CN206452321U - 一种低电压启动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机启动控制领域，提供一种低电压启动电路。在本实用新型中，通过当开关电源电路空载时，控制芯片根据取样电压模块输出的取样电压和第二基准电压模块输出的基准电压输出关断控制信号，开关控制模块根据关断控制信号控制开关模块关断，使第一分压模块和第二分压模块对直流电源进行分压输出空载电压；当开关电源电路带载时，控制芯片根据取样电压和基准电压输出导通控制信号，开关控制模块根据导通控制信号控制开关模块在预设时间后导通，使第一分压模块、第二分压模块以及第三分压模块对直流电源进行分压以输出负载电压；使得电机在预设时间内启动到正常转速，避免了噪声的发生，提高了电机的使用寿命，同时也避免了给用户造成困扰。

Description

一种低电压启动电路

技术领域

本实用新型涉及电机启动控制领域，尤其涉及一种低电压启动电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展和创新，开关电源技术也在不断地创新和发展。目前，开关电源几乎被广泛的应用于所有的电子电器设备中，是当下电子信息产业中最不可缺少的一种电源方式。而对于电子电器设备中不可或缺的电机产品来说，开关电源的作用更是广为人知。

然而，在开关电源供电过程中，由于部分电机产品使用齿轮转动的方式工作，齿轮之间存在间隙，当电机使用正常运转电压时，由于开机时开关电源供电速度快，启动时间短而供电电压较大使得电机转动速度较快，因此电机启动过程经常伴有明显的晃动和噪声，这样使得电机的使用寿命大幅度下降，也给电子电器设备的用户造成了不必要的干扰。

因此，当齿轮转动式的电机使用正常运转电压时，现有的开关电源由于启动时间短、启动电压较大而使得电机开机转动速度较快，使得电机启动过程经常伴有明显的晃动和噪声，降低了电机的使用寿命，同时也给用户造成困扰。

实用新型内容

本实用新型提供一种低电压启动电路，旨在解决现有的开关电源由于供电电压较大而使得电机开机转动速度较快，使得电机启动过程经常伴有明显的晃动和噪声，降低了电机的使用寿命，同时也给用户造成了不必要的干扰的问题。

本实用新型是这样实现的，一种低电压启动电路，与开关电源电路连接，所述低电压启动电路包括稳压模块和第一基准电压模块，所述稳压模块连接所述开关电源电路，所述低电压启动电路还包括第一分压模块、第二分压模块、控制芯片、取样电压模块、第二基准电压模块、开关控制模块、开关模块以及第三分压模块。

所述第一分压模块的第一端和所述稳压模块的第一端共接于直流电源正输出端，所述第一分压模块的第二端、所述稳压模块的第二端、所述第二分压模块的第一端、所述第三分压模块的第一端以及所述控制芯片的第一输入端共接，所述第二分压模块的第二端接地，所述第一基准电压模块连接所述控制芯片的第二输入端，所述控制芯片的第一输出端连接所述稳压模块的第三端；所述取样电压模块的第一输入端连接所述开关电源电路，所述取样电压模块的第二输入端连接直流电源负输出端，所述取样电压模块的输出端连接所述控制芯片的第三输入端，所述第二基准电压模块连接所述控制芯片的第四输入端，所述控制芯片的第二输出端通过所述开关控制模块连接所述开关模块的第一端，所述开关模块的第二端连接所述第三分压模块的第二端，所述开关模块的第三端接地。

当所述开关电源电路空载时，所述控制芯片根据所述取样电压模块输出的取样电压和所述第二基准电压输出的基准电压向所述开关控制模块输出关断控制信号，所述开关控制模块根据所述关断控制信号控制所述开关模块关断，使所述第一分压模块和所述第二分压模块对直流电源进行分压以输出空载电压；当所述开关电源电路带载时，所述控制芯片根据所述取样电压模块输出的取样电压和所述第二基准电压模块输出的基准电压向所述开关控制模块输出导通控制信号，所述开关控制模块根据所述导通控制信号控制所述开关模块在预设时间后导通，使所述第一分压模块、所述第二分压模块以及所述第三分压模块对直流电源进行分压以输出负载电压。

