CN209419484U - 一种开关电源控制芯片恒流供电电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种开关电源控制芯片恒流供电电路及开关电源，所述开关电源控制芯片恒流供电电路包括开关管、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述开关管的第一极经所述第一电阻接入开关电源的输入电压，其第二极经所述第三电阻与所述恒流供电电路的输出端正极相连，所述输出端正极依次经所述第一二极管、所述第二电阻接入开关电源的输入电压，所述第一二极管、所述第二电阻的公共端与所述开关管的第三极相连。在开关电源的输入电压变化时，所述恒流供电电路可为控制芯片提供恒定不变、大小适宜的供电电流，从而确保控制芯片的启动时间不变并降低启动电阻的温升。

Description

一种开关电源控制芯片恒流供电电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源控制芯片恒流供电电路及开关电源。

背景技术

中大型开关电源的控制芯片有专门的辅助开关电源供电，供电电压和电流都很稳定，启动时间是固定的。而小型开关电源一般都没有专门的辅助开关电源给控制芯片供电，控制芯片启动电流一般都是直接从输入取的。如今，开关电源的输入电压范围一般都比较宽，比如 120VDC～370VDC。在输入电压范围很宽的情况下，如果只是单纯通过限流电阻给控制芯片启动电容充电，则在低输入电压时，充电电流小，充电时间会很长，开关电源启动时间长或因启动电流太小启动不了；高电压输入时，充电电流大，充电时间短，开关电源启动时间短，同时限流电阻因流过的电流大，温升会很高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种开关电源控制芯片恒流供电电路，以解决开关电源控制芯片的启动电流不稳定的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种开关电源控制芯片恒流供电电路，包括开关管、第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻，所述开关管的第一极经所述第一电阻接入开关电源的输入电压，其第二极经所述第三电阻与所述恒流供电电路的输出端正极相连，所述输出端正极依次经所述第一二极管、所述第二电阻接入开关电源的输入电压，所述第一二极管、所述第二电阻的公共端与所述开关管的第三极相连。

进一步的，所述开关管为MOS管或三极管。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第一电容，所述恒流供电电路的输出端正极经所述第一电容接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第二二极管，所述恒流供电电路的输出端正极经所述第二二极管接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第一三极管、第三二极管以及第四电阻，所述第一三极管的基级依次经所述第三二极管、第四电阻接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管的第三极相连，其发射极接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第五电阻，所述第一三极管基级、所述第三二极管的公共端经所述第五电阻接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第二电容，所述第三二极管、所述第一三极管的公共端经所述第二电容接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第四二极管，所述第一三极管的发射极经所述第四二极管接地。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第二三极管、第五二极管以及第六电阻，所述第二三极管的基级依次经所述第五二极管以、所述第六电阻接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管的第三极相连，其发射极接地。

相对于现有技术，本实用新型所述的恒流供电电路具有以下优势：

当开关电源的输入电压变化时，本实用新型所述的恒流供电电路可为控制芯片提供恒定不变、大小适宜的供电电流，从而确保控制芯片的启动时间不变并降低启动电阻的温升。

本实用新型的另一目的在于提供一种开关电源，以解决开关电源控制芯片的启动电流不稳定的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种开关电源，包括上述任一所述的开关电源控制芯片恒流供电电路。

所述开关电源与上述开关电源控制芯片恒流供电电路相对于现有技术所具有的优势类似，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的开关电源控制芯片恒流供电电路的电路图；

图2为本实用新型实施例所述的开关电源控制芯片恒流供电电路的另一电路图。

附图标记说明：

S1-开关管，Q1-第一三极管，Q2-第二三极管，ZD1-第一二极管， ZD2-第二二极管，ZD3-第三二极管，ZD5-第五二极管，D4-第四二极管，D6-第六二极管，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻， R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，C1-第一电容，C2-第二电容。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，其为本实施例中开关电源控制芯片恒流供电电路的电路图；其中，所述恒流供电电路包括开关管S1、第一二极管ZD1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，所述开关管S1的第一极经所述第一电阻R1接入开关电源的输入电压，其第二极经所述第三电阻R3与所述恒流供电电路的输出端正极相连，所述输出端正极依次经所述第一二极管ZD1、所述第二电阻R2接入开关电源的输入电压，所述第一二极管ZD1、所述第二电阻R2的公共端与所述开关管 S1的第三极相连。

