CN115987257B - 一种电流源器件及供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及供电电路的领域，提供一种电流源器件及供电电路，所述电流源器件包括氮化镓晶体管、限流电阻、以及衬底，所述氮化镓晶体管和所述限流电阻位于所述衬底上；所述氮化镓晶体管的漏极用于与电压源电连接，以作为所述电流源器件的输入端；所述限流电阻的一端与所述氮化镓晶体管的源极电连接，另一端与所述氮化镓晶体管的栅极电连接并作为所述电流源器件的输出端。本申请以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

Description

一种电流源器件及供电电路

技术领域

本申请涉及供电电路的领域，尤其是涉及一种电流源器件及供电电路。

背景技术

目前，反激式开关电源得益于拓扑结构简单易用等优点，广泛地应用于各种辅助电源、适配器及充电器中。

在输入电压范围相对较窄的情况下，例如满足全球交流电网使用要求的100~240Vac，供电系统通常会采用简单的电阻充电式启动方式，来实现电源控制芯片的启动。由于电阻功耗相对较小，通常可以通过采用两个1206型电阻串联的方式完成启动工作，或采用常见的高压集成电路半导体工艺提供的700V等级耗尽型MOS实现启动充电控制。配合常见的高压功率MOS作为开关即可用于构建一个反激式开关电源系统，简单且易于实施。

但是，在新能源高压电池、太阳能、储能、充电桩等应用领域，例如，在800V电压平台或1500V高压平台等使用场景中，输入工作电压范围大幅度增加，则要求使用的反激式开关电源应当具备更高的耐压等级。

例如，功率开关将需要达到1700V的耐压等级，传统MOS不再适用。为提升功率开关的耐压等级，目前，通常使用碳化硅MOS代替传统MOS，完成如1700V耐压的SICMOS功率开关器件的工作任务。同时，与之相对应的启动电路也将需要重新考虑。电阻功率消耗和启动时间之间的矛盾逐步凸显，使得阻容充电式的启动方式不再适用，并且传统的集成电路高压工艺也将无法提供能够具备上述电压等级的耗尽型MOS，从而应用于启动电路。因此，在目前的实际应用中，只能采用多个电阻和多个MOS串联的方式来解决上述的问题，该方法使用的电路极其复杂，并且成本高昂。

针对上述情况，本申请提出了一种电流源器件及供电电路，用以在启动速度快的条件下，降低供电电路的功耗水平，从而大幅降低成本。

发明内容

为了在启动速度快的条件下，降低供电电路的功耗水平，从而大幅降低成本，本申请提供一种电流源器件及供电电路。

第一方面，本申请提供的一种电流源器件，采用如下的技术方案：

一种电流源器件，所述电流源器件包括氮化镓晶体管、限流电阻、以及衬底，所述氮化镓晶体管和所述限流电阻位于所述衬底上；

所述氮化镓晶体管的漏极用于与电压源电连接，以作为所述电流源器件的输入端；

所述限流电阻的一端与所述氮化镓晶体管的源极电连接，另一端与所述氮化镓晶体管的栅极电连接并作为所述电流源器件的输出端。

通过采用上述技术方案，在启动的瞬间，由于开关电源芯片的电压基准还未建立，开关电源芯片不能够正常工作，因此，需要通过上述的电流源器件来完成启动工作。

采用氮化镓晶体管与电阻共同组成一个独立的电流源器件，氮化镓是一种直接能隙的半导体。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，常用于高功率、高速的光电元件中。以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

除此之外，将限流电阻连接于上述氮化镓晶体管的源极和栅极之间，能够起到限流的作用，使得该电流源器件在使用过程中的电流不会很大。并且上述氮化镓晶体管与限流电阻组成一个自夹断电流源，在饱和区内，不论Vds如何变化，电流Ids将基本保持不变。

可选的，所述衬底是蓝宝石衬底。

通过采用上述技术方案，蓝宝石作为氮化镓晶体管和限流电阻组成的整体器件的衬底，能够具备更高的耐压能力，其耐压数值能够达到1700V，能够适应更高输入电压的使用场景。

