CN204442165U - 一种低功耗开关电源启动电路 - Google Patents

Abstract

一种低功耗开关电源启动电路，由NPN型三极管、PNP型三极管、稳压管、第一二极管、第二二极管、限流电阻、分压电阻、以及充电电容构成。本实用新型具有启动能力强、损耗低、电路简单的特点。能保证低电压输入时几个芯片的正常启动，并且高电压输入时损耗低，尤其是开关电源的功率较高时，有其明显的优势。

Description

一种低功耗开关电源启动电路

技术领域

本实用新型属于电源设备技术领域，尤其涉及一种低功耗开关电源启动电路。

背景技术

开关电源在稳定工作前，都需要专门的启动电路为控制芯片供电，当电源工作后由辅助绕组为其供电。当前的电子设备功能日趋丰富和复杂，对开关电源的要求也越来越高，当输入电压较低特别是开关电源的功率较大时，启动电路的设计就十分重要。传统的启动电路启动能力差且不能满足低输入电压的特殊要求，特别是低温环境下，由于二极管及三极管的压降增加，导致在低压输入时不能使芯片正常工作。此外，由于开关电源的日益小型化，为提高功率密度，会使用更复杂的电路结构，例如同步整流有源箝位等，可能用到几个控制芯片，因此对启动电路的要求也更加苛刻，其必须启动能力强、损耗低且电路简单。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种低功耗开关电源启动电路，以达到小型化的基础上，满足芯片在低温环境下正常工作的效果。

一种低功耗开关电源启动电路，由NPN型三极管、PNP型三极管、稳压管、第一二极管、第二二极管、限流电阻、分压电阻、以及充电电容构成。

优选地，所述限流电阻包括：第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻；所述第一限流电阻和第二限流电阻的一端连接，作为启动电路的输入端；其中，所述第二限流电阻的另一端通过所述稳压管接地；所述第一限流电阻的另一端与所述NPN型三极管的集电极端连接，所述NPN型三极管的基极端与通过第一二极管与所述稳压管的负极端连接，所述NPN型三极管的发射集端通过连接所述第三限流电阻接地；所述PNP型三极管的发射集端接所述启动电路的输入端，所述PNP型三极管的基极端与所述NPN型三极管的集电极端连接，所述PNP型三极管的集电极端通过连接所述充电电容接地；所述第二二极管与所述分压电阻串联，两端分别与所述NPN型三极管的发射集端和所述PNP型三极管的集电极端连接；在所述PNP型三极管的集电极端与所述充电电容之间引出所述启动电路的输出端，用于 连接至少一个控制芯片。

优选地，所述NPN型三极管的基极端与通过第一二极管与所述稳压管的负极端连接，具体包括：所述第一二极管的正极端与所述稳压管的负极端连接，所述第一二极管的负极端与所述NPN型三极管的基极端连接。

优选地，所述第二二极管与所述分压电阻串联，两端分别与所述NPN型三极管的发射集端和所述PNP型三极管的集电极端连接，具体包括：所述第二二极管的负极端与所述分压电阻的一端连接，所述第二二极管的正极端与所述PNP型三极管的集电极端连接；所述分压电阻的另一端与所述NPN型三极管的发射集端连接。

优选地，所述限流电阻还包括：第四限流电阻；所述PNP型三极管的发射集端通过所述第四限流电阻与所述启动电路的输入端连接。

优选地，还包括：接在所述启动电路的输出端、且依次串联的第三二极管和电感；其中，所述第三二极管的负极端与所述启动电路的输出端连接，其正极端与所述电感的一端连接；所述电感的另一端接地。

本实用新型中的启动电路，具有以下优点：

(1)器件简单，能满足电源模块小型化的要求；

(2)低输入电压时保证几个芯片正常启动；

(3)损耗低，启动时间短，启动能力强；

(4)辅助绕组工作后，启动电路关断不工作。

附图说明

图1示出了本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括逻辑的、逻辑顺序的以及其它的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的步骤和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方 案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。

如图1所示，公开了一种低功耗开关电源启动电路，由NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2、稳压管VZ1、第一二极管VD3、第二二极管VD1、限流电阻、分压电阻R3、以及充电电容C1构成。

其中，所述限流电阻包括：第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和第三限流电阻R4；所述第一限流电阻R1和第二限流电阻R2的一端连接，作为启动电路的输入端+Vin；其中，所述第二限流电阻R2的另一端通过所述稳压管VZ1接地GND；所述第一限流电阻R2的另一端与所述NPN型三极管VT1的集电极端连接，所述NPN型三极管VT1的基极端与通过第一二极管VD3与所述稳压管VZ1的负极端连接，所述NPN型三极管VT1的发射集端通过连接所述第三限流电阻R4接地GND；所述PNP型三极管VT2的发射集端接所述启动电路的输入端+Vin，所述PNP型三极管VT2的基极端与所述NPN型三极管VT1的集电极端连接，所述PNP型三极管VT2的集电极端通过连接所述充电电容C1接地GND；所述第二二极管VD1与所述分压电阻R3串联，两端分别与所述NPN型三极管VT1的发射集端和所述PNP型三极管VT2的集电极端连接；在所述PNP型三极管VT2的集电极端与所述充电电容C1之间引出所述启动电路的输出端Vcc，用于连接至少一个控制芯片。

本实用新型具有启动能力强、损耗低、电路简单的特点。能保证低电压输入时几个芯片的正常启动，并且高电压输入时损耗低，尤其是开关电源的功率较高时，有其明显的优势。

在一些说明性实施例中，所述NPN型三极管VT1的基极端与通过第一二极管VD3与所述稳压管VZ1的负极端连接，具体包括：所述第一二极管VD3的正极端与所述稳压管VZ1的负极端连接，所述第一二极管VD3的负极端与所述NPN型三极管VT1的基极端连接。