其中，第一二极管ZD1为稳压二极管。开关管S1可为N型MOS 管，则所述第一极为漏极，所述第二极为源级，所述第三极为栅极。 MOS管为电压控制器件，具有高输入阻抗、低功耗、驱动能力强的特点，可有效保证开关电源的性能。开关管S1也可为N型三极管，则所述第一极为集电极，所述第二极为发射极，所述第三极为基级。三极管为电流控制器件，在开关电源输入电压的最大值较小时，其输入电流较小，可用三极管替代MOS管，三极管的价格便宜，可降低电路的成本。下面以开关管S1为N型MOS管为例对电路进行说明，且下述实施例中均以开关管S1为N型MOS管为例对电路进行说明，不能形成对开关管S1的限制。

开关电源接入输入电压后，第一二极管ZD1两端的电压高于开关管S1的开启电压，开关管S1慢慢开通，电流逐渐增大，当第三电阻R3两端的电压大于第一二极管ZD1两端的电压降时，开关管S1 栅源电压小于其开启电压，开关管S1逐渐关断，最终开关管S1工作在一个放大区。设定第一电阻R1的阻值为51KΩ，第二电阻R2的阻值为2000KΩ，第三电阻R3的阻值为6.2KΩ，第一二极管ZD1 的稳压值为15V，开关电源的输入电压范围为120-370V，开关管S1 的开启电压为2.6V。则流过第三电阻R3的电流I＝(15V-2.6V) /6.2K＝2mA，流过第一二极管ZD1的最小电流为120V/2000K＝0.06mA，流过第一二极管ZD1的最大电流为370V/2000K＝0.185mA，所以所述恒流供电电路的输出电流范围为(2mA+0.06mA)～(2mA+0.185mA)，即为2.06mA～2.185mA，从而本实施例中的恒流供电电路可为开关电源的控制芯片提供恒定不变、大小适宜的供电电流，对控制芯片的启动电容充电。需要注意的是，当开关电源的输入电压为最低值时， Vin/(R1+R3)的值应大于设计所需求的恒流供电电路的输出电流值，否则在开关电源低电压输入时无法实现恒流输出。

这样，在开关电源的输入电压变化时，本实施例中的恒流供电电路可为开关电源的控制芯片恒定不变、大小适宜的供电电流，供电电流恒定不变，确保了控制芯片的启动时间不变；供电电流大小适宜，有效降低了启动电阻的温升。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第一电容C1，所述恒流供电电路的输出端正极经所述第一电容C1接地。第一电容C1为储能电容，作为控制芯片的启动电容。所述恒流供电电路工作时，开关电源的输入电压经第二电阻R2和第一二极管ZD1对第一电容C1充电，第一电容C1两端的电压达到控制芯片的启动电压时，控制芯片开始工作，开关电源启动输出。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第二二极管ZD2，所述输出正极经所述第二二极管ZD2接地。第二二极管ZD2为稳压二极管，限值所述恒流供电电路输出电压的幅值，起到保护控制芯片的作用。

实施例2

如上述所述的恒流供电电路，本实施例与其不同之处在于，结合图1所示，所述恒流供电电路还包括第一三极管Q1、第三二极管ZD3 以及第四电阻R4，所述第一三极管Q1的基级依次经所述第三二极管 ZD3、第四电阻R4接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管S1的第三极相连，其发射极接地。

其中，第一三极管Q1为NPN型三极管，第三二极管ZD3为稳压二极管，第四电阻R4为限流电阻，避免电路中的电流过大，起到保护作用。当开关电源的输入电压过高，流经第三二极管ZD3的电压超过第三二极管ZD3的击穿电压时，第三二极管ZD3导通，第一三极管Q1的基级为高电平，第一三极管Q1导通，进而开关管S1的栅极经第一三极管Q1接地，开关管S1关断，所述恒流供电电路关闭恒流输出。

这样，本实施例中的恒流供电电路可在开关电源的输入过压时关闭恒流供电，起到保护开关电源的作用，提高了开关电源的可靠性。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第五电阻R5，所述第一三极管Q1基级、所述第三二极管ZD3的公共端经所述第五电阻R5接地。第一三极管Q1的基级在没有输入电压时一般不能悬空，第五电阻R5可使第一三极管Q1的基级有效接地，使第一三极管Q1可靠截止；且还可通过第五电阻R5设计第一三极管Q1的偏置电压，进而设置开关电源的过压关断阈值。下面举例对开关电源的过压关断阈值进行说明。

设定第四电阻R4的阻值为100KΩ，第五电阻R5的阻值为1.5K Ω，第三二极管ZD3的稳压值为350V，则开关电源的过压关断阈值 Vmax＝350V+0.7V*(100K+1.5K)/1.5K＝397.3V，进而若开关电源的输入电压高于397.3V时，开关电源启动过压保护。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第二电容C2，所述第三二极管ZD3、所述第一三极管Q1的公共端经所述第二电容C2接地。第二电容C2为滤波电容，过滤电路中的杂波干扰。