在本实用新型中，通过当开关电源电路空载时，控制芯片根据取样电压模块输出的取样电压和第二基准电压输出的基准电压输出关断控制信号，开关控制模块根据关断控制信号控制开关模块关断，使第一分压模块和第二分压模块对直流电源进行分压输出空载电压；当开关电源电路带载时，控制芯片根据取样电压和基准电压输出导通控制信号，开关控制模块根据导通控制信号控制开关模块在预设时间后导通，使第一分压模块、第二分压模块以及第三分压模块对直流电源进行分压以输出负载电压；使得电机在预设时间内启动到正常转速，避免了噪声的发生，提高了电机的使用寿命，同时也避免了给用户造成困扰。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本实用新型实施例提供的一种低电压启动电路结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种低电压启动电路的一具体电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种低电压启动电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

一种低电压启动电路，与开关电源电路连接，低电压启动电路包括稳压模块102和第一基准电压模块104，稳压模块102连接开关电源电路，低电压启动电路还包括第一分压模块101、第二分压模块103、控制芯片105、取样电压模块106、第二基准电压模块107、开关控制模块108、开关模块109以及第三分压模块110。

第一分压模块101的第一端和稳压模块102的第一端共接于直流电源正输出端，第一分压模块101的第二端、稳压模块102的第二端、第二分压模块103的第一端、第三分压模块110的第一端以及控制芯片105的第一输入端共接，第二分压模块103的第二端接地，第一基准电压模块104连接控制芯片105的第二输入端，控制芯片105的第一输出端连接稳压模块102的第三端；取样电压模块106的第一输入端连接开关电源电路，取样电压模块106的第二输入端连接直流电源负输出端，取样电压模块106的输出端连接控制芯片105的第三输入端，第二基准电压模块107连接控制芯片105的第四输入端，控制芯片105的第二输出端通过开关控制模块108连接开关模块109的第一端，开关模块109的第二端连接第三分压模块110的第二端，开关模块109的第三端接地。

当开关电源电路空载时，控制芯片105根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压向开关控制模块108输出关断控制信号，开关控制模块108根据关断控制信号控制开关模块109关断，使第一分压模块101和第二分压模块103对直流电源进行分压以输出空载电压；当开关电源电路带载时，控制芯片105根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压向开关控制模块108输出导通控制信号，开关控制模块108根据导通控制信号控制开关模块109在预设时间后导通，使第一分压模块101、第二分压模块103以及第三分压模块110对直流电源进行分压以输出负载电压。

在本实用新型实施例中，控制芯片105是能够实现电压控制和电流控制的芯片，主要用于调整输出。控制芯片105根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压输出的关断控制信号或者导通控制信号，可以是高电平电压信号，也可以是低电平电压信号，电压信号的高低状态根据控制芯片105的内部运放结构以及开关控制模块108内部电路结构设定。

例如，当开关控制模块108设定为根据低电平的控制信号控制开关模块109关断、根据高电平的控制信号控制开关模块109导通时，则该关断控制信号为低电平信号，该导通控制信号为高电平信号；相应的，也可以设定控制芯片105在空载时根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压输出的低电平的控制信号，在负载时根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压输出的高电平的控制信号。

在具体应用中，控制芯片105可以是双运放恒流控制IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片AP4310，其内部有两个运放，集成了两个运算放大器和一个2.5V并联型高精度基准电压源。第一运算放大器用于电压控制，第二运算放大器用于电流控制。以芯片AP4310作为控制芯片105为例，其中，第二运算放大器的同相端连接取样电压模块106，反向端连接第二基准电压模块107，当开关电源电路空载时，控制芯片105对取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压进行比较，由于空载时电流为零，取样电压小于基准电压，芯片AP4310的第二运算放大器输出低电平信号，则此时开关控制模块108设置为根据低电平信号控制开关模块109关断，使第一分压模块101和第二分压模块103对直流电源进行分压以输出空载电压；当开关电源电路带载时，芯片AP4310将取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压进行比较，若取样电压大于基准电压，芯片AP4310输出高电平信号，开关控制模块108根据高电平信号控制开关模块109在预设时间后导通，使第一分压模块101、第二分压模块103以及第三分压模块110对直流电源进行分压以输出负载电压。

