CN112838756B - 一种开关电源启动供电电路 - Google Patents

一种开关电源启动供电电路 Download PDF

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种开关电源启动供电电路，应用于开关电源，所述电路包括：可控线性电源、辅助绕组供电电路、振荡电路、控制芯片和开关电源主拓扑；所述控制芯片与所述开关电源主拓扑连接；所述可控线性电源与所述控制芯片连接；所述可控线性电源在所述开关电源启动时，给所述控制芯片提供电压；所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片连接；所述辅助绕组供电电路在所述开关电源启动后，给所述控制芯片提供电压；所述振荡电路与所述可控线性电源连接；所述振荡电路在所述辅助绕组供电电路提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源处于振荡工作模式。

Description

一种开关电源启动供电电路
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种开关电源启动供电电路。
背景技术
通常情况下，开关电源以控制芯片为主体，而控制芯片都需要一个电源电压供电，目前现有技术的一种常用的供电方式，启动电路采集输入电压为开关电源做启动使用，当开关电源正常工作后就断开启动电路，通过自供电电路持续供电，自供电电路是在主功率变压器上增加一个辅助绕组，辅助绕组产生的脉冲电压波形通过整流滤波后形成直流电源电压电压，以供控制芯片使用。
现有的开关电源启动供电电路中，一旦输出自供电电压出现故障变低，线性电源由于无法反偏将长期工作，这样会导致线性电源过载，增加线性电源损耗，甚至出现线性电源由于过热而损坏，降低开关电源的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种开关电源启动供电电路，以解决现有的开关电源启动供电电路可靠性较低的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种开关电源启动供电电路，应用于开关电源，所述电路包括：
可控线性电源、辅助绕组供电电路、振荡电路、控制芯片和开关电源主拓扑；
所述可控线性电源与所述控制芯片连接；所述可控线性电源在所述开关电源启动时，给所述控制芯片提供电压；
所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片连接；所述辅助绕组供电电路在所述开关电源启动后，给所述控制芯片提供电压；
所述振荡电路与所述可控线性电源连接；所述振荡电路在所述辅助绕组供电电路提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源处于振荡工作模式；
所述控制芯片与所述开关电源主拓扑连接；所述控制芯片输出脉冲宽度调制信号至所述开关电源主拓扑，以控制所述开关电源的启动。
可选的，还包括：检测电路；
所述检测电路与所述辅助绕组供电电路和所述振荡电路连接；所述检测电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压。
可选的，还包括：不控线性电源；
所述不控线性电源与所述振荡电路连接；所述不控线性电源给所述振荡电路提供电压。
可选的，还包括：检测电路；
所述检测电路与所述辅助绕组供电电路和所述振荡电路连接；所述检测电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压；
所述不控线性电源与所述检测电路连接；所述不控线性电源给所述检测电路提供电压。
可选的，所述振荡电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压。
可选的，所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片之间设置有二极管。
可选的，所述可控线性电源包括MOS管；
通过控制所述MOS管控制所述可控线性电源是否进行工作；具体包括：接收到高电平时，控制所述可控线性电源工作，接收到低电平时，控制所述可控线性电源不工作。
可选的，所述振荡电路包括比较器、电阻和电容；
所述比较器通过所述电阻和电容构成的电阻-电容电路实现高低电平输出。
可选的，所述振荡电路接收所述检测电路输出的高低电平信号；所述振荡电路接收到高电平信号或者低电平信号时开始工作。