第二方面，本申请提供的一种电流源器件，采用如下的技术方案：

一种电流源器件，所述电流源器件包括氮化镓晶体管、限流电阻、以及衬底，所述氮化镓晶体管和所述限流电阻位于所述衬底上；

所述氮化镓晶体管的漏极用于与电压源电连接，以作为所述电流源器件的输入端；

所述氮化镓晶体管的栅极用于接收通断控制信号，以作为所述电流源器件的控制端；

所述限流电阻的一端与所述氮化镓晶体管的源极电连接，另一端作为所述电流源器件的输出端。

通过采用上述技术方案，在启动的瞬间，由于开关电源芯片的电压基准还未建立，开关电源芯片不能够正常工作，因此，需要通过上述的电流源器件来完成启动工作。

采用氮化镓晶体管与电阻共同组成一个独立的电流源器件，氮化镓是一种直接能隙的半导体。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，常用于高功率、高速的光电元件中。以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

将限流电阻连接于上述氮化镓晶体管的源极和栅极之间，能够起到限流的作用，使得该电流源器件在使用过程中的电流不会很大。并且上述氮化镓晶体管与限流电阻组成一个自夹断电流源，在饱和区内，不论Vds如何变化，电流Ids将基本保持不变。

将氮化镓晶体管的栅极引出，以作为上述电流源器件的控制端，即可通过外部的控制模块来控制氮化镓晶体管的通断情况，从而使得启动完成之后的耗尽型氮化镓晶体管完成自夹断，Ids为零，进一步地减小损耗，达到启动功耗接近0的效果。

可选的，所述衬底是蓝宝石衬底。

通过采用上述技术方案，蓝宝石作为氮化镓晶体管和限流电阻组成的整体器件的衬底，能够具备更高的耐压能力，其耐压数值能够达到1700V，能够适应更高输入电压的使用场景。

第三方面，本申请提供的一种供电电路，采用如下的技术方案：

一种供电电路，所述供电电路包括如第一方面所述电流源器件、控制模块、变压模块，所述控制模块具有第一端口和第二端口，所述变压模块具有初级侧和次级侧；

所述电流源器件的所述输入端用于与电压源电连接；

所述控制模块的所述第一端口与所述电流源器件的输出端电连接，用于接收来自所述电流源器件的电流以获得启动电能，所述控制模块的所述第二端口与所述变压模块的所述初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制所述变压模块的所述初级侧的开通和关断；

所述变压模块的所述初级侧的另一端与所述电压源电连接，所述变压模块的所述次级侧用于与负载电连接，以向所述负载供电。

通过采用上述技术方案，当上述的电流源器件接通，上述的氮化镓晶体管导通，从而向上述控制模块供电，电流由上述的第一端口进入，使得控制模块开始工作，也即通过第二端口按照预设的模式控制变压模块初级侧的开通和关断，当上述的初级侧开通后，上述与初级侧电连接的电压源即可由初级侧向次级侧供电，实现了供电电路的开通。

可选的，所述控制模块包括控制子模块、储能子模块和开关子模块；

所述储能子模块与所述控制子模块电连接以及与所述第一端口电连接，用于储存来自所述电流源器件的电能并向所述控制子模块提供启动电压和工作电压；

所述控制子模块与所述开关子模块电连接，用于按照所述预设的模式生成启闭控制信号，并将所述启闭控制信号传输至所述开关子模块；

所述开关子模块与所述第二端口电连接，用于基于所述启闭控制信号控制所述变压模块的所述初级侧的开通和关断。

通过采用上述技术方案，当上述的电流源器件开通后，电流将由上述的第一端口输入控制模块，上述的储能子模块与上述的第一端口电连接，能够对输入的电流进行储能，并且上述的储能子模块与上述的控制子模块电连接，当储能子模块的储能数值达到控制子模块的启动电压时，控制子模块完成启动。

当控制子模块完成启动后，能够按照预设的模式生成启闭控制信号，从而控制开关子模块启动，进而控制变压模块的初级侧的开通和关断。

可选的，所述储能子模块是电容元件，所述电容元件的一端与所述第一端口电连接，另一端接地，并且所述电容元件的两端均与所述控制子模块电连接，以向所述控制子模块提供所述启动电压和工作电压。

通过采用上述技术方案，当电容元件两端的电压达到控制子模块的启动电压时，控制子模块启动。

可选的，所述开关子模块是开关晶体管，所述开关晶体管的漏极与所述变压模块的所述初级侧的一端电连接，所述开关晶体管的栅极与所述控制子模块电连接，所述开关晶体管的源极接地。

第四方面，本申请提供的一种供电电路，采用如下的技术方案：

一种供电电路，所述供电电路包括如第二方面所述电流源器件、控制单元、以及变压单元，所述控制单元具有第一端口、第二端口和第三端口，所述变压单元具有初级侧和次级侧；

所述电流源器件的所述输入端用于与电压源电连接；

所述控制单元的所述第一端口与所述电流源器件的所述输出端电连接，用于接收来自所述电流源器件的电流以获得启动电能，所述控制单元的所述第二端口与所述电流源器件的所述控制端电连接，用于向所述电流源器件传输所述通断控制信号，所述控制单元的所述第三端口与所述变压单元的所述初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制所述变压单元的所述初级侧的开通和关断；

