CN105763035B

CN105763035B - 一种提高低温启动能力的方法及电路

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Publication number: CN105763035B
Application number: CN201610220147.0A
Authority: CN
Inventors: 周兴; 宋建峰; 冯刚
Original assignee: Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Current assignee: Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2018-06-29
Anticipated expiration: 2036-04-11
Also published as: CN105763035A

Abstract

本发明公开了一种开关电源提高低温启动能力的方法及电路，通过温度检测电路检测环境温度输入至逻辑控制电路，逻辑控制电路根据温度情况来输出逻辑电平决定PFC电路是否工作。当产品处于常温和高温下时，逻辑控制电路关断PFC电路，电路通过二极管给后级电解电容充电，产品可以正常工作；当产品处于低温下时，逻辑控制电路打开PFC电路，由PFC电路升压给电解电容充电，从而大大的改善由于电解电容低温特性而导致的启动不良问题，同时其磁性元器件和功率器件等都可以选择远小于常规的规格，且还能避免低温下由于电解电容上储能不足而导致的输出建立过程中出现电压跌落。

Description

一种提高低温启动能力的方法及电路

技术领域

本发明涉及开关电源，特别涉及AC-DC开关电源的提高低温启动能力的方法及电路。

背景技术

现在的模块开关电源应用条件越来越复杂，目前很多应用要求能在高寒地区使用，相应的，业内许多AC-DC开关电源厂家将最低工作环境温度定义到-40℃，然而目前为止绝大多数的电源厂家都要求客户在低温下进行降额使用。也就是说在低温下，电源带负载能力变差了。

常规的AC-DC开关电源的输入整流滤波电路如图1所示，此电路至少包括一个整流电路和一个电解电容C1，其后级连接DC-DC电路；整流电路把交流电整流成脉动直流电，电解电容C1对所述脉动直流电进行存储、滤波后给后级DC-DC电路提供能量；所述电解电容C1的作用至关重要，因为它决定了DC-DC电路能够给后级负载提供的最大功率。

如图2所示，市电整流后的脉动直流周期：

式1中：t_c为桥式整流的导通时间，t_H为桥式整流的截止时间，f为电网频率。

电解电容C1上的脉动直流上限电压：

式2中：V_RMS为交流电网有效值。

在t_H期间，负载消耗的能量完全由电解电容C1提供，所以，

式3中：Po为总的输出功率，C1为变换器输入电解电容C1的容值，η为DC-DC电路的效率，V_min为脉动直流下限电压。

由式1、2、3可得出电解电容C1上的脉动直流下限电压Vmin与电解电容C1容值的关系如下所示：

显然若取工频电网频率为50HZ，则t_C<5ms，常规的工程应用中t_C一般取3ms。

从式3中我们也可以看出总的输出功率Po与电解电容C1的容值成正比关系，电解电容C1的容值越大，则总的输出功率Po越大，也就意味着电解电容C1能够在桥式整流的截止时间t_H阶段给DC-DC电路提供更多的能量，其启动及带载能力也就越强；同样的从式4可以看出脉动直流下限电压Vmin与电解电容C1的容值是正相关的关系，相同条件下电路中电解电容C1的容值越小时，脉动直流下限电压Vmin也会越小；

一般的DC-DC变换器都会有脉动直流下限电压Vmin的最小值要求，低于最小值后DC-DC电路会欠压而不工作甚至损坏，所以会对电解电容C1的最小容值有限制。特别是在低温条件下，电解电容C1容值会大幅下降。由于容值的降低，电解电容C1能够给后级提供的能量就减少并且脉动直流下限电压Vmin也会变低，从而导致低温下启动瞬间产品带载能力很差且容易进入欠压，最终使得输出电压建立过程中存在反复跌落的情况。当然工作一段时间后，由于产品本身发热，电解电容C1的容值又会不断上升，同时脉动直流下限电压Vmin升高，产品带载能力又得到提高。

