CN105790564A - 一种启动电路及开关电源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种启动电路,包括第一开关管、第二开关管、电压设定单元,所述第一开关管的输入端连接第二开关管的控制端,第一开关管的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出端,第一开关管的输出端接地;所述第二开关管的输入端通过一第三电阻连接于所述第一电阻和第二电阻的公共端点,所述第二开关管的控制端还连接于电源的输出电压端用于获取所需驱动电压,第二开关管的输出端接地。开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压基准单元的电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,所述电流控制环路开环,开关电源以开环模式工作,不限制启动时的电流大小,启动速度快。本发明还公开了一种采用该启动电路的开关电源。

Description

一种启动电路及开关电源
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域,尤其涉及一种启动电路及开关电源。
背景技术
开关电源中往往设置有恒流源电路,以保证开关电源在宽电压输入情况下仍然能正常工作。以LED驱动电源为例,为了配合LED的伏安特性,该电源一般使用恒流驱动的方式。另外,从成本的角度考虑,中小功率的LED驱动电源一般采用单级PFC技术,且没有辅助电源,因此使用恒流驱动的电源在启动时容易造成一些问题。具体的,因为LED驱动电源是恒流的输出模式,电源启动期间,DC/DC转换器对输出电容进行快速充电,要求输出电流较大,通常需要大于恒流源正常工作最大电流,而电流环限制了启动电流的进一步增加,因此启动时间较长;另一方面,启动时开关电源的主控制器IC供电主要依靠输入电容上的储能,如果输入电容取值太大,储能时间也越长,导致电源启动时间更长,在特定应用场合用户无法接受,如果电容取值太小,有可能储能不足导致启动失败,电源无法启动。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种启动电路,应用于开关电源中,该启动电路有利于缩短电源的启动时间,减少对电源主控制器IC1供电电容的能量需求,能避免电源启动失败。
为解决上述技术问题,本发明采用如下所述的技术方案。
一种启动电路,用于与开关电源的电流控制环路连接而控制电流控制环路的工作,所述电流控制环路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻,该运算放大器的反相输入端连接于串联的第一电阻、第二电阻的公共端点,该第一电阻的另一端连接于电源的输出电流检测端,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻的另一端接地,该运算放大器的同相输入端与一基准电压连接,该运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路,所述启动电路包括第一开关管、第二开关管、电压设定单元,所述第一开关管的输入端连接第二开关管的控制端,用于控制第二开关管的关断,第一开关管的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出端,第一开关管的输出端接地;所述第二开关管的输入端通过一第三电阻连接于所述第一电阻和第二电阻的公共端点,所述第二开关管的控制端还连接于电源的输出电压端用于获取所需驱动电压,第二开关管的输出端接地;
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,按照预设的参数设置所述第三电阻的阻值、所述设定电压,使得开关电源的电流控制环路开环,开关电源以开环模式启动。
当电源输出电压进一步增大,等于或大于设定电压时,所述第一开关管导通、所述第二开关管关断,开关电源由电流控制环路控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作。
进一步地,所述电压设定单元包括第一稳压二极管,所述第一稳压二极管的阴极连接开关电源输出端,该第一稳压二极管的阳极连接第一开关管的控制端。
进一步地,所述第三电阻的阻值远小于第一电阻的阻值,所述第三电阻的阻值远小于第二电阻的阻值。
进一步地,所述第一开关管、第二开关管为MOS开关管或开关三极管。