所述变压单元的所述初级侧的另一端与所述电压源电连接，所述变压单元的所述次级侧用于与负载电连接，以向所述负载供电。

通过采用上述技术方案，当上述的电流源器件接通，上述的氮化镓晶体管导通，从而向上述控制单元供电，电流由上述的第一端口进入，使得控制单元开始工作，也即通过第三端口按照预设的模式控制变压单元初级侧的开通和关断，当上述的初级侧开通后，上述与初级侧电连接的电压源即可由初级侧向次级侧供电，实现了供电电路的开通。

值得注意地，在使用过程中，当控制单元判断自身启动完成后，能够生成上述的通断控制信号，并且控制单元的第二端口与上述电流源器件的控制端电连接，能够向电流源器件传输通断控制信号，从而控制氮化镓晶体管关断。当控制单元启动完成后，将不再需要上述氮化镓晶体管的漏极电流Ids，因此，由控制单元控制其关断，使得漏极电流Ids为0，即可进一步减小启动损耗，从而达到启动功耗接近0的效果。

可选的，所述控制单元包括控制子单元、储能子单元、开关子单元、以及电流源控制子单元；

所述储能子单元与所述控制子单元电连接以及与所述第一端口电连接，用于储存来自所述电流源器件的电能并向所述控制子单元提供启动电压和工作电压；

所述控制子单元与所述开关子单元电连接，用于在启动完成后向所述电流源控制子单元发送触发信号，以及按照所述预设的模式生成启闭控制信号，并将所述启闭控制信号传输至所述开关子单元；

所述开关子单元与所述第三端口电连接，用于基于所述启闭控制信号控制所述变压单元的所述初级侧的开通和关断；

所述电流源控制子单元分别与所述控制子单元和所述电流源器件的所述控制端电连接，用于根据所述触发信号产生所述通断控制信号，并将所述通断控制信号传输至所述控制端，以在所述控制子单元启动完成后关闭所述电流源器件。

通过采用上述技术方案，当上述的电流源器件开通后，电流将由上述的第一端口输入控制单元，上述的储能子单元与上述的第一端口电连接，能够对输入的电流进行储能，并且上述的储能子单元与上述的控制子单元电连接，当储能子单元的储能数值达到控制子单元的启动电压时，控制子单元完成启动。

当控制子单元完成启动后，能够按照预设的模式生成启闭控制信号，从而控制开关子单元启动，进而控制变压单元的初级侧的开通和关断。

在启动完成后，上述的控制子单元能够向电流源控制子单元发送触发信号，从而使得电流源控制子单元产生上述的通断控制信号，进而在控制子单元启动完成后关闭电流源器件，进一步减小启动损耗。

可选的，所述电流源控制子单元包括电流源控制晶体管和分压电阻；

所述电流源控制晶体管的漏极与所述电流源器件的所述控制端电连接，所述电流源控制晶体管的源极接地，所述电流源控制晶体管的栅极与所述控制子单元电连接，以接收所述触发信号；

所述分压电阻的一端与所述第一端口电连接，另一端与所述电流源控制晶体管的漏极电连接。

通过采用上述技术方案，在启动完成后，上述的控制子单元会将上述的触发信号发送至上述的电流源控制晶体管栅极，从而控制上述的电流源晶体管开通。由于其漏极与电流源器件的控制端电连接，也即与上述的氮化镓晶体管栅极电连接，且源极接地，因此，上述电流源晶体管开通后，将使得上述的氮化镓晶体管栅极接地，从而关断氮化镓晶体管，漏极电流Ids为0，即可进一步减小启动损耗，从而达到启动功耗接近0的效果。

可选的，所述储能子单元是电容元件，所述电容元件的一端与所述第一端口电连接，另一端接地，并且所述电容元件的两端均与所述控制子单元电连接，以向所述控制子单元提供所述启动电压和工作电压。

可选的，所述开关子单元是开关晶体管，所述开关晶体管的漏极与所述变压单元的所述初级侧的一端电连接，所述开关晶体管的栅极与所述控制子单元电连接，所述开关晶体管的源极接地。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

