CN110677055A - 高压供电方法、电路、芯片及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的高压供电方法，高压转换模块接收输入的高压电压，输出低压电压，将所述低压电压传输给自启动分压电路和多路噪声隔离输出电路；自启动分压电路接收所述低压电压，输出反馈电压给电压调节电路，并输出控制电压；电压调节电路接收基准电压和所述反馈电压，并输出电压对所述控制电压进行补偿，使得控制电压趋于稳定；多路噪声隔离输出电路接收所述低压电压与所述控制电压，输出多路噪声隔离的供电电压，为外部开关管供电。该方法提高了可靠性和可拓展性。
Description
技术领域
本发明属于新能源芯片控制技术领域，具体涉及高压供电方法、电路、芯片及系统。
背景技术
目前LED照明作为一种新技术，LED照明光源相比于传统照明光源，具有节能环保等优势。特别是近年来，我国越来越提倡节能环保理念，LED照明应用也越来越广泛。对于LED照明的控制芯片，从市电220V高压取电更方便实际应用，因此用高压供电电路作为市电和LED控制电路直接接入电路，更省外围器件成本。
现有的高压供电电路如图1所示，该电路包括开关管VT1、运算放大器EA1、结型场效应晶体管JT1、电阻R1和R2组成的分压电阻串、以及基准电压源Vr1。JT1的漏极D接市电高压VM，JT1的栅极G接地。JT1的源端S用于生成夹断电压VJ。运算放大器EA1正向输入端接基准电压源Vr1产生的基准电压Vref，反向输入端接到电阻R1和R2采样Vcc得到的分压Vfb，EA1输出信号Veao控制开关管VT1输出固定Vcc。
该高压供电电路不足在于：一、运算放大器EA1内电压高于Vcc，运算放大器EA1需要使用高压管从VJ端取电。二、在启动阶段，Vcc为0，基准电压源Vr1不能正常工作，在上电过程至基准电压源Vr1正常工作前，电路的稳定性和可靠性不能保证。三、供电电压Vcc只能提供单一负载能力，如果连接多路VT开关管，不同Vcc之间的噪声会通过反馈电压Vfb互相干扰。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供高压供电方法、电路、芯片及系统，提高了可靠性和可拓展性。
第一方面，一种高压供电方法，包括以下步骤：
高压转换模块接收输入的高压电压，输出低压电压，将所述低压电压传输给自启动分压电路和多路噪声隔离输出电路；
自启动分压电路接收所述低压电压，输出反馈电压给电压调节电路，并输出控制电压；
电压调节电路接收基准电压和所述反馈电压，并输出电压对所述控制电压进行补偿，使得控制电压趋于稳定；
多路噪声隔离输出电路接收所述低压电压与所述控制电压，输出多路噪声隔离的供电电压，为外部开关管供电。
第二方面，一种高压供电电路，包括高压转换模块、自启动分压电路、电压调节电路和多路噪声隔离输出电路；
高压转换模块的输入端接高压电压，高压转换模块的输出端接至自启动分压电路的输入端和多路噪声隔离输出电路，自启动分压电路的输出端接电压调节电路的输入端，电压调节电路的输出端补偿自启动分压电路的输出端，电压调节电路的输出端接给至多路噪声隔离输出电路，多路噪声隔离输出电路输出供电电压，为外部开关管供电。
优选地，所述高压转换模块包括结型场效应晶体管JT1，结型场效应晶体管JT1的栅极接地，结型场效应晶体管JT1的漏极接高压电压，结型场效应晶体管JT1的源极作为所述高压转换模块的输出端，输出低压电压。
优选地，所述自启动分压电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3；
其中高压转换模块的输出端通过串联所述电阻R1、电阻R2和电阻R3接地，电阻R1和电阻R2的中间节点作为高压转换模块的第一输出端，输出控制电压；电阻R2和电阻R3的中间节点作为高压转换模块的第二输出端，输出反馈电压。
优选地，所述电压调节电路包括运算放大器EA、基准电压源Vr1、场效应管M1和场效应管M2；基准电压源Vr1用于输出基准电压；
其中，所述高压转换模块的第二输出端接运算放大器EA的正向输入端，基准电压源Vr1的输出端接运算放大器EA的反向输入端，运算放大器EA的输出端接场效应管M2的栅极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的漏极接场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接所述高压转换模块的第一输出端，场效应管M1的源极接其栅极。