一种开关电源,包括主变压器,位于主变压器初级侧的电源输入端,与电源输入端连接的初级功率控制电路,位于变压器T1次级侧的次级控制电路,以及用于将次级控制电路的反馈信号传递到功率控制电路的隔离器件,所述初级功率控制电路包括主控制器、连接于主控制器供电端而为主控制器供电的输入电容以及连接于主控制器输出端的功率开关管,主控制器的反馈端与隔离器件的输出端连接,其特征在于,所述次级控制电路包括电流控制环路、电压控制环路、基准电压电路、启动电路和环路选择单元,其中:
所述环路选择单元分别连接电流控制环路的输出端、电压控制环路的输出端,根据预设的规则控制电流控制环路或电压控制环路中的至多一个工作;
所述基准电压电路用于为电压控制环路提供第一基准电压,为电流控制环路提供第二基准电压;
所述电压控制环路包括第一运算放大器,该第一运算放大器的反相输入端与开关电源的输出端连接,该第一运算放大器的同相输入端与基准电压电路的第一基准电压端VO_REF连接,该第一运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路;
所述电流控制环路包括第二运算放大器、第一电阻、第二电阻,该第二运算放大器的反相输入端连接于串联的第一电阻、第二电阻的公共端点,该第一电阻的另一端连接于电源的输出电流检测端,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻的另一端接地,该运算放大器的同相输入端与基准电压电路产生的第二基准电压端VI_REF连接,该运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路;
所述启动电路包括第一开关管、第二开关管、电压设定单元,所述第一开关管的输入端连接第二开关管的控制端,用于控制第二开关管的关断,第一开关管的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出端,第一开关管的输出端接地;所述第二开关管的输入端通过一第三电阻连接于所述第一电阻和第二电阻的公共端点,所述第二开关管的控制端还连接于电源的输出电压端用于获取所需驱动电压,第二开关管的输出端接地;
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,按照预设的参数设置所述第三电阻的阻值、所述设定电压,使得开关电源的电流控制环路开环,开关电源以开环模式启动;当电源输出电压进一步增大,等于或大于设定电压时,所述第一开关管导通、所述第二开关管关断,开关电源由电流控制环路控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作。
进一步地,所述电压设定单元包括第一稳压二极管,所述稳压二极管的阴极连接开关电源输出端,该稳压二极管的阳极连接第一开关管的控制端。
进一步地,所述环路选择单元包括第一二极管、第二二极管,所述第二二极管的阴极连接于电流控制环路的输出端,所述第一二极管的阴极连接于电压控制环路的输出端,所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极分别通过限流电阻连接于所述隔离器件的输入端。
进一步地,所述基准电压电路包括一NPN三极管、偏置电阻、第二稳压二极管,该NPN三极管的基极连接于第二稳压二极管的阴极,第二稳压二极管的阳极接地,所述NPN三极管的集电极与开关电源的输出电压端连接,偏置电阻连接于NPN三极管的基极与集电极之间,所述NPN三极管的发射极连接于第一运算放大器的同相输入端,为第一运算放大器的同相输入端提供第一基准电压,所述NPN三极管的发射极还通过两串联的分压电阻接地,所述两串联的分压电阻的公共端连接于第二运算放大器的同相输入端,为所述第二运算放大器的同相输入端提供第二基准电压。
进一步地,所述基准电压电路包括可控精密稳压源、连接于可控精密稳压源的阴极和阳极间的二串联的第一分压电阻、第二分压电阻,所述第一分压电阻、第二分压电阻的公共端点连接可控精密稳压源的参考端,所述可控精密稳压源的阴极连接于第一运算放大器的同相输入端,为所述第一运算放大器提供第一基准电压;所述可控精密稳压源的参考端还通过两串联的第三分压电阻、第四分压电阻接地,该第三分压电阻、第四分压电阻的公共端连接于第二运算放大器的同相输入端,为所述第二运算放大器的同相输入端提供第二基准电压。
