CN209200927U - 用于开关电源的启动电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种用于开关电源的启动电路和开关电源，属于电力电子技术领域。所述用于开关电源的启动电路包括：启动模块，用于提供启动电压，在所述启动电压达到阈值时，控制充电模块开始工作；充电模块，用于为所述电容充电；以及关断模块，用于在所述电容的电压达到控制芯片的起振电压值后，控制所述充电模块停止工作。通过本实用新型的技术方案，在开关电源的电容的电压达到控制芯片的起振电压值以后，使得启动电路中的充电模块断开与控制芯片的电连接，以实现降低输入的功率损耗，提高开关电源的工作效率的目的，还可以节约成本。

Description

用于开关电源的启动电路和开关电源

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体地涉及一种用于开关电源的启动电路和开关电源。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。开关电源在系统中作为辅助电源供电的重要部分，用于启动开关电源的启动电路则是开关电源的一个最重要组成部分，一个好的启动电路能够使整个开关电源工作更加稳定、可靠性更高。

现有的开关电源的启动电路，大部分都是通过电阻给电容充电，当电容的电压达到PWM芯片的起振电压以后，开关电源开始工作。

例如，如图1所示的启动电路，包括一组串联连接的电阻，输入电源Vin+通过这组串联连接的电阻给电容C1充电，当电容C1的电压(即控制芯片的供电端的电压VCC)达到控制芯片的起振电压以后，开关电源开始工作，此后控制芯片则由开关电源的输出供电。

图1所示的启动电路通过电阻给电容充电至达到控制芯片的起振电压。而电阻的大小限定了电容充电的速率，采用大阻值电阻，会导致启动延时比较长，而采用小阻值电阻，启动延时的时间虽然变小了，但是由于在开关电源启动以后，电阻一直在回路中，这样会增加电源的消耗，降低开关电源的整体效率。

因此，本申请发明人发现，在实际应用中，尤其在不同输入电源的情况下，需要调整电阻的阻值来达到预期的启动效果，同时还需要兼顾整体损耗，因此很难达到启动效果很好，但整体损耗很低的理想状态。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种用于开关电源的启动电路和开关电源，用于解决上述技术问题中的一者或多者。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种用于开关电源的启动电路，所述开关电源包括电容，所述启动电路包括：启动模块，用于提供启动电压，在所述启动电压达到阈值时，控制充电模块开始工作；充电模块，用于为所述电容充电；以及关断模块，用于在所述电容的电压达到控制芯片的起振电压值后，控制所述充电模块停止工作。

可选的，所述启动模块包括稳压二极管W1、电阻R1和开关管Q2，其中，所述电阻R1的输入端与输入电源连接，输出端与所述稳压二极管W1的阴极连接，所述开关管Q2的栅极与所述稳压二极管W1的阳极连接。

可选的，所述充电模块包括所述开关管Q2、所述电阻R2和二极管D3，其中，所述开关管Q2的漏极与所述电阻R2输出端连接，所述开关管Q2的源极与所述二极管D3阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述电容连接，所述电阻R2的输入端与输入电源连接。

可选的，所述关断模块包括：电阻R3、三极管Q1、稳压二极管W2和二极管D1，其中，所述电阻R3的一端与所述二极管D3的阴极连接,另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的射极与所述稳压二极管W2连接，所述三极管Q1的集电极与所述二极管D1的阴极连接，所述二极管D1的阳极与开关管Q2的栅极连接。

可选的，所述关断模块还包括稳压二极管W3，所述稳压二极管W3的阳极与所述三极管Q1的基极连接，所述稳压二极管W3的阴极与所述三极管Q1的集电极连接。

相应的，本实用新型实施例还提供了一种开关电源，所述开关电源包括电容和上述中任一项所述的用于开关电源的启动电路。

可选的，所述开关电源包括供电绕组和与所述供电绕组相连接的控制芯片，在所述启动电路停止为所述控制芯片供电后，所述控制芯片通过所述供电绕组被供电。

可选的，所述控制芯片为PWM芯片。

通过上述技术方案，在开关电源的电容的电压达到控制芯片的起振电压值以后，使得启动电路中的充电模块断开与控制芯片的电连接，以实现降低输入的功率损耗，提高开关电源的工作效率的目的，还可以节约成本。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是现有的启动电路的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的用于开关电源的启动电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的结构图。