优选地，所述多路噪声隔离输出电路包括场效应管Q1和场效应管Q2；
所述高压转换模块的第一输出端接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的栅极接场效应管Q2的栅极，场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极分别连接至所述高压转换模块的输出端，场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极分别作为多路噪声隔离输出电路不同的输出端，输出不同的供电电压。
第三方面，一种高压供电芯片，
包括第二方面所述的高压供电电路。
第四方面，一种高压供电系统，
包括第二方面所述的高压供电电路。
由上述技术方案可知，本发明提供的高压供电方法、电路、芯片及系统，提高了可靠性和可拓展性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为背景技术提供的现有高压供电电路的电路图。
图2为本发明实施例一提供的高压供电方法的流程图。
图3为本发明实施例二提供的高压供电电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
实施例一：
一种高压供电方法，参见图2，包括以下步骤：
S1：高压转换模块接收输入的高压电压，输出低压电压，将所述低压电压传输给自启动分压电路和多路噪声隔离输出电路；
具体地，高压转换模块用于将高压电压VM转换为低压电压VJ输出。
S2：自启动分压电路接收所述低压电压，输出反馈电压给电压调节电路，并输出控制电压；
具体地，自启动分压电路用于接收低压电压VJ，提供电路启动、反馈采样功能给电压调节电路，并输出控制电压VG。
S3：电压调节电路接收基准电压和所述反馈电压，并输出电压对所述控制电压进行补偿，使得控制电压趋于稳定；
具体地，电压调节电路用于接收控制电压VG、基准电压Vref和反馈电压Vfb，反馈输出稳定的控制电压VG。
S4：多路噪声隔离输出电路接收所述低压电压与所述控制电压，输出多路噪声隔离的供电电压，为外部开关管供电。
具体地，多路噪声隔离输出电路接收低压电压VJ与控制电压VG，输出多路噪声隔离的供电电压Vcc1和Vcc2，Vcc1和Vcc2为不同的外部开关管供电。
该方法相比于现有的高压供电方案，在启动阶段、没有基准电压的情况下，也能够通过自启动分压电路启动，输出稳定的控制电压，提高启动阶段的可靠性。另外，该方法运算放大器EA供电电压低，运算放大器EA内部可采用低压管实现，不需要使用高压管从VJ端取电。同时，该方法通过多路噪声隔离输出电路输出多个不同的供电电压，能提供多种负载能力，且不同的供电电压之间相互噪声隔离，提高了可拓展性。
实施例二：
一种高压供电电路，参见图3，包括高压转换模块、自启动分压电路、电压调节电路和多路噪声隔离输出电路；
高压转换模块的输入端接高压电压，高压转换模块的输出端接至自启动分压电路的输入端和多路噪声隔离输出电路，自启动分压电路的输出端接电压调节电路的输入端，电压调节电路的输出端补偿自启动分压电路的输出端，电压调节电路的输出端接给至多路噪声隔离输出电路，多路噪声隔离输出电路输出供电电压，为外部开关管供电。
优选地，所述高压转换模块包括结型场效应晶体管JT1，结型场效应晶体管JT1的栅极接地，结型场效应晶体管JT1的漏极接高压电压，结型场效应晶体管JT1的源极作为所述高压转换模块的输出端，输出低压电压。
具体地，结型场效应晶体管JT1的漏极接市电高压电压VM，输出低压电压VJ。
优选地，所述自启动分压电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3；
其中高压转换模块的输出端通过串联所述电阻R1、电阻R2和电阻R3接地，电阻R1和电阻R2的中间节点作为高压转换模块的第一输出端，输出控制电压；电阻R2和电阻R3的中间节点作为高压转换模块的第二输出端，输出反馈电压。
具体地，自启动分压电路通过三个电阻实现分压。低压电压VJ通过电阻R1降压至控制电压VG，通过电阻R2、R3输出反馈电压Vfb。