本发明的有益技术效果在于:本发明的开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压基准单元的电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,所述电流控制环路开环,开关电源以开环模式工作,不限制启动时的电流大小,启动速度快,避免了现有技术中恒流模式启动时间较长的问题。另外,开关电源启动时间的缩短也减低对开关电源主控制器IC1的供电电容的能量要求,能降低开关电源启动失败的可能性。
附图说明
图1是本发明启动电路与电流控制环路连接的电路示意图。
图2是应用图1启动电路的一种开关电源的电路示意图。
图3是图2中次级控制电路的放大图。
图4是在另一些实施例中开关电源的电路示意图。
图5是图4中次级控制电路的放大图。
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点,以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
本发明公开了一种启动电路,如图1所示,本启动电路用于与开关电源的电流控制环路连接而控制电流控制环路的工作,所述电流控制环路包括运算放大器U’1、第一电阻R’1、第二电阻R’6,该运算放大器U’1的反相输入端连接于串联的第一电阻R’1、第二电阻R’6的公共端点,该第一电阻R’1的另一端连接于电源的输出电流检测端VI_sen,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻R’6的另一端接地,该运算放大器U’1的同相输入端与一基准电压VI_ref连接,该运算放大器U’1的输出端Vfb连接开关电源的初级功率控制电路,本发明的启动电路包括第一开关管Q’1、第二开关管Q’2、电压设定单元,所述第一开关管Q’1的输入端连接第二开关管Q’2的控制端,用于控制开关管Q’2的关断,第一开关管Q’1的控制端通过偏置电阻R’3、所述电压设定单元连接于开关电源输出端Vo,第一开关管Q’1的控制端与地之间还连接有偏置电阻R’4,所述第一开关管Q’1的输出端接地;所述第二开关管Q’2的输入端通过一第三电阻R’5连接于所述第一电阻R’1和第二电阻R’6的公共端点,所述第二开关管Q’2的控制端通过偏置电阻R’2连接到电源的输出电压端Vo,以获取该控制端的驱动电压,第二开关管Q’2的输出端接地。在本实施例中,优选的,电压设定单元包括第一稳压二极管ZD’1,所述第一稳压二极管ZD’1的阴极连接开关电源输出端Vo,该第一稳压二极管ZD’1的阳极连接第一开关管Q’1的控制端。当忽略第一开关管Q’1的基极-发射极结电压时,所述电压设定单元所提供的设定电压即为第一稳压二极管ZD’1两端电压,记为VZD1。优选的,所述第三电阻R’5的阻值远小于第一电阻R’1的阻值,所述第三电阻R’5的阻值远小于第二电阻R’6的阻值。
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压时VZD1时,所述第一开关管Q’1关断、所述第二开关管Q’2导通,第二电阻R’6、第三电阻R’5并联后与第一电阻R1串联,此时:
V 1 = V I _ S E N × ( R 5 | | R 6 ) ( R 5 | | R 6 ) + R 1 - - - ( 1 )
其中,V1表示运算放大器反相输入端电压,VI_SEN表示与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,R1、R6、R5分别表示第一电阻R’1、第二电阻R’6、第三电阻R’5的阻值。
由于所述第一电阻R’1的阻值远大于第三电阻R’5的阻值、所述第二电阻R’6的阻值远大于第三电阻R’5的阻值。因此式(1)可以等效为:
V 1 ≈ V I _ S E N × R 5 R 5 + R 1 ≈ 0 - - - ( 2 )
由式(2)可知,此时V1远小于电压设置信号VI_ref,电流控制环路相当于开环,开关电源以开环模式启动,不限制启动时的电流大小,启动速度快。电源输出电压进一步增大,当电源输出电压等于或大于设定电压VZD1时,所述第一开关管Q’1导通、所述第二开关管Q’2关断,开关电源由电流控制环路控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作。通过本启动电路避免了现有技术中恒流模式启动时间较长的问题。另外,开关电源启动时间的缩短也减低对开关电源主控制器的供电电容的能量要求,能降低开关电源启动失败的可能性。
如图2所示,本发明还公开了一种开关电源,其包括主变压器T1,位于主变压器T1初级侧的电源输入端10,与电源输入端连接的初级功率控制电路20,位于变压器T1次级侧的次级控制电路30,以及用于将次级控制电路的反馈信号传递到初级功率控制电路的隔离器件,本开关电源的隔离器件优选为光电耦合器OC1。