在本实用新型实施例中，开关控制模块108根据控制芯片105输出的关断控制信号或者导通控制信号来对应控制开关模块109的关断或者导通，并且根据用户的实际需要，开关控制模块108的内部元件参数可以进行调整以控制开关模块109的导通时间，从而控制从空载时低电压到负载时正常工作电压所需的时间。

在本实用新型实施例中，通过对芯片AP4130第二运算放大器的同相端和反向端的比较来控制芯片105第二输出端的输出以调节电路电流以此控制开关模块109的导通或者关断，通过开关模块109的导通或者关断来实现空载时低电压而负载时经过一预设时间到正常工作电压的功能，从而避免了噪声的发生，提高了电机的使用寿命，同时也避免了给用户造成困扰。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种低电压启动电路的一具体电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

在图1所示架构的基础上，如图2所示，低电压启动电路的取样电压模块106包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1，第一电阻R1的第一端为取样电压模块106的第一输入端，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第一端共接并形成取样电压模块106的第二输入端，第二电阻R2的第二端和第一电容C1的第一端共接并形成取样电压模块106的输出端，第一电容C1的第二端接地。其中，第一电阻R1的第一端连接开关电源电路，作为取样电阻从开关电源电路获取取样电压。

如图2所示，低电压启动电路的第二基准电压模块107包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的第一端接地，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接于控制芯片105的第四输入端，第四电阻R4的第二端连接参考电压源Vr。其中，用户可以通过调节第三电阻R3和第四电阻R4的阻值以获取适合实际需求的基准电压。

如图2所示，低电压启动电路的开关控制模块108包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1、二极管组D以及第二电容C2，第五电阻R5的第一端和第二电容C2的第一端共接于地，第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第一端以及第一二极管D1的负极端共接于控制芯片105的第二输出端，第六电阻R6的第二端、二极管组D的正极端以及第七电阻R7的第一端共接，二极管组D的负极端、第一二极管D1的正极端以及第二电容C2的第二端共接，第七电阻的第二端连接开关模块109的第一端。

本实用新型实施例中，二极管组D可以是包括第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4的二极管组合，第二二极管D2的正极端为二极管组D的正极端，第二二极管D2负极端通过第三二极管D3的正极端连接第四二极管D4的正极端，第四二极管D4的负极端为二极管组D的负极端。

在本实用新型实施例中，可以通过调节第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1、二极管组D以及第二电容C2的参数值调节开关模块109的导通情况，以此调节从空载时的低电压向负载时的正常工作电压的逐渐上升的时间。

如图2所示，低电压启动电路的开关模块109包括开关管Q1、第三电容C3和第八电阻R8，开关管Q1的基极、第三电容C3的第一端以及第八电阻R8的第一端共接并形成开关模块109的第一端，开关管Q1的集电极为开关模块109的第二端，开关管Q1的发射极、第三电容C3的第二端以及第八电阻R8的第二端共接并形成开关模块109的第三端。

如图2所示，低电压启动电路的第二分压模块103包括第九电阻R9和第十电阻R10，第九电阻R9的第一端和第十电阻R10的第一端共接并形成第二分压模块103的第一端，第九电阻R9的第二端和第十电阻R10的第二端共接并形成第二分压模块103的第二端。

如图2所示，低电压启动电路的稳压模块102包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四电容C4以及光耦OC1A，第十一电阻R11的第一端为稳压模块102的第一端，第十一电阻R11的第二端、第十二电阻R12的第一端以及光耦OC1A的二极管正极端共接，光耦OC1A的控制端连接开关电源电路，第十二电阻R12的第二端、光耦OC1A的二极管负极端以及第四电容C4的第一端共接并形成稳压模块102的第三端，第四电容C4的第二端为稳压模块102的第二端。其中，光耦OC1B接于开关电源电路中(图中未示出)。