蓝宝石作为氮化镓晶体管和限流电阻组成的整体器件的衬底，能够具备更高的耐压能力，其耐压数值能够达到1700V，能够适应更高输入电压的使用场景。

将氮化镓晶体管的栅极引出，以作为上述电流源器件的控制端，即可通过外部的控制模块来控制氮化镓晶体管的通断情况，从而使得启动完成之后的耗尽型氮化镓晶体管完成自夹断，Ids为零，进一步地减小损耗，达到启动功耗接近0的效果。

附图说明

图1是本申请实施例一中的一种电流源器件的连接示意图。

图2是本申请实施例二中的一种电流源器件的连接示意图。

图3是本申请实施例三中的一种供电电路的模块连接图。

图4是本申请实施例三中的一种供电电路的电路图。

图5是本申请实施例四中的一种供电电路的模块连接图。

图6是本申请实施例四中的一种供电电路的电路图。

附图标记说明：

100、供电电路；110、电流源器件；120、控制模块；121、控制子模块；122、储能子模块；123、开关子模块；130、变压模块；

200、供电电路；210、电流源器件；220、控制单元；221、控制子单元；222、储能子单元；223、开关子单元；224、电流源控制子单元；230、变压单元。

实施方式

以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在以下描述中，为了解释的目的，阐述了很多具体细节，以便提供对发明构思的彻底理解。作为本说明书的一部分，本公开的附图中的一些附图以框图形式表示结构和设备，以避免使所公开的原理复杂难懂。为了清晰起见，实际具体实施的并非所有特征都有必要进行描述。在本公开中对“一个具体实施”或“具体实施”的提及意指结合该具体实施所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个具体实施中，并且对“一个具体实施”或“具体实施”的多个提及不应被理解为必然地全部是指同一具体实施。

除非明确限定，否则术语“一个”、“一种”和“该”并非旨在指代单数实体，而是包括其特定示例可以被用于举例说明的一般性类别。因此，术语“一个”或“一种”的使用可以意指至少一个的任意数目，包括“一个”、“一个或多个”、“至少一个”和“一个或不止一个”。术语“或”意指可选项中的任意者以及可选项的任何组合，包括所有可选项，除非可选项被明确指示是相互排斥的。短语“中的至少一者”在与项目列表组合时是指列表中的单个项目或列表中项目的任何组合。所述短语并不要求所列项目的全部，除非明确如此限定。

实施例

本申请实施例公开一种电流源器件110，参照图1，上述电流源器件110包括氮化镓晶体管Qn、限流电阻R1、以及衬底。其中，上述氮化镓晶体管Qn和上述限流电阻R1位于上述衬底上，并且上述氮化镓晶体管Qn的漏极用于与电压源电连接，以作为上述电流源器件110的输入端；上述限流电阻R1的一端与上述氮化镓晶体管Qn的源极电连接，另一端与上述氮化镓晶体管Qn的栅极电连接并作为上述电流源器件110的输出端。以此连接方式形成一个具有输入端和输出端的电流源器件110，也即一个双端口的电流源器件110。

在启动的瞬间，由于开关电源芯片的电压基准还未建立，开关电源芯片不能够正常工作，因此，需要通过上述的电流源器件110来完成启动工作。

采用氮化镓晶体管Qn与电阻共同组成一个独立的电流源器件110，氮化镓是一种直接能隙的半导体。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，常用于高功率、高速的光电元件中。以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

将限流电阻R1连接于上述氮化镓晶体管Qn的源极和栅极之间，能够起到限流的作用，使得该电流源器件110在使用过程中的电流不会很大。并且上述氮化镓晶体管Qn与限流电阻R1组成一个自夹断电流源，在饱和区内，不论Vds如何变化，电流Ids将基本保持不变。

具体地，上述衬底是蓝宝石衬底。具体地，蓝宝石作为氮化镓晶体管Qn和限流电阻R1组成的整体器件的衬底，能够具备更高的耐压能力，其耐压数值能够达到1700V，能够适应更高输入电压的使用场景。

实施例

本申请实施例公开一种电流源器件210，参照图2，上述电流源器件210包括氮化镓晶体管Qn'、限流电阻R1'、以及衬底。其中，上述氮化镓晶体管Qn'和上述限流电阻R1'位于上述衬底上，并且上述氮化镓晶体管Qn'的漏极用于与电压源电连接，以作为上述电流源器件210的输入端；上述氮化镓晶体管Qn'的栅极用于接收通断控制信号，以作为上述电流源器件210的控制端；上述限流电阻R1'的一端与上述氮化镓晶体管Qn'的源极电连接，另一端作为上述电流源器件210的输出端。以此连接方式形成一个具有输入端、输出端和控制端的电流源器件210，也即一个三端口的电流源器件210。

在启动的瞬间，由于开关电源芯片的电压基准还未建立，开关电源芯片不能够正常工作，因此，需要通过上述的电流源器件210来完成启动工作。

采用氮化镓晶体管Qn'与电阻共同组成一个独立的电流源器件210，氮化镓是一种直接能隙的半导体。氮化镓的能隙很宽，为3.4电子伏特，常用于高功率、高速的光电元件中。以氮化镓为半导体材料的晶体管，相较于传统MOS具备更高的耐压等级，能够适应高压输入的环境，并且无需设计类似多个电阻和多个MOS串联的复杂电路，降低了电阻功率消耗，并且保持了功率开关的启动速度，使其与低电压输入的情况下相差不大。

将限流电阻R1'连接于上述氮化镓晶体管Qn'的源极和栅极之间，能够起到限流的作用，使得该电流源器件210在使用过程中的电流不会很大。并且上述氮化镓晶体管Qn'与限流电阻R1'组成一个自夹断电流源，在饱和区内，不论Vds如何变化，电流Ids将基本保持不变。

将氮化镓晶体管Qn'的栅极引出，以作为上述电流源器件210的控制端，即可通过外部的控制模块来控制氮化镓晶体管Qn'的通断情况，从而使得启动完成之后的耗尽型氮化镓晶体管Qn'完成自夹断，Ids为零，进一步地减小损耗，达到启动功耗接近0的效果。

具体地，上述衬底是蓝宝石衬底。具体地，蓝宝石作为氮化镓晶体管Qn'和限流电阻R1'组成的整体器件的衬底，能够具备更高的耐压能力，其耐压数值能够达到1700V，能够适应更高输入电压的使用场景。

实施例

本申请实施例公开一种供电电路，参照图3和图4，上述供电电路100包括上述实施例一中的电流源器件110、控制模块120和变压模块130。其中，电流源器件110用于向控制模块120输送启动电能，以启动控制模块120；控制模块120用于接收来自上述电流源器件110的电流以获得启动电能，并且按照预设的模式控制上述变压模块130的上述初级侧的开通和关断；变压模块130用于向负载供电。

具体地，上述控制模块120具有第一端口和第二端口，上述变压模块130具有初级侧和次级侧；上述电流源器件110的上述输入端用于与电压源电连接；上述控制模块120的上述第一端口与上述电流源器件110的输出端电连接，用于接收来自上述电流源器件110的电流以获得启动电能，上述控制模块120的上述第二端口与上述变压模块130的上述初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制上述变压模块130的上述初级侧的开通和关断；上述变压模块130的上述初级侧的另一端与上述电压源电连接，上述变压模块130的上述次级侧用于与负载电连接，以向上述负载供电。

当上述的电流源器件110接通，上述的氮化镓晶体管导通，从而向上述控制模块120供电，电流由上述的第一端口进入，使得控制模块120开始工作，也即通过第二端口按照预设的模式控制变压模块130初级侧的开通和关断，当上述的初级侧开通后，上述与初级侧电连接的电压源即可由初级侧向次级侧供电，实现了供电电路100的开通。

进一步地，在不同的实施例中，上述的控制模块120可以包括不同的子模块，以通过不同的方式完成工作。作为示例地，在本实施例中，上述的控制模块120包括控制子模块121、储能子模块122和开关子模块123。其中，上述储能子模块122与上述控制子模块121电连接以及与上述第一端口电连接，用于储存来自上述电流源器件110的电能并向上述控制子模块121提供启动电压和工作电压；上述控制子模块121与上述开关子模块123电连接，用于按照上述预设的模式生成启闭控制信号，并将上述启闭控制信号传输至上述开关子模块123；上述开关子模块123与上述第二端口电连接，用于基于上述启闭控制信号控制上述变压模块130的上述初级侧的开通和关断。

当上述的电流源器件110开通后，电流将由上述的第一端口输入控制模块120，上述的储能子模块122与上述的第一端口电连接，能够对输入的电流进行储能，并且上述的储能子模块122与上述的控制子模块121电连接，当储能子模块122的储能数值达到控制子模块121的启动电压时，控制子模块121完成启动。当控制子模块121完成启动后，能够按照预设的模式生成启闭控制信号，从而控制开关子模块123启动，进而控制变压模块130的初级侧的开通和关断。

具体但非限定地，上述储能子模块122是电容元件C1，上述电容元件C1的一端与上述第一端口电连接，另一端接地，并且上述电容元件C1的两端均与上述控制子模块121电连接，以向上述控制子模块121提供上述启动电压。当电容元件C1两端的电压达到控制子模块121的启动电压时，控制子模块121启动。

当上述控制子模块121完成启动后，上述的电容元件C1将继续为上述控制子模块121提供工作电压。作为补充地，在不同的实施例中，电容元件C1可以通过不同的方式储备电压，以向上述控制子模块121持续提供工作电压，例如，可以由附加的其他电路供电（图中未示出），从而为电容元件C1持续提供电能，使得电容元件C1能够为上述控制子模块121提供工作电压。由于这部分为本领域的常规技术，此处不再赘述。

具体但非限定地，上述的控制子模块121是控制芯片。控制芯片的使能端连接上述电容元件C1远离地线的一端，且输出端用于输出上述启闭控制信号。

具体但非限定地，上述开关子模块123是开关晶体管Q1，上述开关晶体管Q1的漏极与上述变压模块130的上述初级侧的一端电连接，上述开关晶体管Q1的栅极与上述控制子模块121电连接，上述开关晶体管Q1的源极接地。

作为补充地，上述的变压模块130次级侧与负载电路电连接，在不同的实施例中，上述的负载电路可以为多种不同的电路。为便于理解，作为示例地，在本实施例中，上述的变压模块130次级侧的一端与二极管D1电连接，并且变压模块130次级侧的两端之间电连接有电容C2。

实施例

本申请实施例公开一种供电电路，参照图5和图6，上述供电电路200包括上述实施例一中的电流源器件210、控制单元220、以及变压单元230。其中，上述控制单元220具有第一端口、第二端口和第三端口，上述变压单元230具有初级侧和次级侧。电流源器件210用于向控制单元220输送启动电能，以启动控制单元220。控制单元220的第一端口用于接收来自上述电流源器件210的电流以获得启动电能，第二端口用于向上述电流源器件210传输上述通断控制信号，第三端口用于按照预设的模式控制上述变压单元230的上述初级侧的开通和关断。变压单元230用于向负载供电。

具体地，上述电流源器件210的上述输入端用于与电压源电连接；上述控制单元220的上述第一端口与上述电流源器件210的上述输出端电连接，用于接收来自上述电流源器件210的电流以获得启动电能，上述控制单元220的上述第二端口与上述电流源器件210的上述控制端电连接，用于向上述电流源器件210传输上述通断控制信号，上述控制单元220的上述第三端口与上述变压单元230的上述初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制上述变压单元230的上述初级侧的开通和关断；上述变压单元230的上述初级侧的另一端与上述电压源电连接，上述变压单元230的上述次级侧用于与负载电连接，以向上述负载供电。

当上述的电流源器件210接通，上述的氮化镓晶体管导通，从而向上述控制单元220供电，电流由上述的第一端口进入，使得控制单元220开始工作，也即通过第三端口按照预设的模式控制变压单元230初级侧的开通和关断，当上述的初级侧开通后，上述与初级侧电连接的电压源即可由初级侧向次级侧供电，实现了供电电路200的开通。

值得注意地，在使用过程中，当控制单元220判断自身启动完成后，能够生成上述的通断控制信号，并且控制单元220的第二端口与上述电流源器件210的控制端电连接，能够向电流源器件210传输通断控制信号，从而控制氮化镓晶体管关断。当控制单元220启动完成后，将不再需要上述氮化镓晶体管的漏极电流Ids，因此，由控制单元220控制其关断，使得漏极电流Ids为0，即可进一步减小启动损耗，从而达到启动功耗接近0的效果。

具体地，在不同的实施例中，上述的控制单元220可以包括不同的子单元，以通过不同的方式完成工作。作为示例地，在本实施例中，上述控制单元220包括控制子单元221、储能子单元222、开关子单元223、以及电流源控制子单元224。

进一步地，上述储能子单元222与上述控制子单元221电连接以及与上述第一端口电连接，用于储存来自上述电流源器件210的电能并向上述控制子单元221提供启动电压和工作电压。

进一步地，上述控制子单元221与上述开关子单元223电连接，用于在启动完成后向上述电流源控制子单元224发送触发信号，以及按照上述预设的模式生成启闭控制信号，并将上述启闭控制信号传输至上述开关子单元223。