在本实施例中,交流电Vac通过整流桥BR1后输出。
所述初级功率控制电路20包括主控制器IC1、功率开关管Q3及一些外围电路。主控制器IC1为一种PWM控制芯片,其供电引脚Pvcc连接于二串联的电阻R1、
电阻R7的公共端点,电阻R1的另一端连接于电源输入端正极,电阻R7的另一端连接于光电耦合器OC1的4脚,主控制器IC1的供电引脚Pvcc还通过一输入电容C1接地。该输入电容C1为主控制器IC1供电。主控制器IC1的反馈信号引脚FB连接于光电耦合器OC1的3脚,主控制器IC1的输出引脚连接功率开关管Q3的控制端,该主控制器IC1还和功率开关管Q3的输出端共地。功率开关管Q3的输入端连接初级绕组N1的第二端N12。初级绕组N1的第一端N11和第二端N12之间还连接有一吸收电路。
结合图3所示,所述次级控制电路30包括输出整流滤波电路31、电流控制环路32、电压控制环路33、基准电压电路34、启动电路35和环路选择单元36。
所述环路选择单元36分别连接电流控制环路32的输出端、电压控制环路33的输出端,根据预设的规则控制择电流控制环路32或电压控制环路33中的至多一个工作。
所述电压控制环路33包括第一运算放大器U1A、电阻R4、分压电阻R2、分压电阻R12、及连接于第一运算放大器U1A输出端和反相输入端之间的电容C5,所述第一运算放大器U1A的反相输入端连接于串联的分压电阻R2、分压电阻R12的公共端点,其中,分压电阻R2的另一端与所述开关电源的输出电压Vo端连接,分压电阻R12的另一端接地。该第一运算放大器U1A的同相输入端连接于基准电压电路34的第一基准电压端VO_REF,该第一运算放大器U1A的输出端连接光电耦合器OC1的1脚。该第一运算放大器U1A的反相输入端与输出端之间还连接有由电阻R10、电容C3构成的PI控制电路。
所述电流控制环路32包括第二运算放大器U1B、第一电阻R15、第二电阻R16、分压电阻R13、分压电阻R14以及连接于第二运算放大器U1B输出端和反相输入端之间的电容C6。该第二运算放大器U1B的反相输入端连接于串联的第一电阻R15、第二电阻R16的公共端点,该第一电阻R15的另一端连接于电源的输出电流检测端VI_SEN,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻R16的另一端接地,该第二运算放大器U1B的同相输入端连接基准电压电路34第二基准电压端VI_REF,该第二运算放大器U1B的反相输入端与输出端之间还连接有由电阻R11、电容C4构成的PI控制电路。该第二运算放大器U1B的输出端通过光电耦合器OC1连接开关电源的初级功率控制电路。
所述基准电压电路34用于为电压控制环路33提供第一基准电压,为电流控制环路32提供第二基准电压以及为第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B提供供电电压。在图2所示的实施例中,所述基准电压电路34包括一NPN三极管Q4、偏置电阻R6、第二稳压二极管ZD2,该NPN三极管Q4的基极连接于第二稳压二极管ZD2的阴极,第二稳压二极管ZD2的阳极接地,所述NPN三极管Q4的集电极与开关电源的输出电压Vo端连接,偏置电阻R6连接于NPN三极管Q4的基极与集电极之间。所述NPN三极管Q4的发射极连接于第一运算放大器U1A的同相输入端及第一运算放大器U1A的供电端,为第一运算放大器U1A的同相输入端提供第一基准电压VO_REF,并为运算放大器U1A供电,所述NPN三极管Q4的发射极还通过两串联的分压电阻R13、分压电阻R14接地,该分压电阻R13、分压电阻R14的公共端连接于第二运算放大器U1B的同相输入端,为第二运算放大器U1B的同相输入端提供第二基准电压VI_REF,。经分析可得:
VO_REF=VZD2+Vbe_Q4(4)
其中,VO_REF为第一基准电压,VZD2为第二稳压二极管ZD2的阴极电压,Vbe_Q4表示NPN三极管Q4的be结电压。
V I _ R E F = V O _ R E F × R 14 R 13 + R 14 - - - ( 5 )
当然,为了提高基准电压的精度,在另一些实施例中,结合图4、图5所示,本基准电压电路34包括可控精密稳压源U2、连接于可控精密稳压源U2的阴极(3脚)和阳极(2脚)间的二串联的第一分压电阻R6、第二分压电阻R24,该第一分压电阻R6、第二分压电阻R24的公共端点连接可控精密稳压源U2的参考端(1脚)。如图5所示,图5为TL431型可控精密稳压源U2的应用电路图。可控精密稳压源U2的阴极连接于第一运算放大器U1A的同相输入端,为所述第一运算放大器U1A提供第一基准电压,所述可控精密稳压源U2的参考端(1脚)还通过两串联的第三分压电阻R13、第四分压电阻R14接地,该第三分压电阻R13、第四分压电阻R14的公共端连接于第二运算放大器U1B的同相输入端,为所述第二运算放大器U1B的同相输入端提供第二基准电压,连接于第二运算放大器U1B的同相输入端。TL431的内部含有一个2.5V的基准电压,由TL431的电路计算关系可得:
