CN103560661B - 一种受控的启动电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种受控的启动电路，其包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容器、第二电容器、第一二极管、第一稳压管第二稳压管、第一晶体管、第二晶体管、PWM启动电路、可控精密稳压源、变压器绕组。本发明的受控的启动电路的结构简单、重量轻、易小型化，且从外部信号输入到PWM启动电路启动之间存在延迟时间，该延迟性能够有效地防止自激震荡。

Description

一种受控的启动电路

技术领域

本发明涉及电路控制领域，具体而言，涉及一种受控的启动电路。

背景技术

开关稳压电源(以下简称开关电源)问世后，在很多领域逐步取代了线性稳压电源和晶闸管相控电源。早期出现的是串联型开关电源，其主电路拓扑与线性电源相仿，但功率晶体管工作于开关状态。

开关稳压电源的控制电路由于集成芯片技术的发展而变得非常简单，而这种集成电路的电源受电路构成、元件数量与封装面积的影响较大。控制启动电源的供给方法大致有两种方法，输出电压检测电源公用电路与PWM(脉冲宽度调制)电路用电源，输出电压检测电源公用电路的辅助电源用逆变电器的电路元件较多，使用工频变压器时，尺寸与重量较大，不能防止自激震荡。

PWM电路与输出电压检测电路的电源各自独立的电路，这种电路在逆变器启动后由主变压器辅助绕组供电，二次侧电压也由辅助绕组供电，缺点是1次和2次侧需要隔离，导致输入电压需要较高，较高电压不能加到集成控制器上。

随着脉宽调制(PWM)技术的发展，PWM开关电源问世，它的特点是用20kHz的载波进行脉冲宽度调制，电源的效率可达65％～70％，而线性电源的效率只有30％～40％。因此，用工作频率为20kHz的PWM开关电源替代线性电源，可大幅度节约能源，从而引起了人们的广泛关注，在电源技术发展史上被誉为20kHz革命。

随着超大规模集成芯片尺寸的不断减小，电源的尺寸与微处理器相比要大得多；而航天、潜艇、军用开关电源以及用电池的便携式电子设备(如移动电话等)更需要小型化、轻量化的电源。因此，对开关电源提出了小型轻量要求，包括磁性元件和电容的体积重量也要小。

发明内容

本发明提供了一种受控的启动电路，其包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容器、第二电容器、第一二极管、第一稳压管第二稳压管、第一晶体管、第二晶体管、PWM启动电路、可控精密稳压源、和变压器绕组，该变压器绕组包括：变压器初级绕组、变压器辅助绕组和变压器次级绕组；

其中所述第一电阻的一端分别连接第二电阻的一端和变压器初级绕组的一端，并且所述第一电阻的所述一端接收输入信号，所述第一电阻的另一端分别连接第一稳压管的阳极和第二稳压管的阴极，该第一稳压管的阴极分别连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端、第一电容器的一端和第一晶体管的集电极，所述第一电容器的另一端接地，所述第三电阻的另一端连接可控精密稳压源的阳极，该可控精密稳压源的参考极也连接至第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极接地，该可控精密稳压源的阴极分别连接第一晶体管的基极和第五电阻的一端，该第一晶体管的发射极连接第一二极管的阳极，该第一二极管的阴极连接第四电阻的一端，该第四电阻的另一端分别连接第五电阻的另一端、第二电容器一端、PWM启动电路的输入端和变压器辅助绕组的一端，所述第二电容器的另一端接地，所述变压器辅助绕组的另一端接地，所述PWM启动电路的输出端连接第二晶体管的基极，该第二晶体管的集电极连接所述变压器初级绕组的另一端，该第二晶体管发射极接地，所述变压器次级绕组输出信号。

优选的，所述输入信号为100-150V的直流电压。

优选的，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为NPN晶体管。

优选的，所述可控精密稳压源是TL431。

优选的，第一电阻的阻值为510千欧姆，第二电阻的阻值为200千欧姆，第三电阻的阻值为510欧姆，第四电阻的阻值为10欧姆，第五电阻的电阻值为1000欧姆，第一电容器的电容值为10uF，第二电容器的电容值为10uF。

