CN115411925A - 一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置 - Google Patents

一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置 Download PDF

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CN115411925A CN202211013174.2A CN202211013174A CN115411925A CN 115411925 A CN115411925 A CN 115411925A CN 202211013174 A CN202211013174 A CN 202211013174A CN 115411925 A CN115411925 A CN 115411925A
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卢雪明
欧阳家淦
陈浩明
李云
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Abstract

本发明申请公开了一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置，通过设置第一电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压，即第一电压，设置第二电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压，即第二电压，并在第一电压和第二电压不为零时通过导通控制模块将反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通，此时反激电源控制芯片已启动完成，实现了辅助线圈对反激电源控制芯片与负载的供电，而不影响反激电源控制芯片的正常启动；由于无需减小初级线圈与反激电源控制芯片电源输入引脚之间的串联电阻阻值，且无需引入一路次级线圈为负载供电，不存在损耗增加和变压器线圈利用率降低的问题。

Description

一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其是一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置。
背景技术
现有的交流转直流反激式变压器开关电源电路一般由二极管整流桥、母线电容、反激电源控制芯片、变压器、二极管以及滤波电容组成。其中，变压器包括初级线圈、次级线圈以及辅助线圈，反激电源控制芯片同时通过变压器初级线圈和辅助线圈进行供电。反激电源控制芯片初始启动所需电压通过初级线圈处串联的电阻连接到电源输入引脚获得；反激电源控制芯片完成启动且辅助线圈处形成电压输出后则由辅助线圈输出电压给反激电源控制芯片供电。
若电路中存在其他负载与反激电源控制芯片共用变压器辅助线圈产生的输出电压进行供电，则需要减小初级线圈与反激电源控制芯片电源输入引脚之间的串联电阻阻值，否则反激电源控制芯片无法正常启动。同时，串联电阻阻值减小后串联电阻上的损耗增加，进而增加了发热量。为了应对串联电阻上的急剧增加的损耗，传统方法采用多个电阻并联再串联来降低单个电阻上的损耗以减小发热，或者通过增加额外的一路变压器次级线圈给负载供电。然而，以上两种方法会导致变压器的体积及重量明显增加，并且增加一路次级线圈会降低变压器线圈的利用率。
发明内容
本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明实施例提供一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置，实现了变压器辅助线圈对反激电源控制芯片与负载的供电，且不存在损耗增加和变压器线圈利用率降低的问题。
一方面，本发明实施例所采取的技术方案包括：
一种反激式开关电源启动导通控制电路，应用于反激式变压器开关电源电路，包括：
第一电压检测模块，用于获取第一电压，所述第一电压为所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压；
第二电压检测模块，用于获取第二电压，所述第二电压为所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压；
导通控制模块，用于当所述第一电压和所述第二电压不为零时，将所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通；用于当所述第一电压为零或者所述第二电压为零时，将所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载断开。
作为一种可选的实施方式，所述第一电压检测模块包括分压模块和防反接模块；
所述防反接模块的输入端用于连接所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，所述防反接模块的输出端与所述分压模块的输入端连接，所述分压模块的输出端用于输出第三电压，所述第三电压为所述第一电压经所述分压模块分压后得到的电压。
作为一种可选的实施方式，所述防反接模块包括二极管，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；
所述二极管的阳极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，所述二极管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端还与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端连接；
所述第一电压经所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的分压后在所述第三电阻的第一端输出所述第三电压。
作为一种可选的实施方式，所述第二电压检测模块包括光耦和第四电阻；