进一步的，如图2所示，所述恒流供电电路还包括第四二极管 D4，所述第一三极管Q1的发射极经所述第四二极管D4接地。第四二极管D4为发光二极管，当开关电源的输入过压时，第四二极管 D4发光，便于视觉上直接观察开关电源是否处于过压输入状态，判断更加方便。

实施例3

如上述所述的恒流供电电路，本实施例与其不同之处在于，结合图2所示，所述恒流供电电路还包括第二三极管Q2、第五二极管ZD5 以及第六电阻R6，所述第二三极管Q2的基级依次经所述第五二极管 ZD5以、所述第六电阻R6接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管S1的第三极相连，其发射极接地。

其中，第二三极管Q2为PNP型三极管，第五二极管ZD5为稳压二极管，第五二极管ZD5的参数设置为：开关电源的输入电压处于正常范围时，第五二极管ZD5导通，开关电源的输入电压过低时，第五二极管ZD5截止；第六电阻R6为限流电阻，避免电路中的电流过大，起到保护作用。开关电源的输入电压处于正常范围时，第五二极管ZD5导通，第二三极管Q2的基级电位为高电平，第二三极管 Q2关断；当开关电源的输入电压过低时，第五二极管ZD5截止，第二三极管Q2的基级电位为低电平，第二三极管Q2导通，进而开关管S1的栅极经第二三极管Q2接地，开关管S1关断，所述恒流供电电路关闭恒流输出。

这样，本实施例中的恒流供电电路可在开关电源的输入欠压时关闭恒流供电，起到保护开关电源的作用，进一步提高了开关电源的可靠性。

进一步的，所述恒流供电电路还包括第六二极管D6，所述第二三极管Q2的发射极经所述第六二极管D6接地。第六二极管D6为发光二极管，当开关电源的输入欠压时，第六二极管D6发光，便于视觉上直接观察开关电源是否处于欠压输入状态，判断更加方便。

需要说明的是，上述实施例中，所述恒流供电电路经过简单的连接变换后，第一三极管Q1和第二三极管Q2均可为NPN型三极管、 PNP型三极管中的一种，三极管选型不同所导致的电路结构的改变与本实施例中电路并无实质上的区别，均将落入本实用新型的保护范围。

实施例4

本实施例提供一种开关电源，包括上述任一实施例所述的开关电源控制芯片恒流供电电路。在所述开关电源的输入电压变化时，本实施例的所述开关电源的恒流供电电路可为开关电源的控制芯片恒定不变、大小适宜的供电电流，供电电流恒定不变，确保了控制芯片的启动时间不变；供电电流大小适宜，有效降低了启动电阻的温升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关电源控制芯片恒流供电电路，其特征在于，包括开关管(S1)、第一二极管(ZD1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)，所述开关管(S1)的第一极经所述第一电阻(R1)接入开关电源的输入电压，其第二极经所述第三电阻(R3)与所述恒流供电电路的输出端正极相连，所述输出端正极依次经所述第一二极管(ZD1)、所述第二电阻(R2)接入开关电源的输入电压，所述第一二极管(ZD1)、所述第二电阻(R2)的公共端与所述开关管(S1)的第三极相连。

2.根据权利要求1所述的恒流供电电路，其特征在于，所述开关管(S1)为MOS管或三极管。

3.根据权利要求1所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第一电容(C1)，所述恒流供电电路的输出端正极经所述第一电容(C1)接地。

4.根据权利要求1所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第二二极管(ZD2)，所述恒流供电电路的输出端正极经所述第二二极管(ZD2)接地。

5.根据权利要求1-4任一所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第一三极管(Q1)、第三二极管(ZD3)以及第四电阻(R4)，所述第一三极管(Q1)的基级依次经所述第三二极管(ZD3)、第四电阻(R4)接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管(S1)的第三极相连，其发射极接地。

6.根据权利要求5所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第五电阻(R5)，所述第一三极管(Q1)基级、所述第三二极管(ZD3)的公共端经所述第五电阻(R5)接地。

7.根据权利要求5所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第二电容(C2)，所述第三二极管(ZD3)、所述第一三极管(Q1)的公共端经所述第二电容(C2)接地。

8.根据权利要求5所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第四二极管(D4)，所述第一三极管(Q1)的发射极经所述第四二极管(D4)接地。

9.根据权利要求1-4任一所述的恒流供电电路，其特征在于，还包括第二三极管(Q2)、第五二极管(ZD5)以及第六电阻(R6)，所述第二三极管(Q2)的基级依次经所述第五二极管(ZD5)、所述第六电阻(R6)接入开关电源的输入电压，其集电极与所述开关管(S1)的第三极相连，其发射极接地。

10.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的开关电源控制芯片恒流供电电路。