很明显此电路由于低温下电解电容C1容值降低，使其在启动过程中存在以下两个缺陷：1.电解电容C1上储存的能量减少，DC-DC电路能够输出的功率减小；2.电解电容C1上脉动直流电压下限值Vmin降低，产品容易进入欠压，从而输出建立过程存在反复跌落。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是提供一种提高开关电源低温启动能力的电路及方法，解决现有整流滤波电路低温启动能力不足及输出建立过程反复跌落的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高低温启动能力的电路，应用于AC-DC开关电源中，包括：整流电路(100)、PFC电路(200)、DC-DC电路(300)、电解电容C1、整流二极管D1、时序电路(600)、温度检测电路(400)、逻辑控制电路(500)；

交流输入经所述的整流电路(100)后输出脉动直流电压；

所述的温度检测电路(400)采样环境温度并输出温度采样信号输出到所述的逻辑控制电路(500)控制所述的PFC电路(200)的工作状态；；

当环境温度低于温度设定值时，所述的逻辑控制电路(500)不工作，所述的脉动直流电压输入至所述的PFC电路(200)，所述的PFC电路(200)启动并开始给所述的电解电容C1充电，所述的PFC电路(200)产生就绪信号输出至所述的时序电路(600)控制所述的DC-DC电路(300)的工作状态；

当所述的PFC电路(200)输出电压没有达到电压设定值前，所述的时序电路(600)输出欠压控制信号使得所述的DC-DC电路(300)无法工作；当所述的PFC电路(200)的输出电压达到电压设定值后，所述的时序电路(600)不再有欠压控制信号输出，所述的DC-DC电路(300)才能开始工作，从所述的电解电容C1中获取电能实现功率转换；

当所述的环境温度大于或等于温度设定值时，所述的逻辑控制电路(500)输出温度控制信号使得所述的PFC电路(200)不再工作，此时所述的脉动直流电压输入至所述的整流二极管D1，由所述的整流二极管D1给所述的电解电容C1充电并提供给到DC-DC电路(300)实现功率转换。

上述技术方案的工作原理分析如下(以温度采样信号、温度控制信号为高电平为例；PFC电路(200)的输出电压设定值在此设为400V；PFC电路(200)控制芯片选用Fairchild的FAN6982；DC-DC电路(300)控制芯片选用Fairchild的FAN7601B)：

当产品在低温下启动时，所述的温度检测电路(400)输出高电平温度采样信号给到所述的逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)不工作，所述的PFC电路(200)先启动；启动初期所述的PFC电路(200)的输出电压低于400V，所述的时序电路接收所述的PFC电路(200)控制芯片就绪信号输出引脚(RDY)输出的高阻态信号，从而拉低所述的DC-DC电路(300)控制芯片锁存保护和软启动控制引脚(SS)，使得所述的DC-DC电路(300)不能启动；当所述的PFC电路(200)的输出电压达到400V时，所述的PFC电路(200)控制芯片就绪信号输出引脚(RDY)输出呈现低组态，所述的时序电路(600)不再拉低所述的DC-DC电路(300)控制芯片锁存保护和软启动控制引脚(SS)引脚电平，所述的DC-DC电路(300)开始启动并与所述的PFC电路(200)同时工作；所述的DC-DC电路(300)工作后其控制芯片栅极驱动输出引脚(OUT)输出脉冲电压给到所述的时序电路(600)，使得所述的时序电路(600)在DC-DC电路(300)工作时，所述的PFC电路(200)控制芯片就绪信号输出引脚(RDY)输出端被拉到输入地，所述的DC-DC电路(300)不再受所述的PFC电路(200)影响；此时所述的电解电容C1上为稳定的400V直流电压，故不存在低温下脉动直流电压下限变低而带来的欠压问题，所述的电解电容C1也不再是DC-DC电路(300)输出功率的限制因素，此时产品的启动能力只与所述的PFC电路(200)的带载能力有关。

当产品稳定工作一段时间后，所述的温度检测电路(400)检测到高温后并输出低电平信号给到所述逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)输出低电平拉低所述的PFC电路(200)控制芯片电压反馈输入引脚(FBPFC)，使得所述的PFC电路(200)停止工作；所述的DC-DC电路(300)继续工作，此时由整流二极管D1给电解电容C1充电并提供给到所述的DC-DC电路(300)。

注：

FAN6982的RDY引脚定义为：就绪信号输出引脚，该引脚控制上电顺序，当FAN6982导通且FBPFC引脚电压超过2.4V时，RDY引脚拉低阻抗；如果FBPFC引脚电压低于1.15V，RDY引脚拉高阻抗。