本发明的受控的启动电路的结构简单、重量轻、易小型化，且从外部信号输入到PWM启动电路启动之间存在延迟时间，该延迟性能够有效地防止自激震荡。

附图说明

图1是本发明的受控的启动电路的示意性电路图。

具体实施方式

图1是本发明的受控的启动电路的示意性电路图，如图所示，本发明的受控的启动电路包括：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容器C1、第二电容器C2、第一二极管D1、第一稳压管Dz1、第二稳压管Dz2、第一晶体管T1、第二晶体管T2、PWM启动电路、可控精密稳压源PUT、和变压器绕组，该变压器绕组包括：变压器初级绕组、变压器辅助绕组和变压器次级绕组。

其中，所述第一电阻R1的一端分别连接第二电阻R2的一端和变压器初级绕组Na的一端，并且所述第一电阻R1的所述一端接收输入信号，该输入信号为100-150V的直流电压，所述第一电阻R1的另一端分别连接第一稳压管Dz1的阳极和第二稳压管Dz2的阴极，该第一稳压管Dz1的阴极分别连接第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的一端、第一电容器C1的一端和第一晶体管T1的集电极，所述第一电容器C1的另一端接地，所述第三电阻R3的另一端连接可控精密稳压源PUT的阳极，该可控精密稳压源PUT的参考极也连接至第二稳压管Dz2的阴极，所述第二稳压管Dz2的阳极接地，该可控精密稳压源PUT的阴极分别连接第一晶体管T1的基极和第五电阻R5的一端，该第一晶体管T1的发射极连接第一二极管D1的阳极，该第一二极管D1的阴极连接第四电阻R4的一端，该第四电阻R4的另一端分别连接第五电阻R5的另一端、第二电容器C2的一端、PWM启动电路的输入端和变压器辅助绕组Nb的一端，所述第二电容器C2的另一端接地，变压器辅助绕组Nb的另一端接地，所述PWM启动电路的输出端连接第二晶体管T2的基极，该第二晶体管T2的集电极连接所述变压器初级绕组Na的另一端，该第二晶体管T2的发射极接地，所述变压器次级绕组Nc输出信号。

所述可控精密稳压源PUT是公知的，市场上销售的型号例如是TL431。

所述第一晶体管和所述第二晶体管均为NPN晶体管。

本发明的受控的启动电路的工作过程：当外部信号输入时，由于此时第一晶体管T1和可控精密稳压源PUT的工作状态均为截止状态，所以变压器辅助绕组Nb上没有电流流过，第二晶体管T2也处于截止状态，在变压器初级绕组Na中无感应电动势，所以变压器次级绕组Nc无信号输出，而电流仅流过第二电阻R2和第一电容器C1，从而给第一电容器C1充电。第一电容器C1存储的电压随着持续充电而上升，当充电到预定一段时间后停止充电，这样第一电容器C1开始放电，放电电流通过第三电阻R3加到可控精密稳压源PUT上，当可控精密稳压源PUT的阳极电压高于第二稳压管Dz2的稳定电压时该可控精密稳压PUT导通，第一电容器C1上的电压通过第一晶体管T1的发射极输入到PWM启动电路的输入端，以进行电路的启动。当PWM启动电路启动后，第二晶体管T2导通，此时在变压器初级绕组Na中产生感应电动势，并通过变压器次级绕组Nc向外部输出信号。

第一电阻R1、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5起限流作用，第二电容器C2起滤波作用。第二电阻R2作为保护电阻来使用。由于第一电容器C1和第二电阻R2的存在使得本发明的启动电路可以承受的耐压值比较高。由于第一电容器C1有储存电荷的能力，对大电压起到缓冲作用，第二电阻R2的存在又使得当该第一电容器C1放电时的放电电流不至于太大，所以可以承受高达220V的电压。第二电阻R2也可以保证电路损坏时线路的安全性。由于在电路损坏时可能出现短路、断路等现象，这些情况的出现容易使电路出现火花，第二电阻R2的存在有效地防止电流过大而产生火花，使得本发明的启动电路的安全性得到提高。