在一些说明性实施例中，所述第二二极管VD1与所述分压电阻R3串联，两端分别与所述NPN型三极管VT1的发射集端和所述PNP型三极管VT2的集电极端连接，具体包括：所述第二二极管VD1的负极端与所述分压电阻R3的一端连接，所述第二二极管VD1的正极端与所述PNP型三极管VT2的 集电极端连接；所述分压电阻R3的另一端与所述NPN型三极管VT1的发射集端连接。

在一些说明性实施例中，所述限流电阻还包括：第四限流电阻R5；所述PNP型三极管VT2的发射集端通过所述第四限流电阻R5与所述启动电路的输入端+Vin连接。

在一些说明性实施例中，所述启动电路还包括：接在所述启动电路的输出端Vcc、且依次串联的第三二极管VD2和电感L1；其中，所述第三二极管VD2的负极端与所述启动电路的输出端Vcc连接，其正极端与所述电感L1的一端连接；所述电感L1的另一端接地。

在此对上述说明性实施例中的原理进行简单说明：

本电路采用两级放大，从而降低启动电路的损耗。电阻R2与稳压管VZ1串联，R2的一端与输入电压正极相连，VZ1与R2的公共端经过二极管VD3与三极管VT1的基极相连。VZ1的阳极与地连接。VT1的集电极通过电阻R1与输入电压正极相连，VT1的发射极通过电阻R4与地连接。R1与VT1的公共端与三极管VT2基极连接，VT2的发射极通过电阻R5与输入电压正极相连。电阻R3和二极管VD1串联后一端与VT1的发射极连接，另一端与VT2的集电极连接。电容C1的一端与三极管VT2集电极连接，另一端与地连接。

实施工作过程如下：输入电压经电阻R2和稳压管VZ1限流稳压后再经VD3到达三极管VT1的基极，VT1导通，由于稳压管VZ1的稳压作用，可在三极管VT1发射极获得稳定的电压。从而VT2偏置导通，输入电压经R5、VT2、VD1、R3分压后，在VT2的发射极得到所需要的稳定电压。此电压给C1充电，当C1的电压达到控制芯片的开启电压后芯片正常工作。当输入电压较低时，稳压管VZ1不工作，VT1饱和导通，从而使VT2饱和导通，由于VT2饱和导通时压降较小，故可使控制芯片可靠工作。通过调整R2的值可以控制VT1的基极电流，从而以较小的电流获得使芯片启动工作所需要的电流。调整R1和R4的阻值可以限制VT1的集射极电流从而限制VT2的集射极电流，以降低损耗并保证VT2正常工作。通过调节R3的值并在二极管VD1的作用下可以在VT2的发射极获得所需要的电压，即芯片的启动电压。当芯片正常工作后，由辅助绕组为芯片供电。若设定辅助绕组提供的供电电压比VT1的基极电压高一特定值，则三极管VT1不工作，从而三极管VT2关断，启动电路不工作，使其静态损耗减小。

对于在本实用新型实施例中所阐述各个过程，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低功耗开关电源启动电路，其特征在于，由NPN型三极管、PNP型三极管、稳压管、第一二极管、第二二极管、限流电阻、分压电阻、以及充电电容构成。

2.根据权利要求1所述的低功耗开关电源启动电路，其特征在于，所述限流电阻包括：第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻；

所述第一限流电阻和第二限流电阻的一端连接，作为启动电路的输入端；其中，所述第二限流电阻的另一端通过所述稳压管接地；所述第一限流电阻的另一端与所述NPN型三极管的集电极端连接，所述NPN型三极管的基极端与通过第一二极管与所述稳压管的负极端连接，所述NPN型三极管的发射集端通过连接所述第三限流电阻接地；所述PNP型三极管的发射集端接所述启动电路的输入端，所述PNP型三极管的基极端与所述NPN型三极管的集电极端连接，所述PNP型三极管的集电极端通过连接所述充电电容接地；所述第二二极管与所述分压电阻串联，两端分别与所述NPN型三极管的发射集端和所述PNP型三极管的集电极端连接；在所述PNP型三极管的集电极端与所述充电电容之间引出所述启动电路的输出端，用于连接至少一个控制芯片。

3.根据权利要求2所述的低功耗开关电源启动电路，其特征在于，所述NPN型三极管的基极端与通过第一二极管与所述稳压管的负极端连接，具体包括：

所述第一二极管的正极端与所述稳压管的负极端连接，所述第一二极管的负极端与所述NPN型三极管的基极端连接。

4.根据权利要求2所述的低功耗开关电源启动电路，其特征在于，所述第二二极管与所述分压电阻串联，两端分别与所述NPN型三极管的发射集端和所述PNP型三极管的集电极端连接，具体包括：

所述第二二极管的负极端与所述分压电阻的一端连接，所述第二二极管的正极端与所述PNP型三极管的集电极端连接；

所述分压电阻的另一端与所述NPN型三极管的发射集端连接。

5.根据权利要求2所述的低功耗开关电源启动电路，其特征在于，所述限流电阻还包括：第四限流电阻；

所述PNP型三极管的发射集端通过所述第四限流电阻与所述启动电路的输入端连接。

6.根据权利要求2所述的低功耗开关电源启动电路，其特征在于，还包括：接在所述启动电路的输出端、且依次串联的第三二极管和电感；

其中，所述第三二极管的负极端与所述启动电路的输出端连接，其正极端与所述电感的一端连接；所述电感的另一端接地。