FAN6982的FBPFC引脚定义为：电压反馈输入引脚，PFC电压环路的反馈输入，PFC误差放大器的反相输入。该引脚通过分压电路连接至PFC输出。

FAN7601B的SS引脚定义为：锁存保护和软启动控制引脚。

FAN7601B的OUT引脚定义为：栅极驱动输出引脚。

作为上述电路的改进，所述的提高低温启动能力的电路还包括一电流检测电路(700)，所述的电流检测电路(700)检测所述的DC-DC电路(300)输出电流大小，输出反馈信号到所述的逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)在温度检测的基础上根据电流大小来进一步判断是否关闭所述的PFC电路(200)。

上述改进方案不是在高温下直接关闭所述的PFC电路(200)，从而充分利用PFC电路(200)的功能提高全温度范围内轻载下的产品视在功率，而不是单一解决低温启动问题。

作为所述的整流电路(100)的特征在于：包含一个输入端和一个输出端；所述整流电路(100)的输出端分为输出端正和输出端负；所述的交流输入从所述的输入端流入，所述的脉动直流电压从所述的输出端流出。

作为所述的PFC电路(200)的特征在于：包含一个输入端，一个输出端，PFC电路(200)控制芯片的两个功能引脚：就绪信号输出引脚(RDY)、电压反馈输入引脚(FBPFC)；所述的输入端和输出端都分为正和负；所述的PFC电路(200)的输入端连接所述的整流电路(100)的输出端；所述的PFC电路(200)的输出端与所述的DC-DC电路(300)的输入端相连；所述的电解电容C1并联在所述的PFC电路(200)输出端的输出端正和输出端负之间；所述的二极管D1的阳极接所述的PFC电路(200)的输入端正，所述的二极管D1的阴极接所述的PFC电路(200)的输出端正。

作为所述DC-DC电路(300)的特征在于：包含一个输入端，一个输出端，DC-DC电路(300)控制芯片的两个功能引脚：锁存保护和软启动控制引脚(SS)、栅极驱动输出引脚(OUT)；所述的DC-DC电路(300)的输入端接所述的PFC电路(200)的输出端，所述的DC-DC电路(300)的输出端输出电压(Vout)。

作为所述的时序电路(600)的一种具体实施方式，包括：电阻R601、电阻R602、电阻R603、电容C601、二极管D601、场效应管TR601、场效应管TR602；所述PFC电路(200)的就绪信号依次经所述的场效应管TR601的栅极、源极后接输入地；所述的电阻R601一端与所述场效应管TR601的栅极相连，另一端接第一辅助供电电源电压(VCC1)；所述的场效应管TR601的漏极为所述的时序电路(600)的输出端，与所述的DC-DC电路(300)控制芯片锁存保护和软启动控制引脚(SS)相连；所述的DC-DC电路(300)控制芯片栅极驱动输出引脚(OUT)依次经所述的二极管D601的阳极、所述的二极管D601的阴极、所述的电阻R602、所述的场效应管TR602的栅极、所述的场效应管TR602的源极后接输入地；所述的场效应管TR602的漏极连接到所述的场效应管TR601的栅极；所述的电阻R603并联在所述的二极管D601的阴极与输入地之间；所述的电容C601与所述的电阻R603并联。

作为温度检测电路(400)的一种具体的实施方式，包括：电阻R401、电阻R402、热敏电阻R403、电阻R404、误差放大器U401和电容C401；第二辅助供电电源电压(VCC2)依次经所述的电阻R401、所述的误差放大器U401的阴极、所述的误差放大器U401的阳极后接输出地；所述的误差放大器U401的基准脚与阴极相连，所述的误差放大器U401的阴极依次经所述的电阻R402、所述的热敏电阻R403后接输出地；所述的电容C401与所述的热敏电阻R403并联；所述的电阻R404一端接所述的电阻R402和所述的热敏电阻R403的连接点，另一端输出所述的温度采样信号。