附图标记说明

1 启动模块 2 充电模块

3 关断模块

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

图2是本实用新型实施例提供的用于开关电源的启动电路的结构示意图，如图2所示，所述启动电路包括启动模块1、充电模块2和关断模块3。

首先，输入电源作用于所述启动模块1，提供启动电压，在启动电压达到阈值时，能够控制充电模块2开始工作。充电模块2在工作时，能够为开关电源中的电容充电，当电容的电压达到预设电压以后，在关断模块3的作用下，使得充电模块2停止为电容充电，并且还能够断开充电模块2与开关电源之间的电连接。

其中，预设电压为控制芯片的起振电压。在电容的电压达到控制芯片的起振电压以后，控制芯片控制开关电源开始工作，接下来，控制芯片的电源则可以由开关电源的输出来提供。

具体的，开关电源还包括变压器，用于将输入电源进行处理后以适当的形式进行输出。例如，所述变压器还可以为多绕组变压器，所述多绕组变压器的多个绕组中的一个绕组作为给所述控制芯片充电的供电绕组。在电容的电压达到控制芯片的起振电压以后，控制芯片控制开关电源开始工作，所述变压器也开始工作，供电绕组的输出代替电容继续为所述控制芯片提供电源。使得所述开关电源在与启动电路断开电连接的情况下，能够继续独立工作。

可选的，所述控制芯片可以为PWM芯片，所述控制芯片的起振电压则为所述PWM芯片的起振电压。

本实用新型该实施例提供的用于开关电源的启动电路，能够在开关电源独立工作以后，切断与开关电源的连接，来减少不必要的电能损耗，节约能源，降低成本。

本实用新型实施例还提供了一种用于开关电源的启动电路的结构示意图。如图3所示，输入电源Vin+经过该启动电路以后，能够为电容C1充电，使得电容C1两端的电压逐渐增大。

具体的，本实用新型实施例提供了一种启动模块的结构。如图3所示，所述启动模块可以包括稳压二极管W1、电阻R1和开关管Q2。其中，所述电阻R1的输入端与输入电源连接，输出端与所述稳压二极管W1的阴极连接，所述开关管Q2的栅极与所述稳压二极管W1的阳极连接。

具体的，本实用新型实施例提供了一种充电模块的结构。如图3所示，所述充电模块包括开关管Q2、电阻R2和二极管D3。其中，所述开关管Q2的漏极与所述电阻R2输出端连接，所述开关管Q2的源极与所述二极管D3阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述电容连接，所述电阻R2的输入端与输入电源连接。

具体的，本实用新型实施例提供了一种关断模块的结构。如图3所示，所述关断模块包括电阻R3、三极管Q1、稳压二极管W2和二极管D1。其中，所述电阻R3的一端与所述二极管D3的阴极连接,另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的射极与所述稳压二极管W2连接，所述三极管Q1的集电极与所述二极管D1的阴极连接，所述二极管D1的阳极与开关管Q2的栅极连接。

现以图3为例，详细解释本实用新型该实施例提供的启动电路的工作过程。

提供一个输入电压Vin+，输入电压Vin+逐渐增大，当输入电压Vin+达到一定电压值后，稳压二极管W1被击穿，电路导通，随着输入电压Vin+的继续增大，A点的电压也相应提高。

当A点的电压达到开关管Q2的导通电压时，开关管Q1导通，充电模块开始工作，由电阻R2、开关管Q2和二极管D3组成的充电回路可以给电容C1充电。

图3中电压VCC表示为控制芯片供电的供电端的电压。供电端VCC连接的控制芯片的供电引脚，所述控制芯片的供电引脚还同时连接有开关电源的变压器的一个供电绕组，也可以为所述控制芯片供电。

当电容C1的电压达到控制芯片的起振电压后，开关电源开始工作，此时控制芯片由所述供电绕组为其供电。同时，由电阻R3、三极管Q1和稳压二极管W2组成的关断回路开始工作。其中，由于C点电位为稳压二极管W2的稳压值加上三极管Q1的Vbe电压(基极和发射极之间的电压)，A点的电位则为稳压二极管W2的稳压值，再加上三极管Q1的Vce电压(发射极和集电极之间的电压)和二极管D1的导通电压，所以A点的电位比C点的电位高一个二极管D1的导通电压，可以使得开关管Q2关断。在开关管Q2关断以后，启动电路与开关电源之间断开电连接，可以有效降低输入回路的负载的功率。