V O _ R E F = ( 1 + R 6 R 24 | | ( R 13 + R 14 ) ) × 2.5 - - - ( 6 )
其中,R6、R24、R13、R14分别表示第一分压电阻R6、第二分压电阻R24、第三分压电阻R13、第四分压电阻R14的阻值。
V I _ R E F = R 14 R 13 + R 14 × 2.5 - - - ( 7 )
其中,R13、R14分别表示第三分压电阻R13、第四分压电阻R14的阻值。
为了给第一运算放大器U1A、可控精密稳压源U2供电,本基准电压电路34还包括一NPN三极管Q4、偏置电阻R22、稳压二极管ZD2,所述NPN三极管Q4的发射极连接于第一运算放大器U1A的供电端SVCC和可控精密稳压源U2的阴极,其基极连接于稳压二极管ZD2的阴极,稳压二极管ZD2的阳极接地,所述NPN三极管Q4的集电极与开关电源的输出电压Vo端连接,偏置电阻R22连接于NPN三极管Q4的基极与集电极之间。
在本实施例中,如图所示,环路选择单元36包括第一二极管D1、第二二极管D2,所述第二二极管D2的阴极连接于电流控制环路32的输出端,其阳极通过一限流电阻R9连接于光电耦合器OC1的输入端,所述第一二极管D1的阴极连接于电压控制环路33的输出端,其阳极通过串联的限流电阻R9连接于光电耦合器OC1的输入端(1脚)。通过此设计,第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B中输出电平低的对开关电源的反馈环路起控制作用,且两者不会同时参与开关电源的反馈控制。所以同一时刻只有一个控制环路起作用,另外一个控制环路开环,电压控制环路33和电流控制环路32不同时参与反馈控制。
所述启动电路35包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、电压设定单元,第一开关管Q1、第二开关管Q2可以为具有开关功能的MOS开关管或开关三极管等,在本实施例中,第一开关管Q1、第二开关管Q2均为NPN三极管。
所述第一开关管Q1的输入端连接第二开关管Q2的控制端,控制Q2的关断,第一开关管Q1的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出Vo端,第一开关管Q1的输出端接地。
所述第二开关管Q2的输入端通过一第三电阻R17连接于所述第一电阻R15和第二电阻R16的公共端点,所述第二开关管Q2的控制端连接第一开关管Q1的输入端,并通过电阻R20连接到输出电压,从而获取驱动电压,第二开关管Q2的输出端接地。
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压时,所述第一开关管Q1关断、所述第一开关管Q2导通,按照预设的参数设置所述第三电阻R17的阻值使得电流控制环路32开环,开关电源以开环模式启动,不限制启动时的电流大小,启动速度快。
具体的,在一些实施例中,如图2所示,所述电压设定单元包括第一稳压二极管ZD1,所述第一稳压二极管ZD1的阴极连接开关电源输出Vo端,该第一稳压二极管ZD1的阳极通过一限流电阻R18连接第一开关管Q1的控制端,该控制端还通过偏置电阻R19接地。当忽略第一开关管Q1的基极-发射极结电压时,所述电压设定单元所提供的设定电压即为第一稳压二极管ZD1两端电压,记为VZD1
优选的,所述第三电阻R17的阻值远小于第一电阻R15的阻值,所述第三电阻R17的阻值远小于第二电阻R16的阻值。例如,R15=100*R17,R16=200*R17。
本发明启动电路35的工作原理如下:
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压VZD1时,所述第一开关管Q1关断、所述第二开关管Q2导通,第二电阻R16、第三电阻R17并联后与第一电阻R15串联,此时:
V 1 = V I _ S E N × ( R 17 | | R 16 ) ( R 17 | | R 16 ) + R 15 - - - ( 8 )