可选的，所述检测电路对所述辅助绕组供电电路的电压进行电阻分压，得到分压信号，并将所述分压信号和基准电压信号传输至所述比较器。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路，所述电路包括：可控线性电源、辅助绕组供电电路、振荡电路、控制芯片和开关电源主拓扑；所述控制芯片与所述开关电源主拓扑连接；所述可控线性电源与所述控制芯片连接；所述可控线性电源在所述开关电源启动时，给所述控制芯片提供电压；所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片连接；所述辅助绕组供电电路在所述开关电源启动后，给所述控制芯片提供电压；所述振荡电路与所述可控线性电源连接；所述振荡电路在所述辅助绕组供电电路提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源处于振荡工作模式。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的开关电源启动供电电路的第一种结构示意图；
图2为现有的开关电源启动供电电路的第二种结构示意图；
图3为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第一种结构示意图；
图4为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第二种结构示意图；
图5为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第三种结构示意图。
其中：可控线性电源1、辅助绕组供电电路2、控制芯片3、开关电源主拓扑4、反馈电路5、辅助供电开关电源6、振荡电路7、检测电路8、不控线性电源9。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
通常情况下，开关电源以控制芯片为主体，而控制芯片都需要一个电源电压供电，目前现有技术的一种常用的供电方式，启动电路采集输入电压为开关电源做启动使用，当开关电源正常工作后就断开启动电路，通过自供电电路持续供电，自供电电路是在主功率变压器上增加一个辅助绕组，辅助绕组产生的脉冲电压波形通过整流滤波后形成直流电源电压电压，以供控制芯片3使用。
如图1所示，图1为现有的开关电源启动供电电路的第一种结构示意图，现有的开关电源启动供电电路包括：可控线性电源1、辅助绕组供电电路2、控制芯片3、开关电源主拓扑4和反馈电路5。
控制芯片3与开关电源主拓扑4连接；控制芯片3输出脉冲宽度调制信号至开关电源主拓扑4，以控制开关电源的启动。
可控线性电源1和辅助绕组供电电路2均与控制芯片3连接；可控线性电源1在开关电源启动时，给控制芯片3提供电压；辅助绕组供电电路2在开关电源启动后，给控制芯片3提供电压。
其中，辅助绕组供电电路2与控制芯片3之间设置有二极管。
反馈电路5与控制芯片3连接，用于反馈回路上的某点电压。
现有的开关电源启动供电电路中，一旦输出自供电电压出现故障变低，线性电源由于无法反偏将长期工作，这样会导致线性电源过载，增加线性电源损耗，甚至出现线性电源由于过热而损坏，降低开关电源的可靠性。
为了确保自供电电源在输出短路情况下，线性电源可靠工作，一种解决方案是，选用电流等级更高的器件，以使线性电源具备更强的过载能力，这种情况下，没有从根本上有效解决问题，且增加了设计难度和成本。
另一种解决方案是控制芯片3直接采用独立的辅助电源，如图2所示，图2为现有的开关电源启动供电电路的第二种结构示意图，利用独立的辅助供电开关电源6给控制芯片3提供供电电压，这种情况下，导致电源产品的体积增加，且成本更高。
为了解决上述问题，本说明书一个或多个实施例提供了一种开关电源启动供电电路，应用于开关电源，图3为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第一种结构示意图，开关电源启动供电电路包括：
可控线性电源1、辅助绕组供电电路2、振荡电路7、控制芯片3和开关电源主拓扑4。
所述控制芯片3与所述开关电源主拓扑4连接；所述控制芯片3输出脉冲宽度调制信号至所述开关电源主拓扑4，以控制所述开关电源的启动。
所述可控线性电源1与所述控制芯片3连接；所述可控线性电源1在所述开关电源启动时，给所述控制芯片3提供电压。
所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3连接；所述辅助绕组供电电路2在所述开关电源启动后，给所述控制芯片3提供电压。其中，所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3之间设置有二极管。
所述振荡电路7与所述可控线性电源1连接；所述振荡电路7在所述辅助绕组供电电路2提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源1处于振荡工作模式。
其中，所述振荡电路7用于检测所述辅助绕组供电电路2提供的电压。
可选的，所述振荡电路7包括比较器、电阻和电容；所述比较器通过所述电阻和电容构成的电阻-电容电路实现高低电平输出。
可选的，所述可控线性电源1包括MOS管。通过控制所述MOS管控制所述可控线性电源1是否进行工作；具体包括：接收到高电平时，控制所述可控线性电源1工作，接收到低电平时，控制所述可控线性电源1不工作。
可选的，线性电源关机时，供电电压不一定降为零伏，只需让供电电压降低保证其中一部分负载不能工作，达到降低线性电源的平均供电电流即可。线性电源通过振荡工作模式即满足开关电源启动要求，又降低线性电源过载。
本说明书一个或多个实施例提出一种开关电源启动供电电路，解决在开关电源自供电故障条件下，线性电源功耗大的问题，同时相比采用独立辅助电源给开关电源芯片供电的方案，降低了开关电源的复杂性，提高了可靠性，减小了体积。
图4为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第二种结构示意图，开关电源启动供电电路，包括：
可控线性电源1、辅助绕组供电电路2、振荡电路7、控制芯片3、开关电源主拓扑4和检测电路8。
所述控制芯片3与所述开关电源主拓扑4连接；所述控制芯片3输出脉冲宽度调制信号至所述开关电源主拓扑4，以控制所述开关电源的启动。
所述可控线性电源1与所述控制芯片3连接；所述可控线性电源1在所述开关电源启动时，给所述控制芯片3提供电压。
所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3连接；所述辅助绕组供电电路2在所述开关电源启动后，给所述控制芯片3提供电压。其中，所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3之间设置有二极管。
所述检测电路8与所述辅助绕组供电电路2和所述振荡电路7连接；所述检测电路8用于检测所述辅助绕组供电电路2提供的电压。
所述振荡电路7与所述可控线性电源1连接；所述振荡电路7在所述辅助绕组供电电路2提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源1处于振荡工作模式。
所述振荡电路7接收所述检测电路8输出的高低电平信号；所述振荡电路7接收到高电平信号或者低电平信号时开始工作。
可选的，所述振荡电路7包括比较器、电阻和电容；所述比较器通过所述电阻和电容构成的电阻-电容电路实现高低电平输出。
所述检测电路8对所述辅助绕组供电电路2的电压进行电阻分压，得到分压信号，并将所述分压信号和基准电压信号传输至所述比较器。
可选的，检测电路8的检测包括但不限于：控制芯片3供电电压、辅助绕组供电电压、开关电源输出电压以及反馈回路上的某点电压。
可选的，所述可控线性电源1包括MOS管。通过控制所述MOS管控制所述可控线性电源1是否进行工作；具体包括：接收到高电平时，控制所述可控线性电源1工作，接收到低电平时，控制所述可控线性电源1不工作。
可选的，线性电源关机时，供电电压不一定降为零伏，只需让供电电压降低保证其中一部分负载不能工作，达到降低线性电源的平均供电电流即可。线性电源通过振荡工作模式即满足开关电源启动要求，又降低线性电源过载。
图5为本说明书一个或多个实施例提供的开关电源启动供电电路的第三种结构示意图，开关电源启动供电电路，包括：
可控线性电源1、辅助绕组供电电路2、振荡电路7、控制芯片3、开关电源主拓扑4、检测电路8和不控线性电源9。
所述控制芯片3与所述开关电源主拓扑4连接；所述控制芯片3输出脉冲宽度调制信号至所述开关电源主拓扑4，以控制所述开关电源的启动。
所述可控线性电源1与所述控制芯片3连接；所述可控线性电源1在所述开关电源启动时，给所述控制芯片3提供电压。
所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3连接；所述辅助绕组供电电路2在所述开关电源启动后，给所述控制芯片3提供电压。其中，所述辅助绕组供电电路2与所述控制芯片3之间设置有二极管。
所述检测电路8与所述辅助绕组供电电路2和所述振荡电路7连接；所述检测电路8用于检测所述辅助绕组供电电路2提供的电压。
所述振荡电路7与所述可控线性电源1连接；所述振荡电路7在所述辅助绕组供电电路2提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源1处于振荡工作模式。
所述不控线性电源9与所述振荡电路7和所述检测电路8连接；所述不控线性电源9给所述振荡电路7所述检测电路8提供电压。
可选的，当检测到不控线性电源9的输出异常时，振荡电路7开始工作，使得可控线性电源1工作在振荡工作模式，降低不控线性电源9的平均供电电流，减小不控线性电源9的损耗。
所述振荡电路7接收所述检测电路8输出的高低电平信号；所述振荡电路7接收到高电平信号或者低电平信号时开始工作。
可选的，所述振荡电路7包括比较器、电阻和电容；所述比较器通过所述电阻和电容构成的电阻-电容电路实现高低电平输出。
所述检测电路8对所述辅助绕组供电电路2的电压进行电阻分压，得到分压信号，并将所述分压信号和基准电压信号传输至所述比较器。
可选的，检测电路8的检测包括但不限于：控制芯片3供电电压、辅助绕组供电电压、开关电源输出电压以及反馈回路上的某点电压。
可选的，所述可控线性电源1包括MOS管。通过控制所述MOS管控制所述可控线性电源1是否进行工作；具体包括：接收到高电平时，控制所述可控线性电源1工作，接收到低电平时，控制所述可控线性电源1不工作。
可选的，线性电源关机时，供电电压不一定降为零伏，只需让供电电压降低保证其中一部分负载不能工作，达到降低线性电源的平均供电电流即可。线性电源通过振荡工作模式即满足开关电源启动要求，又降低线性电源过载。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关电源启动供电电路，其特征在于，应用于开关电源，所述电路包括：
可控线性电源、辅助绕组供电电路、振荡电路、控制芯片和开关电源主拓扑；
所述可控线性电源与所述控制芯片连接；所述可控线性电源在所述开关电源启动时，给所述控制芯片提供电压；
所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片连接；所述辅助绕组供电电路在所述开关电源启动后，给所述控制芯片提供电压；
所述振荡电路与所述可控线性电源连接；所述振荡电路在所述辅助绕组供电电路提供的电压低于预设的阈值时，输出周期性的方波信号，以控制所述可控线性电源处于振荡工作模式；其中，所述可控线性电源关机时，降低所述可控线性电源的供电电压使所述可控线性电源中的一部分负载不能工作，以降低所述可控线性电源的平均供电电流；
所述控制芯片与所述开关电源主拓扑连接；所述控制芯片输出脉冲宽度调制信号至所述开关电源主拓扑，以控制所述开关电源的启动。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：检测电路；
所述检测电路与所述辅助绕组供电电路和所述振荡电路连接；所述检测电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：不控线性电源；
所述不控线性电源与所述振荡电路连接；所述不控线性电源给所述振荡电路提供电压。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，还包括：检测电路；
所述检测电路与所述辅助绕组供电电路和所述振荡电路连接；所述检测电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压；
所述不控线性电源与所述检测电路连接；所述不控线性电源给所述检测电路提供电压。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述振荡电路用于检测所述辅助绕组供电电路提供的电压。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述辅助绕组供电电路与所述控制芯片之间设置有二极管。
7.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可控线性电源包括MOS管；
通过控制所述MOS管控制所述可控线性电源是否进行工作；具体包括：接收到高电平时，控制所述可控线性电源工作，接收到低电平时，控制所述可控线性电源不工作。
8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述振荡电路包括比较器、电阻和电容；
所述比较器通过所述电阻和电容构成的电阻-电容电路实现高低电平输出。
9.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述振荡电路接收所述检测电路输出的高低电平信号；所述振荡电路接收到高电平信号或者低电平信号时开始工作。
10.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述检测电路对所述辅助绕组供电电路的电压进行电阻分压，得到分压信号，并将所述分压信号和基准电压信号传输至所述比较器。
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