可选的，所述稳压二极管W1的具体型号可以根据实际工作需要来选择。当选择不同型号的时候，稳压二极管W1具有不同的击穿电压，也就是稳压值，由此可以改变启动电路的启动电压阈值。

其中，电阻R1在启动回路中起到限流作用。在选择不同型号的稳压二极管W1的时候，可以根据选择的稳压二极管W1的型号来挑选出具有合适阻值的电阻。

另外，当电阻R1的阻值增大以后，对启动回路的延时时间影响不大，基本可以忽略。

充电回路中的电阻R2的阻值也可以适当的减小，以减少开关电源的启动延时。

可选的，如图3所示，所述关断模块还包括稳压二极管W3，所述稳压二极管W3的阳极与三极管Q1的基极连接，阴极与所述三极管Q1的集电极连接。

所述稳压二级管W3用于在A点电位远高于C点电位时，保护开关管Q2。

对于本实用新型该实施例提供的用于开关电源的启动电路中的电路结构和元器件，本领域技术人员可以根据电力电子技术进行等效替换，只要能实现上述电路结构所具有的功能即可，不限于上述具体的元器件及其之间的连接关系。

本实用新型该实施例提供的用于开关电源的启动电路，可以通过选择不同型号的稳压二极管W1来设定不同的启动电压，采用单独的充电模块为开关电源的电容充电，能够大大减小开关电源的启动延时。另外，本实用新型实施例提供的启动电路，在开关电源被启动后，充电模块可以断开与开关电源的电连接，减少不必要的功率损耗，能够提高开关电源的效率，节约成本。

相应的，本实用新型实施例还提供了一种开关电源，所述开关电源包括电容和上述实施例中任一项所述的用于开关电源的启动电路。

在启动电压达到阈值时，可以控制充电模块为所述电容充电，在所述电容的电压达到控制芯片的起振电压以后，开关电源可以独立工作，关断模块则控制充电模块停止为所述电容充电。

可选的，所述控制芯片为PWM芯片。

开关电源还包括变压器，所述变压器用于将输入电源进行处理后以适当的形式进行输出。所述变压器的一个绕组作为给所述控制芯片的供电绕组，所述供电绕组与所述控制芯片的供电引脚相连接。在电容的电压达到控制芯片的起振电压以后，控制芯片控制开关电源开始工作，所述变压器也开始工作，供电绕组的输出代替电容继续为所述控制芯片提供电源，使得所述开关电源在与启动电路的充电模块断开电连接的情况下，能够继续独立工作。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。

Claims (8)

1.一种用于开关电源的启动电路，所述开关电源包括电容，其特征在于，所述启动电路包括：

启动模块，用于提供启动电压，在所述启动电压达到阈值时，控制充电模块开始工作；

充电模块，用于为所述电容充电；以及

关断模块，用于在所述电容的电压达到控制芯片的起振电压值后，控制所述充电模块停止工作。

2.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述启动模块包括稳压二极管W1、电阻R1和开关管Q2，

其中，所述电阻R1的输入端与输入电源连接，输出端与所述稳压二极管W1的阴极连接，所述开关管Q2的栅极与所述稳压二极管W1的阳极连接。

3.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述充电模块包括所述开关管Q2、电阻R2和二极管D3，

其中，所述开关管Q2的漏极与所述电阻R2输出端连接，所述开关管Q2的源极与所述二极管D3阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述电容连接，所述电阻R2的输入端与输入电源连接。

4.根据权利要求1所述的启动电路，其特征在于，所述关断模块包括：电阻R3、三极管Q1、稳压二极管W2和二极管D1，

其中，所述电阻R3的一端与所述二极管D3的阴极连接,另一端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的射极与所述稳压二极管W2连接，所述三极管Q1的集电极与所述二极管D1的阴极连接，所述二极管D1的阳极与开关管Q2的栅极连接。

5.根据权利要求4所述的启动电路，其特征在于，所述关断模块还包括稳压二极管W3，所述稳压二极管W3的阳极与所述三极管Q1的基极连接，所述稳压二极管W3的阴极与所述三极管Q1的集电极连接。

6.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括电容和上述权利要求1-5中任一项所述的用于开关电源的启动电路。

7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括供电绕组和与所述供电绕组相连接的控制芯片，在所述启动电路停止为所述控制芯片供电后，所述控制芯片通过所述供电绕组被供电。

8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述控制芯片为PWM芯片。