如图2所示，低电压启动电路的第一基准电压模块104包括第十三电阻R13和第五电容C5，第十三电阻R13的第一端连接直流电源正输出端，第十三电阻R13的第二端、第五电容C5的第一端以及参考电压源共接于控制芯片105的第二输入端。

如图2所示，低电压启动电路的控制芯片105电源端连接直流电源正输出端以及第六电容R6的第一端，第六电容R6的第二端接地；低电压启动电路的第一分压模块101包括第十四电阻R14，第十四电阻R14的第一端为第一分压模块101的第一端，第十四电阻R14的第二端为第一分压模块101的第二端；低电压启动电路的第三分压模块110包括第十五电阻R15，第十五电阻R15的第一端为第三分压模块110的第一端，第十五电阻R15的第二端为第三分压模块110的第二端。

为了便于理解本实用新型的技术方案，以下以芯片AP4310作为控制芯片105为例对该低电压启动电路的具体工作原理和工作流程做详细说明：

第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1组成的取样模块对开关电源电路进行取样，在开关电源电路空载时，由于电流为零，芯片AP4310的PIN5脚的电压基本为零，PIN5脚的电压小于PIN6脚的电压，因此芯片AP4310的PIN7脚输出低电平信号，此时，低电平信号不足以使开关控制模块108的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1、二极管组D以及第二电容C2对第三电容C3进行充电，开关管Q1的电压由于达不到导通电压而处于关断状态，使得第十五电阻R15断开，因此，作为上拉电阻的第十四电阻R14与作为下拉电阻的第九电阻R9和第十电阻R10对直流电源进行分压以输出空载电压U₁。

其中，空载电压U₁根据公式(1)可以计算得出：U对应为芯片AP4310的2.5V并联型高精度基准电压源，当控制芯片105更改为其他系列的芯片时，U值相应改变。

在开关电源电路负载时，由于芯片AP4310的PIN5脚的电压大于PIN6脚的电压，因此芯片AP4310的PIN7脚输出高电平信号，此时，高电平信号使开关控制模块108的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1、二极管组D以及第二电容C2对第三电容C3进行充电，开关管Q1的电压在预设时间内导通，使得第十五电阻R15断开，因此，作为上拉电阻的第十四电阻R14与作为下拉电阻的第九电阻R9、第十电阻R10以及第十五电阻R15对直流电源进行分压以输出负载电压U₂。

其中，负载电压U₂根据公式(2)可以计算得出：U对应为芯片AP4310的2.5V并联型高精度基准电压源，当控制芯片105更改为其他系列的芯片时，U值相应改变。

本实用新型提供的一种低电压启动电路，通过当开关电源电路空载时，控制芯片105根据取样电压模块106输出的取样电压和第二基准电压模块107输出的基准电压输出关断控制信号，开关控制模块108根据关断控制信号控制开关模块109关断，使第一分压模块101和第二分压模块103对直流电源进行分压输出空载电压；当开关电源电路带载时，控制芯片105根据取样电压和基准电压输出导通控制信号，开关控制模块108根据导通控制信号控制开关模块109在预设时间后导通，使第一分压模块101、第二分压模块103以及第三分压模块110对直流电源进行分压以输出负载电压；使得电机在预设时间内启动到正常转速，避免了噪声的发生，提高了电机的使用寿命，同时也避免了给用户造成困扰。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低电压启动电路，与开关电源电路连接，所述低电压启动电路包括稳压模块和第一基准电压模块，所述稳压模块连接所述开关电源电路，其特征在于，所述低电压启动电路还包括第一分压模块、第二分压模块、控制芯片、取样电压模块、第二基准电压模块、开关控制模块、开关模块以及第三分压模块；

所述第一分压模块的第一端和所述稳压模块的第一端共接于直流电源正输出端，所述第一分压模块的第二端、所述稳压模块的第二端、所述第二分压模块的第一端、所述第三分压模块的第一端以及所述控制芯片的第一输入端共接，所述第二分压模块的第二端接地，所述第一基准电压模块连接所述控制芯片的第二输入端，所述控制芯片的第一输出端连接所述稳压模块的第三端；