进一步地，上述开关子单元223与上述第三端口电连接，用于基于上述启闭控制信号控制上述变压单元230的上述初级侧的开通和关断。

进一步地，上述电流源控制子单元224分别与上述控制子单元221和上述电流源器件210的上述控制端电连接，用于根据上述触发信号产生上述通断控制信号，并将上述通断控制信号传输至上述控制端，以在上述控制子单元221启动完成后关闭上述电流源器件210。

综上所述，当上述的电流源器件210开通后，电流将由上述的第一端口输入控制单元220，上述的储能子单元222与上述的第一端口电连接，能够对输入的电流进行储能，并且上述的储能子单元222与上述的控制子单元221电连接，当储能子单元222的储能数值达到控制子单元221的启动电压时，控制子单元221完成启动。

当控制子单元221完成启动后，能够按照预设的模式生成启闭控制信号，从而控制开关子单元223启动，进而控制变压单元230的初级侧的开通和关断。

在启动完成后，上述的控制子单元221能够向电流源控制子单元224发送触发信号，从而使得电流源控制子单元224产生上述的通断控制信号，进而在控制子单元221启动完成后关闭电流源器件210，进一步减小启动损耗。

具体地，在不同的实施例中，上述的电流源控制子单元224可以包括不同的元件，但凡能够在控制子单元221启动完成后关闭电流源器件210即可。作为示例地，在本实施例中，上述电流源控制子单元224包括电流源控制晶体管Q2和分压电阻R2；上述电流源控制晶体管Q2的漏极与上述电流源器件210的上述控制端电连接，上述电流源控制晶体管Q2的源极接地，上述电流源控制晶体管Q2的栅极与上述控制子单元221电连接，以接收上述触发信号；上述分压电阻R2的一端与上述第一端口电连接，另一端与上述电流源控制晶体管Q2的漏极电连接。

在启动完成后，上述的控制子单元221会将上述的触发信号发送至上述的电流源控制晶体管Q2栅极，从而控制上述的电流源晶体管开通。由于其漏极与电流源器件210的控制端电连接，也即与上述的氮化镓晶体管栅极电连接，且源极接地，因此，上述电流源晶体管开通后，将使得上述的氮化镓晶体管栅极接地，从而关断氮化镓晶体管，漏极电流Ids为0，即可进一步减小启动损耗，从而达到启动功耗接近0的效果。

具体但非限定地，上述储能子单元222是电容元件C1'，上述电容元件C1'的一端与上述第一端口电连接，另一端接地，并且上述电容元件C1'的两端均与上述控制子单元221电连接，以向上述控制子单元221提供上述启动电压。当电容元件C1'两端的电压达到控制子单元221的启动电压时，控制子单元221启动。

当上述控制子单元221完成启动后，上述的电容元件C1'将继续为上述控制子单元221提供工作电压。作为补充地，在不同的实施例中，电容元件C1'可以通过不同的方式储备电压，从而向上述控制子单元221持续提供工作电压。例如，可以由附加的其他电路供电（图中未示出），从而为电容元件C1'持续提供电能，使得电容元件C1'能够为上述控制子单元221提供工作电压。由于这部分为本领域的常规技术，此处不再赘述。

具体但非限定地，上述的控制子单元221是控制芯片。控制芯片的使能端连接上述电容元件C1'远离地线的一端，且输出端用于输出上述启闭控制信号。

具体但非限定地，上述开关子单元223是开关晶体管Q1'，上述开关晶体管Q1'的漏极与上述变压单元230的上述初级侧的一端电连接，上述开关晶体管Q1'的栅极与上述控制子单元221电连接，上述开关晶体管Q1'的源极接地。

作为补充地，上述的变压单元230次级侧与负载电路电连接，在不同的实施例中，上述的负载电路可以为多种不同的电路。为便于理解，作为示例地，在本实施例中，上述的变压单元230次级侧的一端与二极管D1'电连接，并且变压单元230次级侧的两端之间电连接有电容C2'。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括电流源器件、控制模块、变压模块，

所述电流源器件包括氮化镓晶体管、限流电阻、以及衬底，所述氮化镓晶体管和所述限流电阻位于所述衬底上；

所述氮化镓晶体管的漏极用于与电压源电连接，以作为所述电流源器件的输入端；

所述限流电阻的一端与所述氮化镓晶体管的源极电连接，另一端与所述氮化镓晶体管的栅极电连接并作为所述电流源器件的输出端，所述氮化镓晶体管与所述限流电阻组成一个自夹断电流源；

所述控制模块具有第一端口和第二端口，所述第一端口与所述电流源器件的输出端电连接，用于接收来自所述电流源器件的电流以获得启动电能，所述控制模块的所述第二端口与所述变压模块的初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制所述变压模块的所述初级侧的开通和关断；