作为逻辑控制电路(500)的一种具体的实施方式，包括：单片机U501、电阻R501、电阻R502、电阻R503、电阻R504、电阻R505、光耦OC501、场效应管TR501和场效应管TR502；所述的单片机U501的第一个I/O口(PA0)接收所述的温度采样信号；所述的单片机的第二个I/O口(PA1)依次经所述的电阻R501、所述的场效应管TR501的栅极、所述的场效应管TR501的源极后接输出地；所述的电阻R502并联于所述的场效应管TR501的栅极和源极之间；所述的场效应管TR501的漏极依次经所述的光耦OC501的发光二极管的阴极、所述的光耦OC501的发光二极管的阳极、所述的电阻R503后接第二辅助供电电源电压(VCC2)；所述的光耦OC501三极管的集电极经所述的电阻R504后连接到第一辅助供电电源电压(VCC1)；所述的光耦OC501三极管的发射极依次经所述的场效应管TR502的栅极、源极后接输入地；所述的电阻R505并联在所述的场效应管TR502的栅极和源极之间；所述的场效应管TR502的漏极输出所述的温度控制信号，与所述的PFC电路(200)控制芯片电压反馈输入引脚(FBPFC)相连。

作为所述的电流检测电路(700)的一种具体的实施方式，包括电阻R701、电阻R702、电阻R703、电阻R704、电阻R705、误差放大器U701；所述的电阻R701串接在所述的DC-DC电路(300)输出端负，所述的电阻R701与所述的DC-DC电路(300)输出端负的连接点依次经所述的电阻R702、所述的误差放大器U701的输入负端、所述的电阻R703、所述的误差放大器U701的输出端、所述的电阻R704到所述的逻辑控制电路(500)；所述的误差放大器U701的输入端正经电阻R705到输出地，所述的电容C701并联在所述的电阻R703两端。

相应的，本发明提供一种提高低温启动能力的方法，应用于AC-DC开关电源中，包括如下步骤：

温度采样信号产生及传输步骤：温度检测电路(400)采样环境温度并输出温度采样信号到逻辑控制电路(500)；

就绪信号产生及传输步骤：当环境温度低于温度设定值时，所述的逻辑控制电路(500)不工作，PFC电路(200)启动并开始给电解电容C1充电，同时所述的PFC电路(200)产生就绪信号输出至时序电路(600)；

时序控制步骤：当所述的PFC电路(200)输出电压没有达到电压设定值前，所述的时序电路(600)输出欠压控制信号使得DC-DC电路(300)无法工作；当所述的PFC电路(200)的输出电压达到电压设定值后，所述的时序电路(600)不再有欠压控制信号输出，所述的DC-DC电路(300)才能开始工作，从所述的电解电容C1中获取电能实现功率转换；

温度控制信号产生及控制步骤：当所述的环境温度大于或等于温度设定值时，所述的逻辑控制电路(500)输出温度控制信号，所述的PFC电路(200)不再工作，此时由整流二极管D1给所述的电解电容C1充电并提供给到DC-DC电路(300)实现功率转换。

作为上述方法的改进，还包括输出电流检测控制步骤：电流检测电路(700)检测输出电流信号反馈到所述的逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)在温度检测的基础上根据电流大小来进一步判断是否关闭所述的PFC电路(200)。

本发明的有益效果如下：

1、本发明利用低温下磁芯的最大磁通密度大幅增加的特性，提高低温下PFC电路的过功率点，有效的提高了产品的低温启动能力；

2、本发明中的PFC电路在常温下过功率点较小，PFC电感、MOS管等功率器件可以使用较小的规格，减小了整体体积；

3、常、高温下PFC在轻负载模式下工作，重载时不工作，有效降低了产品的轻负载下视在功率，降低客户系统待机功耗。

附图说明

图1为常规开关电源输入整流电路的框图；

图2为常规整流电路中电解电容C1上电压波形；

图3为本发明的电路功能框图一；

图4为本发明实施一的电路图；

图5为本发明的电路功能框图二；

图6为本发明实施三的电路图。

具体实施方式

本发明技术方案的构思是：通过温度检测电路判断环境温度，将检测值作为逻辑控制电路的输入信号，逻辑控制电路根据温度情况来输出逻辑电平，此逻辑电平可决定PFC电路是否工作。当产品处于高温下时，逻辑控制电路关断PFC电路，电路通过二极管给后级电解电容充电，产品可以正常工作；当产品处于低温下时，逻辑控制电路打开PFC电路，由PFC电路升压给电解电容充电，此时电解电容上可以得到较高的直流电压，大大改善由于电解电容低温特性而导致的启动不良问题。同时由于此电路中PFC电路只需要在低温下工作，故其磁性元器件和功率器件等都可以选择远小于常规的规格。