所述光耦的第一端用于连接所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，所述光耦的第二端经过所述第四电阻接地，所述光耦的第四端接地；
当所述光耦的第一端至第二端有电流流过时，所述光耦的第三端与第四端导通。
作为一种可选的实施方式，所述光耦包括输入端二极管和输出端三极管；
所述输入端二极管的阳极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，所述输入端二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述输出端三极管的发射极接地。
作为一种可选的实施方式，所述输入端二极管为发光二极管；
当所述输入端二极管的阳极至阴极有电流流过时，所述输入端二极管被点亮，所述输出端三极管导通。
作为一种可选的实施方式，所述第四电阻的第二端连接到所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈的输出端的地，所述输出端三极管的发射极连接到所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈的输出端的地
作为一种可选的实施方式，所述导通控制模块包括NMOS管、双极晶体管、第五电阻和第六电阻；
所述NMOS管的栅极与所述第三电阻的第一端连接，所述NMOS管的源极与所述输出端三极管的集电极连接，所述NMOS管的漏极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述双极晶体管的基极连接，所述双极晶体管的基极与所述第六电阻第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述双极晶体管的发射极连接，所述双极晶体管的发射极与所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出连接，所述双极晶体管的集电极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的负载。
另一方面，本发明实施例所采取的技术方案包括：
一种反激式开关电源启动导通控制装置，包括所述的反激式开关电源启动导通控制电路。
本发明的优点和有益效果：
本发明实施例的反激式开关电源启动导通控制电路及装置，通过设置第一电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压，即第一电压，设置第二电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压，即第二电压，并在第一电压和第二电压不为零时通过导通控制模块将反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通，此时反激电源控制芯片已启动完成，实现了辅助线圈对反激电源控制芯片与负载的供电，而不影响反激电源控制芯片的正常启动；由于无需减小初级线圈与反激电源控制芯片电源输入引脚之间的串联电阻阻值，且无需引入一路次级线圈为负载供电，不存在损耗增加和变压器线圈利用率降低的问题。
附图说明
图1为本发明实施例反激式开关电源启动导通控制电路的电路连接示意图。
图2为本发明实施例反激式开关电源启动导通控制电路应用于反激式变压器开关电源电路的电路连接示意图。
附图标记：101、第一电压检测模块；102、第二电压检测模块；103、导通控制模块；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；D1、二极管；C、电容；OCEP、光耦；R4、第四电阻；D2、输入端二极管；Q1、输出端三极管；Q2、NMOS管；R5、第五电阻；R6、第六电阻；Q3、双极晶体管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
反激式变压器开关电源电路：指当变压器的初级线圈被直流脉冲电压激励时，变压器的次级线圈没有向负载提供输出功率，而仅在变压器初级线圈的激励电压被关断后才向负载提供功率输出的变压器开关电源。
现有的交流转直流反激式变压器开关电源电路一般由二极管整流桥、母线电容、反激电源控制芯片、变压器、二极管以及滤波电容组成。若电路中存在其他负载与反激电源控制芯片共用变压器辅助线圈产生的输出电压进行供电，则需要减小初级线圈与反激电源控制芯片电源输入引脚之间的串联电阻阻值，否则反激电源控制芯片无法正常启动。同时，串联电阻阻值减小后串联电阻上的损耗增加，进而增加了发热量。为了应对串联电阻上的急剧增加的损耗，传统方法采用多个电阻并联再串联来降低单个电阻上的损耗以减小发热，或者通过增加额外的一路变压器次级线圈给负载供电。然而，以上两种方法会导致变压器的体积及重量明显增加，并且增加一路次级线圈会降低变压器线圈的利用率。为此，本发明实施例提出了一种反激式开关电源启动导通控制电路及装置，通过设置第一电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压，即第一电压，设置第二电压检测模块获取反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压，即第二电压，并在第一电压和第二电压不为零时通过导通控制模块将反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通，此时反激电源控制芯片已启动完成，实现了辅助线圈对反激电源控制芯片与负载的供电，而不影响反激电源控制芯片的正常启动；由于无需减小初级线圈与反激电源控制芯片电源输入引脚之间的串联电阻阻值，且无需引入一路次级线圈为负载供电，不存在损耗增加和变压器线圈利用率降低的问题。
一方面，如图1所示，本发明实施例提出了一种反激式开关电源启动导通控制电路，应用于反激式变压器开关电源电路，包括：
第一电压检测模块101，用于获取第一电压，第一电压为反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压；
第二电压检测模块102，用于获取第二电压，第二电压为反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压；