优选地，所述电压调节电路包括运算放大器EA、基准电压源Vr1、场效应管M1和场效应管M2；基准电压源Vr1用于输出基准电压；
其中，所述高压转换模块的第二输出端接运算放大器EA的正向输入端，基准电压源Vr1的输出端接运算放大器EA的反向输入端，运算放大器EA的输出端接场效应管M2的栅极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的漏极接场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接所述高压转换模块的第一输出端，场效应管M1的源极接其栅极。
具体地，运算放大器EA通过将反馈电压Vfb与基准电压源Vr1输出的基准电压Vref作比较，当控制电压VG偏高时，降压得到反馈电压Vfb偏高，运算放大器EA输出变大，使得电流I1增大，通过电阻R1的电压差变大，从而导致控制电压VG降低，由此得到一个稳定的控制电压VG。
这样在启动阶段，电压调节电路不工作，低压电压VJ通过电阻R1、电阻R2、电阻R3分压得到一个较低的控制电压VG，控制电压VG通过多路噪声隔离输出电路输出供电电压，开启基准电压源Vr1，基准电压源Vr1正常工作后电压调节电路开始工作，能够将控制电压VG稳定在Vr1*(1+R2/R3)。
优选地，所述多路噪声隔离输出电路包括场效应管Q1和场效应管Q2；
所述高压转换模块的第一输出端接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的栅极接场效应管Q2的栅极，场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极分别连接至所述高压转换模块的输出端，场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极分别作为多路噪声隔离输出电路不同的输出端，输出不同的供电电压。
具体地，多路噪声隔离输出电路可通过调节场效应管Q1、Q2的尺寸得到不同负载能力的供电电压Vcc1、Vcc2。由于控制电压VG是固定电压，该电路通过控制电压VG进行反馈，所以产生的供电电压Vcc1和Vcc2之间的噪声可以相互被隔离。
该电路在启动阶段、没有基准电压的情况下，也能够通过自启动分压电路启动，输出稳定的控制电压，提高启动阶段的可靠性。另外，该电路运算放大器EA供电电压低，运算放大器EA内部可采用低压管实现，不需要使用高压管从VJ端取电。同时，该电路通过多路噪声隔离输出电路输出多个不同的供电电压，能提供多种负载能力，且不同的供电电压之间相互噪声隔离，提高了可拓展性。
本发明实施例所提供的电路，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
实施例三：
一种高压供电芯片，包括上述的高压供电电路。
该芯片在启动阶段、没有基准电压的情况下，也能够通过自启动分压电路启动，输出稳定的控制电压，提高启动阶段的可靠性。另外，该芯片运算放大器EA供电电压低，运算放大器EA内部可采用低压管实现，不需要使用高压管从VJ端取电。同时，该芯片通过多路噪声隔离输出电路输出多个不同的供电电压，能提供多种负载能力，且不同的供电电压之间相互噪声隔离，提高了可拓展性。
本发明实施例所提供的芯片，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
实施例四：
一种高压供电系统，包括上述的高压供电电路。
该系统在启动阶段、没有基准电压的情况下，也能够通过自启动分压电路启动，输出稳定的控制电压，提高启动阶段的可靠性。另外，该系统运算放大器EA供电电压低，运算放大器EA内部可采用低压管实现，不需要使用高压管从VJ端取电。同时，该系统通过多路噪声隔离输出电路输出多个不同的供电电压，能提供多种负载能力，且不同的供电电压之间相互噪声隔离，提高了可拓展性。
本发明实施例所提供的系统，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种高压供电方法，其特征在于，包括以下步骤：
高压转换模块接收输入的高压电压，输出低压电压，将所述低压电压传输给自启动分压电路和多路噪声隔离输出电路；
自启动分压电路接收所述低压电压，输出反馈电压给电压调节电路，并输出控制电压；