进一步地，在上述构思的基础上可以增加一个电流检测电路，检测输出电流信号反馈到逻辑控制单元，从而在温度检测的基础上根据电流大小来判断是否关闭PFC电路，而不是在高温下直接关闭PFC电路，这样可以充分利用PFC电路的功能，提高全温度范围内轻载下的产品视在功率，而不是单一解决低温启动问题。

以下为本发明的功能框图：

参见图3为本发明的功能框图一，包括交流输入、整流电路100、PFC电路200、DC-DC电路300、温度检测电路400、逻辑控制电路500、时序电路600、电解电容C1、二极管D1；

交流输入、整流电路100、PFC电路200、电解电容C1、DC-DC电路300依次串联后输出电压Vout；

二极管D1的阳极接PFC电路200的输入正、阴极接PFC电路200的输出正；

PFC电路200控制芯片包含两个功能引脚：就绪信号输出引脚RDY、电压反馈输入引脚FBPFC；

DC-DC电路300控制芯片包含两个功能引脚：锁存保护和软启动控制引脚SS、栅极驱动输出引脚OUT；

温度检测电路400的输出端接逻辑控制电路500的第一输入端；逻辑控制电路500的输出端接PFC电路200控制芯片反馈输入引脚FBPFC；时序电路600的第一输入端接PFC电路200控制芯片就绪信号输出引脚RDY、第二输入端接DC-DC电路300控制芯片栅极驱动输出引脚OUT、输出端接DC-DC电路300控制芯片锁存保护和软启动控制引脚SS。

图5为本发明的功能框图二，增加了一个电流检测电路700，电流检测电路700的输入端接DC-DC电路300的输出端、输出端接接逻辑控制电路500的第二输入端。

下面结合具体实现电路进一步说明。

实施例一

图4为本发明第一实施例电路原理图，遵循上述功能框图一的连接关系，整流电路100将交流输入整流成脉动直流电压提供给PFC电路200的输入端；PFC电路200将脉动直流电压升压后存储在电解电容C1中；电解电容C1接在DC-DC电路300的输入端，给其提供能量；二极管D1在PFC电路不工作时通过整流电路给电解电容C1提供充电路径；

温度检测电路400包括：电阻R401、电阻R402、热敏电阻R403、电阻R404、误差放大器U401和电容C401；第二辅助供电电源电压VCC2依次经电阻R401、误差放大器U401的阴极、误差放大器U401的阳极后接输出地；误差放大器U401的基准脚与阴极相连，误差放大器U401的阴极依次经电阻R402、热敏电阻R403后接输出地；电容C401与热敏电阻R403并联；电阻R404一端接电阻R402和热敏电阻R403的连接点，另一端即为的温度检测电路400的输出信号，接逻辑控制电路500中单片机的I/O口PA1脚；

逻辑控制电路500包括：单片机U501、电阻R501、电阻R502、电阻R503、电阻R504、电阻R505、光耦OC501、场效应管TR501和场效应管TR502；单片机U501的第二个I/O口PA1接收温度检测电路400的输出信号；单片机U501的第一个I/O口PA0依次经电阻R501、场效应管TR501的栅极、场效应管TR501的源极后接输出地；电阻R502并联于场效应管TR501的栅极和源极之间；场效应管TR501的漏极依次经光耦OC501的发光二极管的阴极、光耦OC501的发光二极管的阳极、电阻R503后接第二辅助供电电源电压VCC2；光耦OC501三极管的集电极经电阻R504后连接到第一辅助供电电源电压VCC1；光耦OC501三极管的发射极依次经场效应管TR502的栅极、场效应管TR502的源极后接输入地；电阻R505并联在场效应管TR502的栅极和源极之间；场效应管TR502的漏极即为单片机对PFC电路200的控制信号输出端，与PFC电路200控制芯片电压反馈输入引脚FBPFC相连；

时序电路600包括：电阻R601、电阻R602、电阻R603、电容C601、二极管D601、场效应管TR601、场效应管TR602；PFC电路200的就绪信号依次经场效应管TR601的栅极、源极接后接地；电阻R601一端与场效应管TR601的栅极相连，另一端接第一辅助供电电源电压VCC1；场效应管TR601的漏极为时序电路600的输出端，此点与DC-DC电路300控制芯片锁存保护和软启动控制引脚SS相连；DC-DC电路300控制芯片栅极驱动输出引脚OUT依次经二极管D601的阳极、二极管D601的阴极、电阻R602、场效应管TR602的栅极、场效应管TR602的源极到输入地；场效应管TR602的漏极连接到场效应管TR601的栅极；电阻R603并联在二极管D601的阴极与输入地之间；电容C601与电阻R603并联。

本实施例工作原理如下：

交流上电后，整流电路100、PFC电路200、整流二极管D1、电解电容C1先工作，DC-DC电路300被锁死，待PFC电路200输出建立后，才启动DC-DC电路300，实现PFC电路200和DC-DC电路300的时序启动，时序启动原理如下：在PFC电路200输出电压达到电压设定值前(此电压一般为400V)，PFC电路200控制芯片就绪信号输出引脚RDY提供高阻抗信号，时序电路600接收到所述的高阻抗信号后，场效应管TR601导通，从而拉低DC-DC电路300的锁存保护和软启动控制引脚SS，使得DC-DC电路300被锁死；当PFC电路200的输出电平达到电压设定值后，PFC电路200控制芯片就绪信号输出引脚RDY提供低阻抗信号，场效应管TR601截止，从而DC-DC电路300可以正常启动；DC-DC电路300开始工作后，DC-DC电路300控制芯片栅极驱动输出引脚OUT输出驱动脉冲信号，通过二极管D601存储在电容C601中，以维持场效应管TR602的持续导通状态，从而使得场效应管TR601维持关闭状态确保PFC电路200控制芯片就绪信号输出引脚RDY不再影响启动后的DC-DC电路300；特别是后续PFC电路200关断后，不会导致DC-DC电路300被关闭。

温度检测电路400中的误差放大器U401和电阻R401给采样电阻R402和R403一个恒定的供电电压，热敏电阻R403在不同温度下阻值不同，从而热敏电阻R403上压降不同，给到逻辑控制电路500的电平也不同(单片机可以自由定义电平高为低温还是电平低为低温)；电容C401和电阻R404为RC滤波电路，用于防干扰；

逻辑控制电路500中单片机U501的I/O口PA1接收到温度采样信号，从而执行相应的程序确定是否关断PFC电路200：

当温度检测电路400检测到低温信号时，逻辑控制电路500中的I/O口PA1和PA2输出低电平，逻辑控制电路500不对PFC电路200控制芯片电压反馈输入引脚FBPFC及DC-DC电路300控制芯片锁存保护和软启动控制引脚SS执行任何操作，此时由于时序电路600的存在，实现了PFC电路200先建立输出，然后DC-DC电路300才启动的时序。启动过程中，所述电解电容C1上的电压将不会有图2所示中的脉动直流电压，而是稳定的400V，从而产品低温的带载能力很强。

当温度检测电路400检测到温度升高后，逻辑控制电路500中的单片机U501通过PA1引脚输出高电平，使得场效应管TR501导通，光耦OC501的发光二极管导通，光耦OC501的三极管导通从而使得场效应管TR502导通，PFC电路200控制芯片电压反馈输入引脚FBPFC被拉到地，从而关断PFC电路200，电路通过二极管D1给后级电解电容C1充电，产品依然可以正常工作。

由于电解电容C1在工作一段时间后，随着温度的上升，电容的容值很快回升，其特性与常温差异不大，此时关断PFC电路200既已处理好低温带载能力不强的问题，又能保证PFC电路200不会因为过功率而损坏。

实施例二

实施例二与实施例一原理图完全一致，不同之处在于单片机U501控制方式不同，实施例一中，单片机U501通过监测温度，当温度升高后关闭PFC电路200。此实施例则可通过单片机U501内部的计时器来进行控制，通过程序设定，当单片机U501上电一段时间后，即可将PFC电路200关闭，只需确保电解电容C1的容值上升到一定程度即可。