导通控制模块103，用于当第一电压和第二电压不为零时，将反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通；用于当第一电压为零或者第二电压为零时，将反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载断开。
参照图2可知，常规的反激式变压器开关电源电路(不包含反激式开关电源启动导通控制电路)的电网电源输出电压经整流桥后形成直流母线电压VBUS，VBUS经过变压器的初级线圈及串联电阻连接至辅助线圈的输出端，为反激电源控制芯片的启动提供初始的供电电源。反激电源控制芯片启动完成后，变压器的次级线圈输出稳定的电压，待辅助线圈的输出电压稳定后主要依靠辅助线圈的输出电压给反激电源控制芯片供电。当其他负载与反激电源控制芯片共用变压器辅助线圈产生的输出电压进行供电时，存在反激电源控制芯片无法正常启动的风险。本发明实施例通过反激式开关电源启动导通控制电路控制辅助线圈输出与负载之间的通路，通过第一电压检测模块101获取反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压，即第一电压，通过第二电压检测模块102获取反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压，即第二电压，当第一电压或者第二电压为零时，断开辅助线圈输出与负载之间的通路；当第一电压和第二电压不为零时，认为反激电源控制芯片已启动完成，并导通辅助线圈输出与负载之间的通路，使得辅助线圈输出给负载供电不影响反激电源控制芯片的启动过程。
作为一种可选的实施方式，第一电压检测模块101包括分压模块和防反接模块；
防反接模块的输入端用于连接反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，防反接模块的输出端与分压模块的输入端连接，分压模块的输出端用于输出第三电压，第三电压为所述第一电压经分压模块分压后得到的电压。
作为一种可选的实施方式，防反接模块包括二极管D1，分压模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C；
二极管D1的阳极用于连接反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，二极管D1的阴极与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端接地，第三电阻R3的第二端还与电容C的第一端连接，电容C的第二端与第三电阻R3的第一端连接；
第一电压经第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3的分压后在第三电阻R3的第一端输出第三电压。
作为一种可选的实施方式，第二电压检测模块102包括光耦OCEP和第四电阻R4；
光耦OCEP的第一端用于连接反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，光耦OCEP的第二端经过第四电阻R4接地，光耦OCEP的第四端接地；
当光耦OCEP的第一端至第二端有电流流过时，即当第二电压不为零时，光耦OCEP的第三端与第四端导通。
作为一种可选的实施方式，光耦OCEP包括输入端二极管D2和输出端三极管Q1；
输入端二极管D2的阳极用于连接反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，输入端二极管D2的阴极与第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端接地，输出端三极管Q1的发射极接地。
作为一种可选的实施方式，输入端二极管D2为发光二极管。
当输入端二极管D2的阳极至阴极有电流流过时，输入端二极管D2被点亮，输出端三极管Q1导通。
可以理解的是，当第二电压为零(次级线圈输出电压未形成)时，输入端二极管D2不发光，此时输出端三极管Q1不导通；当第二电压不为零(次级线圈输出电压形成)时，输入端二极管D2发光，从而使得输出端三极管Q1导通。
作为一种可选的实施方式，第四电阻R4的第二端连接到反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出端的地，输出端三极管Q1的发射极连接到反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出端的地。
作为一种可选的实施方式，导通控制模块103包括NMOS管Q2、双极晶体管Q3、第五电阻R5和第六电阻R6；
NMOS管Q2的栅极与第三电阻R3的第一端连接，NMOS管Q2的源极与输出端三极管Q1的集电极连接，NMOS管Q2的漏极与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与双极晶体管Q3的基极连接，双极晶体管Q3的基极与第六电阻R6第一端连接，第六电阻R6的第二端与双极晶体管Q3的发射极连接，双极晶体管Q3的发射极与反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出连接，双极晶体管Q3的集电极用于连接反激式变压器开关电源电路的负载。
根据前述可知，当第二电压为零(次级线圈输出电压未形成)时，输入端二极管D2不发光，此时输出端三极管Q1不导通；当第二电压不为零(次级线圈输出电压形成)时，输入端二极管D2发光，从而使得输出端三极管Q1导通。也即，当第二电压为零时，NMOS管的源极未被导通到地；当第二电压不为零时，NMOS管的源极被导通到地。
可以理解的是，当第一电压为零(电网电源未输出电压)时，第一电压经过第一电压检测模块101的第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3分压后输出低电平至NMOS管Q2的栅极，NMOS管Q2不导通；当第一电压不为零(电网电源输出电压)时，第一电压经过第一电压检测模块101的第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3分压后输出高电平至NMOS管Q2的栅极，NMOS管Q2导通。
可以理解的是，当第一电压和第二电压不为零时，NMOS管Q2和输出端三极管Q1导通，NMOS管的漏极被导通到地，即辅助线圈输出经第六电阻R6、第五电阻R5、NMOS管Q2和输出端三极管Q1导通到地。此时，辅助线圈的输出电压经第六电阻R6和第五电阻R5分压后使双极晶体管Q3的发射极和集电极导通，即辅助线圈的输出电压被导通至负载，给负载供电；当第一电压或者第二电压为零时，辅助线圈输出经第六电阻R6、第五电阻R5、NMOS管Q2和输出端三极管Q1到地的通路不导通，从而双极晶体管Q3的发射极和集电极不导通，即辅助线圈的输出电压不给负载供电。
另一方面，本发明实施例提出了一种反激式开关电源启动导通控制装置，包括以上所述的反激式开关电源启动导通控制电路。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种反激式开关电源启动导通控制电路，应用于反激式变压器开关电源电路，其特征在于，包括：
第一电压检测模块，用于获取第一电压，所述第一电压为所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出电压；
第二电压检测模块，用于获取第二电压，所述第二电压为所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出电压；
导通控制模块，用于当所述第一电压和所述第二电压不为零时，将所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载导通；用于当所述第一电压为零或者所述第二电压为零时，将所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出电压与负载断开。
2.根据权利要求1所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述第一电压检测模块包括分压模块和防反接模块；
所述防反接模块的输入端用于连接所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，所述防反接模块的输出端与所述分压模块的输入端连接，所述分压模块的输出端用于输出第三电压，所述第三电压为所述第一电压经所述分压模块分压后得到的电压。
3.根据权利要求2所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述防反接模块包括二极管，所述分压模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；
所述二极管的阳极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的电网电源输出，所述二极管的阴极与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端还与所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端连接；
所述第一电压经所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的分压后在所述第三电阻的第一端输出所述第三电压。
4.根据权利要求3所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述第二电压检测模块包括光耦和第四电阻；
所述光耦的第一端用于连接所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，所述光耦的第二端经过所述第四电阻接地，所述光耦的第四端接地；
当所述光耦的第一端至第二端有电流流过时，所述光耦的第三端与第四端导通。
5.根据权利要求4所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述光耦包括输入端二极管和输出端三极管；
所述输入端二极管的阳极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈输出，所述输入端二极管的阴极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地，所述输出端三极管的发射极接地。
6.根据权利要求5所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述输入端二极管为发光二极管；
当所述输入端二极管的阳极至阴极有电流流过时，所述输入端二极管被点亮，所述输出端三极管导通。
7.根据权利要求5所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述第四电阻的第二端连接到所述反激式变压器开关电源电路的次级线圈的输出端的地，所述输出端三极管的发射极连接到所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈的输出端的地。
8.根据权利要求3所述的一种反激式开关电源启动导通控制电路，其特征在于，所述导通控制模块包括NMOS管、双极晶体管、第五电阻和第六电阻；
所述NMOS管的栅极与所述第三电阻的第一端连接，所述NMOS管的源极与所述输出端三极管的集电极连接，所述NMOS管的漏极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述双极晶体管的基极连接，所述双极晶体管的基极与所述第六电阻第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述双极晶体管的发射极连接，所述双极晶体管的发射极与所述反激式变压器开关电源电路的辅助线圈输出连接，所述双极晶体管的集电极用于连接所述反激式变压器开关电源电路的负载。
9.一种反激式开关电源启动导通控制装置，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的反激式开关电源启动导通控制电路。
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