所述变压模块具有初级侧和次级侧，所述初级侧的另一端与所述电压源电连接，所述变压模块的所述次级侧用于与负载电连接，以向所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述衬底是蓝宝石衬底。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块包括控制子模块、储能子模块和开关子模块；

所述储能子模块与所述控制子模块电连接以及与所述第一端口电连接，用于储存来自所述电流源器件的电能并向所述控制子模块提供启动电压和工作电压；

所述控制子模块与所述开关子模块电连接，用于按照所述预设的模式生成启闭控制信号，并将所述启闭控制信号传输至所述开关子模块；

所述开关子模块与所述第二端口电连接，用于基于所述启闭控制信号控制所述变压模块的所述初级侧的开通和关断。

4.根据权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述储能子模块是电容元件，所述电容元件的一端与所述第一端口电连接，另一端接地，并且所述电容元件的两端均与所述控制子模块电连接，以向所述控制子模块提供所述启动电压和工作电压。

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述开关子模块是开关晶体管，所述开关晶体管的漏极与所述变压模块的所述初级侧的一端电连接，所述开关晶体管的栅极与所述控制子模块电连接，所述开关晶体管的源极接地。

6.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路包括电流源器件、控制单元、以及变压单元；所述电流源器件包括氮化镓晶体管、限流电阻、以及衬底，所述氮化镓晶体管和所述限流电阻位于所述衬底上；所述氮化镓晶体管的漏极用于与电压源电连接，以作为所述电流源器件的输入端；所述氮化镓晶体管的栅极用于接收通断控制信号，以作为所述电流源器件的控制端；所述限流电阻的一端与所述氮化镓晶体管的源极电连接，另一端作为所述电流源器件的输出端；

所述控制单元具有第一端口、第二端口和第三端口，所述变压单元具有初级侧和次级侧；

所述控制单元的所述第一端口与所述电流源器件的所述输出端电连接，用于接收来自所述电流源器件的电流以获得启动电能，所述控制单元的所述第二端口与所述电流源器件的所述控制端电连接，用于向所述电流源器件传输所述通断控制信号，所述控制单元的所述第三端口与所述变压单元的所述初级侧的一端电连接，以按照预设的模式控制所述变压单元的所述初级侧的开通和关断；

所述变压单元的所述初级侧的另一端与所述电压源电连接，所述变压单元的所述次级侧用于与负载电连接，以向所述负载供电。

7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述衬底是蓝宝石衬底。

8.根据权利要求7所述的供电电路，其特征在于，所述控制单元包括控制子单元、储能子单元、开关子单元、以及电流源控制子单元；

所述储能子单元与所述控制子单元电连接以及与所述第一端口电连接，用于储存来自所述电流源器件的电能并向所述控制子单元提供启动电压和工作电压；

所述控制子单元与所述开关子单元电连接，用于在启动完成后向所述电流源控制子单元发送触发信号，以及按照所述预设的模式生成启闭控制信号，并将所述启闭控制信号传输至所述开关子单元；

所述开关子单元与所述第三端口电连接，用于基于所述启闭控制信号控制所述变压单元的所述初级侧的开通和关断；

所述电流源控制子单元分别与所述控制子单元和所述电流源器件的所述控制端电连接，用于根据所述触发信号产生所述通断控制信号，并将所述通断控制信号传输至所述控制端，以在所述控制子单元启动完成后关闭所述电流源器件。

9.根据权利要求8所述的供电电路，其特征在于，所述电流源控制子单元包括电流源控制晶体管和分压电阻；

所述电流源控制晶体管的漏极与所述电流源器件的所述控制端电连接，所述电流源控制晶体管的源极接地，所述电流源控制晶体管的栅极与所述控制子单元电连接，以接收所述触发信号；

所述分压电阻的一端与所述第一端口电连接，另一端与所述电流源控制晶体管的漏极电连接。

10.根据权利要求9所述的供电电路，其特征在于，所述储能子单元是电容元件，所述电容元件的一端与所述第一端口电连接，另一端接地，并且所述电容元件的两端均与所述控制子单元电连接，以向所述控制子单元提供所述启动电压和工作电压。

11.根据权利要求10所述的供电电路，其特征在于，所述开关子单元是开关晶体管，所述开关晶体管的漏极与所述变压单元的所述初级侧的一端电连接，所述开关晶体管的栅极与所述控制子单元电连接，所述开关晶体管的源极接地。

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