本实施例通过单片机U501进行计时，工作一段时间后关断PFC电路200工作的控制方式，控制方式更简单，也不存在温度采样误差较大等问题。

实施例三

图6为本发明第三实施例的原理图，实施例三与实施例二的不同之处在于新增了一个电流检测电路700，电流检测电路700的包括电阻R701、电阻R702、电阻R703、电阻R704、电阻R705、误差放大器U701；电阻R701串接在DC-DC电路300输出端负到负载之间，电阻R701与DC-DC电路输出端负的连接点依次经电阻R702、误差放大器U701的输入端负、电阻R703、误差放大器U701的输出端、电阻R704到单片机的第三I/O口PA2；误差放大器U701的输入正经电阻R705到输出地，电容C701并联在电阻R703两端。

电流检测电路700可以检测输出电流信号反馈到逻辑控制电路500，从而在温度检测的基础上根据电流大小来判断是否关闭PFC电路200，而不是在高温下直接关闭PFC电路200，这样可以提高全温度范围内轻载下的产品视在功率，充分利用PFC电路200的功能，而不是单一解决低温启动问题。

当然，上述实施例也有温度检测和时间控制两种方式来关闭PFC电路200，这对于本领域的技术人员而言，是本申请权利要求的等同技术方案，为了节约篇幅，在实施例和权利要求书中不赘述。

此外，本发明在分析工作原理和描述连接关系时为了方便本领域的技术人员理解，使用了Fairchild的FAN6982和FAN7601B芯片及其相关的功能引脚等，这不应当视为对本申请保护范围的限制，本领域的技术人员可以做出其它的等同替换，这些等同替换也属于本发明的保护范围。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，如将三极管Q1替换为MOS管等均落在本发明权利保护范围之内。

Claims

1.一种提高低温启动能力的电路，应用于AC-DC开关电源中，包括：整流电路(100)、PFC电路(200)、DC-DC电路(300)、电解电容C1、整流二极管D1、时序电路(600)、温度检测电路(400)、逻辑控制电路(500)；

交流输入经所述的整流电路(100)后输出脉动直流电压；

所述的温度检测电路(400)采样环境温度并输出温度采样信号输出到所述的逻辑控制电路(500)控制所述的PFC电路(200)的工作状态；

当所述的PFC电路(200)输出电压没有达到电压设定值前，所述的时序电路(600)输出欠压控制信号使得所述的DC-DC电路(300)无法工作，当所述的PFC电路(200)的输出电压达到电压设定值后；所述的时序电路(600)不再有欠压控制信号输出，所述的DC-DC电路(300)才能开始工作，从所述的电解电容C1中获取电能实现功率转换；

当所述的环境温度大于或等于温度设定值时，所述的逻辑控制电路(500)输出温度控制信号使得所述的PFC电路(200)不再工作，此时所述的脉动直流电压输入至所述的整流二极管D1，由所述的整流二极管D1给所述的电解电容C1充电并提供给到所述的DC-DC电路(300)实现功率转换。

2.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：还包括一电流检测电路(700)，所述的电流检测电路(700)检测所述的DC-DC电路(300)输出电流大小，输出反馈信号到所述的逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)在温度检测的基础上根据电流大小来进一步判断是否关闭所述的PFC电路(200)。

3.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的整流电路(100)包含一个输入端和一个输出端；所述整流电路(100)的输出端分为输出端正和输出端负；所述的交流输入从所述的输入端流入，所述的脉动直流电压从所述的输出端流出。

4.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的PFC电路(200)包含一个输入端，一个输出端，以及PFC电路(200)控制芯片的两个功能引脚：就绪信号输出引脚(RDY)、电压反馈输入引脚(FBPFC)；所述的输入端和输出端都分为正和负；所述的PFC电路(200)的输入端连接所述的整流电路(100)的输出端；所述的PFC电路(200)的输出端与所述的DC-DC电路(300)的输入端相连；所述的电解电容C1并联在所述的PFC电路(200)输出端的输出端正和输出端负之间；所述的二极管D1的阳极接所述的PFC电路(200)的输入端正，所述的二极管D1的阴极接所述的PFC电路(200)的输出端正。