所述取样电压模块的第一输入端连接所述开关电源电路，所述取样电压模块的第二输入端连接直流电源负输出端，所述取样电压模块的输出端连接所述控制芯片的第三输入端，所述第二基准电压模块连接所述控制芯片的第四输入端，所述控制芯片的第二输出端通过所述开关控制模块连接所述开关模块的第一端，所述开关模块的第二端连接所述第三分压模块的第二端，所述开关模块的第三端接地；

当所述开关电源电路空载时，所述控制芯片根据所述取样电压模块输出的取样电压和所述第二基准电压模块输出的基准电压向所述开关控制模块输出关断控制信号，所述开关控制模块根据所述关断控制信号控制所述开关模块关断，使所述第一分压模块和所述第二分压模块对直流电源进行分压以输出空载电压；当所述开关电源电路带载时，所述控制芯片根据所述取样电压模块输出的取样电压和所述第二基准电压模块输出的基准电压向所述开关控制模块输出导通控制信号，所述开关控制模块根据所述导通控制信号控制所述开关模块在预设时间后导通，使所述第一分压模块、所述第二分压模块以及所述第三分压模块对直流电源进行分压以输出负载电压。

2.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述取样电压模块包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端为所述取样电压模块的第一输入端，所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端共接并形成所述取样电压模块的第二输入端，所述第二电阻R2的第二端和所述第一电容C1的第一端共接并形成所述取样电压模块的输出端，所述第一电容C1的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述第二基准电压模块包括第三电阻R3和第四电阻R4，所述第三电阻R3的第一端接地，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端共接于所述控制芯片的第四输入端，所述第四电阻R4的第二端连接参考电压源。

4.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述开关控制模块包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1、二极管组D以及第二电容C2，所述第五电阻R5的第一端和所述第二电容C2的第一端共接于地，所述第五电阻R5的第二端、第六电阻R6的第一端以及第一二极管D1的负极端共接于所述控制芯片的第二输出端，所述第六电阻R6的第二端、所述二极管组D的正极端以及所述第七电阻R7的第一端共接，所述二极管组D的负极端、所述第一二极管D1的正极端以及所述第二电容C2的第二端共接，所述第七电阻的第二端连接所述开关模块的第一端。

5.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述开关模块包括开关管Q1、第三电容C3和第八电阻R8，所述开关管Q1的基极、所述第三电容C3的第一端以及所述第八电阻R8的第一端共接并形成所述开关模块的第一端，所述开关管Q1的集电极为所述开关模块的第二端，所述开关管Q1的发射极、第三电容C3的第二端以及所述第八电阻R8的第二端共接并形成所述开关模块的第三端。

6.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述第二分压模块包括第九电阻R9和第十电阻R10，所述第九电阻R9的第一端和所述第十电阻R10的第一端共接并形成所述第二分压模块的第一端，所述第九电阻R9的第二端和所述第十电阻R10的第二端共接并形成所述第二分压模块的第二端。

7.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述稳压模块包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第四电容C4以及光耦OC1A，所述第十一电阻R11的第一端为所述稳压模块的第一端，所述第十一电阻R11的第二端、所述第十二电阻R12的第一端以及所述光耦OC1A的二极管正极端共接，所述光耦OC1A的控制端连接所述开关电源电路，所述第十二电阻R12的第二端、所述光耦OC1A的二极管负极端以及所述第四电容C4的第一端共接并形成所述稳压模块的第三端，所述第四电容C4的第二端为所述稳压模块的第二端。

8.根据权利要求1所述的低电压启动电路，其特征在于，所述第一基准电压模块包括第十三电阻R13和第五电容C5，所述第十三电阻R13的第一端连接直流电源正输出端，所述第十三电阻R13的第二端、所述第五电容C5的第一端以及参考电压源共接于所述控制芯片的第二输入端。

9.根据权利要求4所述的低电压启动电路，其特征在于，所述二极管组D包括第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4，所述第二二极管D2的正极端为所述二极管组D的正极端，所述第二二极管D2负极端通过所述第三二极管D3的正极端连接所述第四二极管D4的正极端，所述第四二极管D4的负极端为所述二极管组D的负极端。