电压，所述电阻R307另一端连接所述三极管Q302的集电极。
所述稳压模块50包括稳压二极管Z302，所述稳压二极管Z302的阴极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309及启动芯片，所述稳压二极管Z302的阳极接地。
所述储能模块60包括电容C301，所述电容C301的阳极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309、稳压二极管Z302的阴极及启动芯片，所述电容C301的阴极接地。
所述超高压执行模块80包括稳压二极管Z303、三极管Q303、三极管Q304、电阻R310、电阻R311及电阻R313，所述电阻R310经所述电阻R311分别连接所述三极管Q303的集电极、电阻R313、三极管Q304的基极，所述三极管Q304的发射极连接所述稳压二极管Z302，所述电阻R313另一端接地，所述三极管Q303发射极接地，所述三极管Q303的基极连接所述稳压二极管Z303的阳极，所述稳压二极管Z303的阴极连接所述电压检测模块10。
所述超高压启动模块90包括电阻R312、电阻R314及电阻R315，所述电阻R312经所述电阻R314连接所述电阻R315，所述电阻R315连接所述三极管Q304的集电极。
在输入电压通过电阻R301、电阻R302、电阻R303分压到稳压二极管Z301的阴极的电压，通过稳压二极管Z301的电压等级不同，选取不同电压转折点的设置需求。当输入电压小于等于200V时，稳压二极管Z301的两端电压达不到击穿电压，稳压二极管Z301不导通，三极管Q301的基极没有电流通过，三极管Q301的集电极与发射极不导通，三极管Q302的基极通过电阻R304与电阻R305的供电导通，电阻R307的阻值较小，输入电流经过电阻R307经稳压二极管Z302、储能电容C301进入启动PWM芯片70构成了低压启动方案。当输入电压大于200V时，稳压二极管Z301的阴极电流达到击穿电流，使稳压二极管Z301导通，三极管Q301的基极有电流通过，三极管Q301的集电极与发射极导通，三极管Q302的基极没有电流通过，三极管Q302的发射极与集电极不导通，电阻R307断开，输入电流经过电阻R308、电阻309经稳压二极管Z302、储能电容C301进入启动PWM芯片70构成了高压启动方案。
在上述方案中电压检测不局限稳压管，还包括431基准管。
在上述方案中电压检测不局限三极管，还包括采用MOS管（绝缘栅场效应管）、继电器等代替。
能够在不同输入电压情况下自动切换启动电路实现全范围的启动方案，能够在高压输入情况下关闭低压启动电路，降低启动电路损耗，减少高压电容的使用成本有效降低成本，电压切换点选取方便简单；通过电压检测电阻R301、电阻R302与电阻R303的匹配方便实现不同切换电压等级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种宽电压辅助电源PWM芯片的启动电路，其特征在于，所述电路包括电压检测模块、控制执行模块、低压启动模块、高压启动模块、稳压模块、储能模块及PWM芯片，所述电压检测模块输出端连接所述控制执行模块输入端，所述控制执行模块输出端分别连接所述低压启动模块及高压启动模块输入端，所述低压启动模块及高压启动模块输出端分别连接所述稳压模块输入端，所述稳压模块输出端连接所述储能模块输入端，所述储能模块输出端连接所述PWM芯片的VCC脚；所述控制执行模块包括电阻R304、电阻R305、电阻R306、三极管Q301及三极管Q302，所述电阻R304经所述电阻R305分别连接所述三极管Q301的集电极、三极管Q302的基极及电阻R306的一端，所述三极管Q301基极连接稳压二极管Z301的阳极，所述三极管Q301的发射极接地，所述电阻R306另一端接地。
2.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于：该电路还包括至少一路具有扩展性的超高压启动模块及超高压执行模块，所述超高压启动模块输出端连接所述稳压模块输入端，所述超高压启动模块输入端连接所述超高压执行模块输出端，所述超高压执行模块输入端连接所述电压检测模块输出端。
3.根据权利要求1或2所述的启动电路，其特征在于：所述电压检测模块包括电阻R301、电阻R302、电阻R303及稳压二极管Z301，所述电阻R301经所述电阻R302分别连接稳压二极管Z301的阴极及电阻R303的一端，所述电阻R303的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的启动电路，其特征在于：所述高压启动模块包括电阻R308及电阻R309，所述电阻R308串联电阻R309。
5.根据权利要求4所述的启动电路，其特征在于：所述低压启动模块包括电阻R307，所述电阻R307一端连接输入电压，所述电阻R307另一端连接所述三极管Q302的集电极。
6.根据权利要求5所述的启动电路，其特征在于：所述稳压模块包括稳压二极管Z302，所述稳压二极管Z302的阴极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309及启动芯片，所述稳压二极管Z302的阳极接地。
7.根据权利要求6所述的启动电路，其特征在于：所述储能模块包括电容C301，所述电容C301的阳极分别连接所述三极管Q302的发射极、电阻R309、稳压二极管Z302的阴极及启动芯片，所述电容C301的阴极接地。
8.根据权利要求2所述的启动电路，其特征在于：所述超高压执行模块包括稳压二极管Z303、三极管Q303、三极管Q304、电阻R310、电阻R311及电阻R313，所述电阻R310经所述电阻R311分别连接所述三极管Q303的集电极、电阻R313的一端、三极管Q304的基极，所述三极管Q304的发射极连接所述稳压二极管Z302，所述电阻R313的另一端接地，所述三极管Q303的发射极接地，所述三极管Q303的基极连接所述稳压二极管Z303的阳极，所述稳压二极管Z303的阴极连接所述电压检测模块。
9.根据权利要求8所述的启动电路，其特征在于：所述超高压启动模块包括电阻R312、电阻R314及电阻R315，所述电阻R312经所述电阻R314连接所述电阻R315，所述电阻R315连接所述三极管Q304的集电极。
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