5.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述DC-DC电路(300)包含一个输入端，一个输出端，以及DC-DC电路(300)控制芯片的两个功能引脚：锁存保护和软启动控制引脚(SS)、栅极驱动输出引脚(OUT)；所述的DC-DC电路(300)的输入端接所述的PFC电路(200)的输出端，所述的DC-DC电路(300)的输出端输出电压(Vout)。

6.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的时序电路(600)包括：电阻R601、电阻R602、电阻R603、电容C601、二极管D601、场效应管TR601、场效应管TR602；所述PFC电路(200)的就绪信号依次经所述的场效应管TR601的栅极、源极后接输入地；所述的电阻R601一端与所述场效应管TR601的栅极相连，另一端接第一辅助供电电源电压(VCC1)；所述的场效应管TR601的漏极为所述的时序电路(600)的输出端，与所述的DC-DC电路(300)控制芯片锁存保护和软启动控制引脚(SS)相连；所述的DC-DC电路(300)控制芯片栅极驱动输出引脚(OUT)依次经所述的二极管D601的阳极、所述的二极管D601的阴极、所述的电阻R602、所述的场效应管TR602的栅极、所述的场效应管TR602的源极后接输入地；所述的场效应管TR602的漏极连接到所述的场效应管TR601的栅极；所述的电阻R603并联在所述的二极管D601的阴极与输入地之间；所述的电容C601与所述的电阻R603并联。

7.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的温度检测电路(400)包括：电阻R401、电阻R402、热敏电阻R403、电阻R404、误差放大器U401和电容C401；第二辅助供电电源电压(VCC2)依次经所述的电阻R401、所述的误差放大器U401的阴极、所述的误差放大器U401的阳极后接输出地；所述的误差放大器U401的基准脚与阴极相连，所述的误差放大器U401的阴极依次经所述的电阻R402、所述的热敏电阻R403后接输出地；所述的电容C401与所述的热敏电阻R403并联；所述的电阻R404一端接所述的电阻R402和所述的热敏电阻R403的连接点，另一端输出所述的温度采样信号。

8.根据权利要求1所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的逻辑控制电路(500)包括：单片机U501、电阻R501、电阻R502、电阻R503、电阻R504、电阻R505、光耦OC501、场效应管TR501和场效应管TR502；所述的单片机U501的第一个I/O口(PA0)接收所述的温度采样信号；所述的单片机的第二个I/O口(PA1)依次经所述的电阻R501、所述的场效应管TR501的栅极、所述的场效应管TR501的源极后接输出地；所述的电阻R502并联于所述的场效应管TR501的栅极和源极之间；所述的场效应管TR501的漏极依次经所述的光耦OC501的发光二极管的阴极、所述的光耦OC501的发光二极管的阳极、所述的电阻R503后接第二辅助供电电源电压(VCC2)；所述的光耦OC501三极管的集电极经所述的电阻R504后连接到第一辅助供电电源电压(VCC1)；所述的光耦OC501三极管的发射极依次经所述的场效应管TR502的栅极、源极后接输入地；所述的电阻R505并联在所述的场效应管TR502的栅极和源极之间；所述的场效应管TR502的漏极输出所述的温度控制信号，与所述的PFC电路(200)控制芯片电压反馈输入引脚(FBPFC)相连。

9.根据权利要求2所述的提高低温启动能力的电路，其特征在于：所述的电流检测电路(700)包括电阻R701、电阻R702、电阻R703、电阻R704、电阻R705、误差放大器U701；所述的电阻R701串接在所述的DC-DC电路(300)输出端负，所述的电阻R701与所述的DC-DC电路(300)输出端负的连接点依次经所述的电阻R702、所述的误差放大器U701的输入负端、所述的电阻R703、所述的误差放大器U701的输出端、所述的电阻R704到所述的逻辑控制电路(500)；所述的误差放大器U701的输入端正经电阻R705到输出地，电容C701并联在所述的电阻R703两端。

10.一种提高低温启动能力的方法，应用于AC-DC开关电源中，包括如下步骤：

11.根据权利要求10所述的提高低温启动能力的方法，其特征在于：还包括输出电流检测控制步骤：电流检测电路(700)检测输出电流信号反馈到所述的逻辑控制电路(500)，所述的逻辑控制电路(500)在温度检测的基础上根据电流大小来进一步判断是否关闭所述的PFC电路(200)。