第一电容器C1和第二电阻R2组成的模块存在时间常数，该时间常数值为1/R₂C₁，即第一电容器的电容值和第二电阻的电阻值的乘积的倒数，这就使得从外部信号输入到PWM启动电路启动之间存在一个延迟时间，该延迟性能够有效地防止自激震荡。

本发明所采用的各自元器件的值可以根据具体的应用来确定，这里举例说明一组在实践中使用的元器件的值，第一电阻的阻值为510千欧姆，第二电阻的阻值为200千欧姆，第三电阻的阻值为510欧姆，第四电阻的阻值为10欧姆，第五电阻的电阻值为1000欧姆，第一电容器的电容值为10uF，第二电容器的电容值为10uF。

本发明的受控的启动电路的结构简单、重量轻、易小型化，且能够有效地防止自激震荡。

本领域技术人员将理解本发明可以以本文中所述的那些以外的、没有偏离本发明的精神和本质特性的特定形式来执行。因此，所有方面的上述实施方式应当被解释为例示的而不是限制性的。本发明的范围应当由所附权利要求书和它们的法律等同物来确定，而不是由上述描述来确定，并且所有落入所附权利要求书的含义和等同范围之内的改变都将包括进来。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求书中没有显示地互相引用的权利要求可以组合起来，作为本发明的示例性实施方式，或者被包括而在提交本申请之后通过之后的修改而成为新权利要求。

本发明的方式

以用于执行本发明的最佳方式已经描述了各种实施方式。

工业应用性

如根据上述描述所显而易见的，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以对本发明做出各种修改和变型，而不偏离本发明的精神或范围。因此，旨在本发明覆盖落入所附权利要求书和它们的等同物的范围之内的修改例和变型。

Claims (5)

1.一种受控的启动电路，其包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容器、第二电容器、第一二极管、第一稳压管第二稳压管、第一晶体管、第二晶体管、PWM启动电路、可控精密稳压源、和变压器绕组，该变压器绕组包括：变压器初级绕组、变压器辅助绕组和变压器次级绕组；

其中所述第一电阻的一端分别连接第二电阻的一端和变压器初级绕组的一端，并且所述第一电阻的所述一端接收输入信号，所述第一电阻的另一端分别连接第一稳压管的阳极和第二稳压管的阴极，该第一稳压管的阴极分别连接第二电阻的另一端、第三电阻的一端、第一电容器的一端和第一晶体管的集电极，所述第一电容器的另一端接地，所述第三电阻的另一端连接可控精密稳压源的阳极，该可控精密稳压源的参考极也连接至第二稳压管的阴极，所述第二稳压管的阳极接地，该可控精密稳压源的阴极分别连接第一晶体管的基极和第五电阻的一端，该第一晶体管的发射极连接第一二极管的阳极，该第一二极管的阴极连接第四电阻的一端，该第四电阻的另一端分别连接第五电阻的另一端、第二电容器一端、PWM启动电路的输入端和变压器辅助绕组的一端，所述第二电容器的另一端接地，所述变压器辅助绕组的另一端接地，所述PWM启动电路的输出端连接第二晶体管的基极，该第二晶体管的集电极连接所述变压器初级绕组的另一端，该第二晶体管发射极接地，所述变压器次级绕组输出信号。

2.根据权利要求1的受控的启动电路，其特征在于所述输入信号为100-150V的直流电压。

3.根据权利要求1的受控的启动电路，其特征在于所述第一晶体管和所述第二晶体管均为NPN晶体管。

4.根据权利要求1的受控的启动电路，其特征在于所述可控精密稳压源是TL431。

5.根据权利要求1的受控的启动电路，其特征在于第一电阻的阻值为510千欧姆，第二电阻的阻值为200千欧姆，第三电阻的阻值为510欧姆，第四电阻的阻值为10欧姆，第五电阻的电阻值为1000欧姆，第一电容器的电容值为10uF，第二电容器的电容值为10uF。