其中,V1表示第二运算放大器U1B的反相输入端电压,VI_SEN表示与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,R15、R16、R17分别表示第一电阻R15、第二电阻R16、第三电阻R17的阻值。
由于所述第三电阻R17的阻值远小于第一电阻R15的阻值,所述第三电阻R17的阻值远小于第二电阻R16的阻值,因此式(8)可以等效为:
V 1 ≈ V I _ S E N × R 17 R 15 + R 17 ≈ 0 - - - ( 9 )
由式(9)可知,此时V1远小于所述第二基准电压VI_REF,电流控制环路32输出高电平,电流控制环路32相当于开环,开关电源以开环模式启动:
电源输出电压Vo继续增大,当电源输出电压等于或大于设定电压VZD1时,所述第一开关管Q1导通、所述第二开关管Q2关断,开关电源由电流控制环路32控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作时:
V I _ S E N = V I _ R E F × ( R 15 + R 16 ) R 16 - - - ( 10 )
电源环路由电流控制环路32控制,第二运算放大器U1B根据输出电流的情况调节节点VEA的电压,当输出电流检测信号VI_SEN超过第二电压基准信号时,降低节点电压VEA,从而使得光电耦合器OC1的输入电流减小,光电耦合器OC1的输出电流减小,主控制器IC1的反馈脚(FB)的电压增高,主控制器IC1的输出占空比减小,电源的输出电流减小,实现了开关电源的闭环控制;反之,当输出电流检测信号VI_SEN小于第二电压基准信号时,提高节点VEA的电压,从而使得光电耦合器OC1的输出电流增加,主控制器IC1的的反馈脚的电压降低,主控制器IC1的输出占空比增加,电源的输出电流增大,实现了开关电源的闭环控制。
当负载异常导致电源输出电压Vo进一步增大等于或大于第一基准电压VO_REF时,电压控制环路33工作,开关电源以起保护作用的恒压源模式工作。
本发明开关电源以开环模式启动,不限制启动时的电流大小,启动速度快,避免了现有技术中恒流模式启动时间较长的问题。另外,开关电源启动时间的缩短也减低对开关电源主控制器IC1的供电电容的能量要求,能降低开关电源启动失败的可能性。
以上仅为本发明的优选实施例,而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进,凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰,均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种启动电路,用于与开关电源的电流控制环路连接而控制电流控制环路的工作,所述电流控制环路包括运算放大器、第一电阻、第二电阻,该运算放大器的反相输入端连接于串联的第一电阻、第二电阻的公共端点,该第一电阻的另一端连接于电源的输出电流检测端,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻的另一端接地,该运算放大器的同相输入端与一基准电压连接,该运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路,其特征在在于,所述启动电路包括第一开关管、第二开关管、电压设定单元,所述第一开关管的输入端连接第二开关管的控制端,用于控制第二开关管的关断,第一开关管的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出端,第一开关管的输出端接地;所述第二开关管的输入端通过一第三电阻连接于所述第一电阻和第二电阻的公共端点,所述第二开关管的控制端还连接于电源的输出电压端用于获取所需驱动电压,;
开关电源启动期间,当电源输出电压采样信号小于电压设定单元所提供的设定电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,按照预设的参数设置所述第三电阻、所述设定电压,使得开关电源的电流控制环路开环,开关电源以开环模式启动;当电源输出电压进一步增大,等于或大于设定电压时,所述第一开关管导通、所述第二开关管关断,开关电源由电流控制环路控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作。
2.如权利要求1所述的启动电路,其特征在于,所述电压设定单元包括第一稳压二极管,所述第一稳压二极管的阴极连接开关电源输出端,该第一稳压二极管的阳极连接第一开关管的控制端。