电压调节电路接收基准电压和所述反馈电压，并输出电压对所述控制电压进行补偿，使得控制电压趋于稳定；
多路噪声隔离输出电路接收所述低压电压与所述控制电压，输出多路噪声隔离的供电电压，为外部开关管供电。
2.一种高压供电电路，其特征在于，包括高压转换模块、自启动分压电路、电压调节电路和多路噪声隔离输出电路；
高压转换模块的输入端接高压电压，高压转换模块的输出端接至自启动分压电路的输入端和多路噪声隔离输出电路，自启动分压电路的输出端接电压调节电路的输入端，电压调节电路的输出端补偿自启动分压电路的输出端，电压调节电路的输出端接给至多路噪声隔离输出电路，多路噪声隔离输出电路输出供电电压，为外部开关管供电。
3.根据权利要求2所述高压供电电路，其特征在于，
所述高压转换模块包括结型场效应晶体管JT1，结型场效应晶体管JT1的栅极接地，结型场效应晶体管JT1的漏极接高压电压，结型场效应晶体管JT1的源极作为所述高压转换模块的输出端，输出低压电压。
4.根据权利要求2所述高压供电电路，其特征在于，
所述自启动分压电路包括电阻R1、电阻R2和电阻R3；
其中高压转换模块的输出端通过串联所述电阻R1、电阻R2和电阻R3接地，电阻R1和电阻R2的中间节点作为高压转换模块的第一输出端，输出控制电压；电阻R2和电阻R3的中间节点作为高压转换模块的第二输出端，输出反馈电压。
5.根据权利要求4所述高压供电电路，其特征在于，
所述电压调节电路包括运算放大器EA、基准电压源Vr1、场效应管M1和场效应管M2；基准电压源Vr1用于输出基准电压；
其中，所述高压转换模块的第二输出端接运算放大器EA的正向输入端，基准电压源Vr1的输出端接运算放大器EA的反向输入端，运算放大器EA的输出端接场效应管M2的栅极，场效应管M2的源极接地，场效应管M2的漏极接场效应管M1的漏极，场效应管M1的源极接所述高压转换模块的第一输出端，场效应管M1的源极接其栅极。
6.根据权利要求4所述高压供电电路，其特征在于，
所述多路噪声隔离输出电路包括场效应管Q1和场效应管Q2；
所述高压转换模块的第一输出端接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的栅极接场效应管Q2的栅极，场效应管Q1的漏极和场效应管Q2的漏极分别连接至所述高压转换模块的输出端，场效应管Q1的源极和场效应管Q2的源极分别作为多路噪声隔离输出电路不同的输出端，输出不同的供电电压。
7.一种高压供电芯片，其特征在于，
包括权利要求1～6中任一项权利要求所述的高压供电电路。
8.一种高压供电系统，其特征在于，
包括权利要求1～6中任一项权利要求所述的高压供电电路。
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|---|---|---|---|---|
| CN113659556A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-16 | 上海芯圣电子股份有限公司 | 一种芯片的耐高压保护电路及耐高压芯片 |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518000 1701, building 1, Shenzhen new generation industrial park, 136 Zhongkang Road, Meidu community, Meilin street, Futian District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Fuman microelectronics Group Co.,Ltd. Address before: 518000, 18 floor, west corner, Nong Yuan Road Times Technology Building, Xiangmi Lake street, Shenzhen, Guangdong, Futian District Applicant before: SHENZHEN FUMAN ELECTRONIC GROUP Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |