CN1658482A - 低成本宽输入电压开关电源启动电路 - Google Patents

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Abstract

一种低成本宽输入电压开关电源启动电路，包括PWM控制器U1、储能电容C1、变压器T1、开关管Q3、吸收回路X、控制器供电支路；在PWM控制器U1的参考电压输出脚8端接有第三电阻R3，第三电阻的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一三极管Q1的基极和第一电阻R1的一端，第一三极管的集电极通过第二电阻R2与第一电阻的另一端并接电源输入端，第一三极管的发射极接第一二极管D1的正极，第一二极管的负极接PWM控制器的电源脚7端。本发明的输入电压范围宽，从36Vdc～375Vdc均可；元件少成本低；二次侧负载长时间过载或短路时，启动电路自动进入间歇重启动工作状态，功耗低。

Description

低成本宽输入电压开关电源启动电路
所属技术领域
本发明涉及一种开关电源的启动电路。
背景技术
开关电源在电子领域中被广泛应用，开关电源的启动电路非常重要，公开号为CN1457546A的专利申请披露了一种用于开关电源的启动电路，其使用了电阻六只、并联稳压器一只、光耦一只、三极管一只，合计九只元件，使用元件较多，成本较高；二次侧负载长时间过载或短路时，将导致输出电压不足，进而导致三极管11长时间导通，启动电路长时间处于高功耗状态而易损坏。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种成本低、元件少、功耗低、稳定性高的低成本宽输入电压开关电源启动电路。
本发明的技术方案是这样得以实现的：一种低成本宽输入电压开关电源启动电路，包括PWM控制器U1、并接在PWM控制器电源脚7端与地脚5端间的储能电容C1、至少含有一次侧上绕组N1、一次侧下绕组N2及二次侧绕组N3的变压器T1、接在PWM控制器输出脚6端与一次侧上绕组N1下端的开关管Q3、接在一次侧上绕组N1下端与上端即电源输入端间的吸收回路X、接在一次侧下绕组N2与PWM控制器电源脚7端间的控制器供电支路；其特点是：在PWM控制器U1的参考电压输出脚8端接有第三电阻R3，第三电阻的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一三极管Q1的基极和第一电阻R1的一端，第一三极管的集电极通过第二电阻R2与第一电阻的另一端并接电源输入端，第一三极管的发射极接第一二极管D1的正极，第一二极管的负极接PWM控制器的电源脚7端。
本发明的输入电压范围宽，从36Vdc～375Vdc均可，适用于48V蓄电池供电、110V交流供电、220V交流供电、230V交流供电场合；使用了电阻三只、二极管一只、三极管二只，元件少成本低；二次侧负载长时间过载或短路时，启动电路自动进入间歇重启动工作状态，功耗低。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
图中U1——PWM控制器，C1、C2——电容，T1——变压器，N1——变压器T1的一次侧上绕组，N2——变压器T1的一次侧下绕组，N3——变压器T1的二次侧绕组，D1、D2——二极管，R1～R7——电阻，Q1、Q2——三极管，Q3——开关管，X——吸收回路。
具体实施方式
从图1可见，PWM控制器U1的引脚8为参考电压输出端VREF，当控制器在启动状态时VREF＝0V；启动完成后，控制器进入正常工作状态时VREF＝5V。接在PWM控制器U1的电源脚7脚与接地脚5间的电容C1为PWM控制器工作电源储能电容；接在电源输入端与地间的电容C2为一次侧储能电容；场效应管Q3为主开关管，其控制极通过电阻R4接PWM控制器U1的输出脚6脚，其控制极与地间接有电阻R5，PWM控制器U1的输出脚6脚与电阻R4、R5为主开关管驱动电路；主开关管Q3的源极通过电阻R6接地，电阻R6为主回路电流检测电阻；主开关管Q3的漏极接变压器T1的一次侧上绕组N1的下端，变压器T1的一次侧上绕组N1上端接电源输入端，变压器T1为主变压器，其至少含有一次侧上、下绕组N1、N2及二次侧绕组N3；一次侧上绕组N1两端并接有吸收回路X，吸收回路X用来限制开关管Q3关断时一次侧上绕组N1产生的感应电压幅值；一次侧下绕组N2的下端接地，上端通过电阻R7接二极管D2的正极，二极管D2的负极接PWM控制器U1的电源脚7脚，一次侧下绕组N2与电阻R7、二极管D2构成PWM控制器U1的电源供电支路。
本发明的开关电源启动电路由三只电阻R1、R2、R3，两只三极管Q1、Q2及一只二极管D1组成。电阻R3一端接PWM控制器U1的引脚8端，另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，电阻R3与三极管Q2构成反相器。三极管Q2的集电极接三极管Q1的基极和电阻R1的一端，三极管Q1的集电极通过电阻R2与电阻R1的另一端并接电源输入端，电源输入端的输入电压可为36Vdc～375Vdc，电阻R1、R2与三极管Q1构成启动电流控制开关。三极管Q1的发射极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接PWM控制器U1的电源引脚7端及储能电容C1的正极，二极管D1为逆止二极管，防止三极管Q1的b-e结上出现反向电压。
本发明开关电源启动电路的启动过程：
一、二次侧负载正常时的启动过程：
主回路刚通电时，PWM控制器U1处于启动状态，电容C1上的电压为0V，开关管Q3、二极管D2处于截止状态，一次侧下绕组N2不向PWM控制器U1进行供电，此时PWM控制器U1的8脚(VREF)上的电压为0V，三极管Q2截止，三极管Q1由电阻R1提供基极电流而饱和导通。启动电流经电阻R2限流，通过二极管D1向电容C1充电。当电容C1上的电压达到PWM控制器U1启动阀值电压时，PWM控制器U1的8脚(VREF)上的电压为5V，控制器U1的输出6脚(OUT)通过电阻R4控制开关管Q3进入正常工作状态。此时三极管Q2饱和导通，三极管Q1的基极电位接近0V，三极管Q1截止，启动电路停止向PWM控制器U1供电，储能电容C1向PWM控制器U1供电。因为二次侧负载正常，在较短时间内二次侧电压上升到正常值，电路自动转换为由一次侧下绕组N2经电阻R7、二极管D2向PWM控制器U1供电，整个启动过程正常结束。
二、二次侧负载过载或短路时的启动过程：
主回路刚通电时，PWM控制器U1处于启动状态，电容C1上的电压为0V，开关管Q3、二极管D2处于截止状态，一次侧绕组N2不向PWM控制器U1进行供电，此时PWM控制器U1的8脚(VREF)上的电压为0V，三极管Q2截止，三极管Q1由电阻R1提供基极电流而饱和导通。启动电流经电阻R2限流，通过二极管D1向电容C1充电。当电容C1上的电压达到PWM控制器U1启动阀值电压时，PWM控制器U1的8脚(VREF)上的电压为5V，控制器U1的输出6脚(OUT)通过电阻R4控制开关管Q3进入正常工作状态。此时三极管Q2饱和导通，三极管Q1的基极电位接近0V，三极管Q1截止，启动电路停止向PWM控制器U1供电，储能电容C1向PWM控制器U1供电。因为二次侧负载过载或短路，在较短时间内二次侧电压不能上升到正常值，储能电容C1的电压将下降到最小正常工作电压以下，PWM控制器U1的8脚(VREF)上的电压为0V。三极管Q2截止，三极管Q1导通，启动电路再次进入启动过程。在二次侧负载过载或短路的情况下，三极管Q1间歇导通，启动电路自动进入间歇重启动工作状态。
三、二次侧负载过载或短路故障排除后的启动过程：
二次侧故障未排除之前，启动电路按上述第二种启动过程工作，一旦二次侧故障排除，启动电路重新进入上述第一种正常启动过程，直到整个启动过程正常结束。
本发明的特点是仅在PWM控制器启动时提供电流，在PWM控制器正常工作时停止提供电流，因而限制了启动电路的功耗，拓宽了开关电源的输入电压范围。另外，二次侧负载长时间过载或短路时，启动电路自动进入间歇重启动工作状态，启动电路依然具有低功耗的特性。一旦二次侧过载或短路故障排除，启动电路能自动重新提供启动电流，直到PWM控制器进入正常工作状态。

Claims (2)

1、一种低成本宽输入电压开关电源启动电路，包括PWM控制器(U1)、并接在PWM控制器电源脚(7)端与地脚(5)端间的储能电容(C1)、至少含有一次侧上绕组(N1)、一次侧下绕组(N2)及二次侧绕组(N3)的变压器(T1)、接在PWM控制器输出脚(6)端与一次侧上绕组(N1)下端的开关管(Q3)、接在一次侧上绕组(N1)下端与上端即电源输入端间的吸收回路(X)、接在一次侧下绕组(N2)与PWM控制器电源脚(7)端间的控制器供电支路；其特征在于：在所述的PWM控制器(U1)的参考电压输出脚(8)端接有第三电阻(R3)，第三电阻的另一端接第二三极管(Q2)的基极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的集电极接第一三极管(Q1)的基极和第一电阻(R1)的一端，第一三极管的集电极通过第二电阻(R2)与第一电阻的另一端并接电源输入端，第一三极管的发射极接第一二极管(D1)的正极，第一二极管的负极接PWM控制器的电源脚(7)端。
2、根据权利要求1所述的一种低成本宽输入电压开关电源启动电路，其特征在于：所述的电源输入端的输入电压范围为直流36V～375V。
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