3.如权利要求1所述的启动电路,其特征在于,所述第三电阻的阻值远小于第一电阻的阻值,所述第三电阻的阻值远小于第二电阻的阻值。
4.如权利要求1所述的启动电路,其特征在于,所述第一开关管、第二开关管为MOS开关管或开关三极管。
5.一种开关电源,包括主变压器,位于主变压器初级侧的电源输入端,与电源输入端连接的初级功率控制电路,位于变压器T1次级侧的次级控制电路,以及用于将次级控制电路的反馈信号传递到功率控制电路的隔离器件,所述初级功率控制电路包括主控制器、连接于主控制器供电端而为主控制器供电的输入电容以及连接于主控制器输出端的功率开关管,主控制器的反馈端与隔离器件的输出端连接,其特征在于,所述次级控制电路包括电流控制环路、电压控制环路、基准电压电路、启动电路和环路选择单元,其中:
所述环路选择单元分别连接电流控制环路的输出端、电压控制环路的输出端,根据预设的规则控制电流控制环路或电压控制环路中的至多一个工作;
所述基准电压电路用于为电压控制环路提供第一基准电压,为电流控制环路提供第二基准电压;
所述电压控制环路包括第一运算放大器,该第一运算放大器的反相输入端与开关电源的输出端连接,该第一运算放大器的同相输入端与基准电压电路的第一基准电压端VO_REF连接,该第一运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路;
所述电流控制环路包括第二运算放大器、第一电阻、第二电阻,该第二运算放大器的反相输入端连接于串联的第一电阻、第二电阻的公共端点,该第一电阻的另一端连接于电源的输出电流检测端,获取一与开关电源的输出电流等比例的电压采样信号,该第二电阻的另一端接地,该运算放大器的同相输入端与基准电压电路产生的第二基准电压端VI_REF连接,该运算放大器的输出端连接开关电源的初级功率控制电路;
所述启动电路包括第一开关管、第二开关管、电压设定单元,所述第一开关管的输入端连接第二开关管的控制端,用于控制第二开关管的关断,第一开关管的控制端通过所述电压设定单元连接于开关电源输出端,第一开关管的输出端接地;所述第二开关管的输入端通过一第三电阻连接于所述第一电阻和第二电阻的公共端点,所述第二开关管的控制端还连接于电源的输出电压端用于获取所需驱动电压,第二开关管的输出端接地;
开关电源启动期间,当电源输出电压小于电压设定单元所提供的设定电压时,所述第一开关管关断、所述第二开关管导通,按照预设的参数设置所述第三电阻、所述设定电压,使得开关电源的电流控制环路开环,开关电源以开环模式启动;
当电源输出电压进一步增大,等于或大于设定电压时,所述第一开关管导通、所述第二开关管关断,开关电源由电流控制环路控制,开关电源启动阶段结束,按设定的恒流模式工作,开关电源正常工作。
6.如权利要求5所述的的开关电源,其特征在于,所述电压设定单元包括第一稳压二极管,所述稳压二极管的阴极连接开关电源输出端,该稳压二极管的阳极连接第一开关管的控制端。
7.如权利要求5或6所述的开关电源,其特征在于,所述环路选择单元包括第一二极管、第二二极管,所述第二二极管的阴极连接于电流控制环路的输出端,所述第一二极管的阴极连接于电压控制环路的输出端,所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阳极分别通过一限流电阻连接于所述隔离器件的输入端。
8.如权利要求5所述的开关电源,其特征在于,所述基准电压电路包括一NPN三极管、偏置电阻、第二稳压二极管,该NPN三极管的基极连接于第二稳压二极管的阴极,第二稳压二极管的阳极接地,所述NPN三极管的集电极与开关电源的输出电压端连接,偏置电阻连接于NPN三极管的基极与集电极之间,所述NPN三极管的发射极连接于第一运算放大器的同相输入端,为第一运算放大器的同相输入端提供第一基准电压,所述NPN三极管的发射极还通过两串联的分压电阻接地,所述两串联的分压电阻的公共端连接于第二运算放大器的同相输入端,为所述第二运算放大器的同相输入端提供第二基准电压。
9.如权利要求5或6所述的开关电源,其特征在于,所述基准电压电路包括可控精密稳压源、连接于可控精密稳压源的阴极和阳极间的二串联的第一分压电阻、第二分压电阻,所述第一分压电阻、第二分压电阻的公共端点连接可控精密稳压源的参考端,所述可控精密稳压源的阴极连接于第一运算放大器的同相输入端,为所述第一运算放大器提供第一基准电压;所述精密稳压源的参考端还通过两串联的第三分压电阻、第四分压电阻接地,该第三分压电阻、第四分压电阻的公共端连接于第二运算放大器的同相输入端,为所述第二运算放大器的同相输入端提供第二基准电压。
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