CN210669881U - 一种辅助电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助电源电路，主要解决电路中为开关管驱动提供电源问题。该辅助电源电路包括电路输入端、电路输出端、VCC1、VCC2、整流模块、开关模块、第一场效应管、第二场效应管和电容；整流模块可以将交流电变成直流电，并使电容充电，当电容两端电压达到一定值时，开关模块通电，使得VCC1导通，VCC2就会被充电，充电完成后VCC2可以作为驱动电源。本实用新型取代了多路隔离电源，节约成本，保证了充电电流直接由芯片电源提供，有效地提高了电源驱动能力。

Description

一种辅助电源电路

技术领域

本实用新型申请属于电源电路技术，特别涉及到一种应用多个场效应管驱动的辅助电源电路。

背景技术

在现有电路技术中，给多个场效应管驱动，例如维也纳拓扑开关管的驱动所使用的电源一般为多路隔离电源，成本上没有优势。如若将常规自举充电电路代替多路隔离电源，常用的自举电路用于直流电，维也纳拓扑开关管上流通的电流为交变电流，则不能满足要求，并且常用自举电路是不可控制的。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种在常规自举电路的基础上改进为可控充电电路，为开关管驱动提供电源，可控充电过程的同时，降低生产成本。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供一种辅助电源电路，包括电路输入端、电路输出端、VCC1、VCC2、整流模块、开关模块、第一场效应管、第二场效应管和电容。

所述电路输入端、第一场效应管、第二场效应管和电路输出端依次串联，其中，第一场效应管的第一体二极管的导通方向为从电路输出端向电路输入端，第二场效应管的第二体二极管的导通方向为从电路输入端向电路输出端； VCC1和VCC2之间设置开关模块；电路输入端连接整流模块的输入端，整流模块的输出端分别连接电容的第一端，以及开关模块；电容的第一端还连接 VCC2，电容的第二端连接与第一场效应管和第二场效应管之间，并接地；当电路输入端输入电压时，电压经过整流模块给电容和VCC2充电；当电容的两端电压达到第一指定值时，开关模块被打开，VCC1给VCC2供电。

进一步地，所述辅助电源电路还包括稳压电路，稳压电路的输入端连接整流模块的输出端，稳压电路的输出端连接于第一场效应管和第二场效应管之间；当电容两端的电压高于第二指定值时，稳压电路被导通，整流模块流向与开关模块的电流被稳压电路引流，经过第二场效应管的第二体二极管流向电路输出端，开关模块被关闭，VCC1停止给VCC2供电。

进一步地，所述稳压电路包括稳压二极管和第三三极管，第八电阻；稳压二极管负极接入整流模块输出端，正极接入第八电阻，再接第三三极管的基极；第三三极管的集电极接入开关模块，发射极接入第一场效应管和第二场效应管之间。

进一步地，所述整流模块包括第四电阻和第一二极管，第四电阻和第一二极管串联；电路输入端接第四电阻再接第一二极管，之后接电容和开关模块。

进一步地，所述开关模块包括第一三极管和第二三极管；第二三极管基极接入整流模块的第一二极管与电容之间，集电极接到第一三极管基极，发射极接入第一场效应管与第二场效应管的中间；第一三极管基极接第二三极管集电极，集电极接VCC2，发射极接VCC1。

进一步地，所述辅助电源电路还包括第一电感，在电路输入端，设置第一电感。

进一步地，所述辅助电源电路还包括第一电阻、第二电阻、第五电阻；在VCC1与第一三极管之间设置第一电阻；在第一三极管与第二三极管之间设置第二电阻；在第二三极管基极处设置第五电阻。

进一步地，所述稳压电路包括第三电阻、第九电阻；在稳压管正极与第三三极管集电极之间连接第三电阻；在第三三极管基极与发射极之间连接第九电阻。

本实用新型对比现有技术，具有以下优点：

(1)用VCC2—GND-FLOAT作为驱动电源，代替多路隔离电源，降低了成本；

(2)用VCC作为控制电源，保证充电电流直接由芯片电源提供，提高了对充电过程的控制，提高了充电驱动能力。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的辅助电源电路的电路原理框图；

图2是本实用新型一实施例的辅助电源电路的电路图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

参照图1，提出本实用新型一实施例应用于维也纳拓扑驱动的辅助电源电路。这一条支路是从维也纳拓扑中抽取出来的一个局部。包括电路输入端L、电路输出端N、VCC1、VCC2、整流模块10、电容20、第一场效应管30、第二场效应管40和开关模块50。

上述电路输入端L、第一场效应管30、第二场效应管40和电路输出端N 依次串联。其中，第一场效应管30的第一体二极管的导通方向为从电路输出端N向电路输入端L，第二场效应管40的第二体二极管的导通方向为从电路输入端L向电路输出端N；VCC1和VCC2之间设置开关模块50；电路输入端L连接整流模块10的输入端，整流模块10的输出端分别连接电容20的第一端，以及开关模块50；电容20的第一端还连接VCC2，电容的第二端连接于第一场效应管30和第二场效应管40之间，并接地(GND-FLOAT)；当电路输入端L输入电压时，电压经过整流模块10给电容20和VCC2充电；当电容20的两端电压达到第一指定值时，开关模块50被打开，VCC1给VCC2 供电。

在本实施例中，本电路的驱动电源为VCC2—GND-FLOAT。电路刚上电，第一场效应管30和第二场效应管40都处于截止状态，当电路输入端L输入电压比电路输出端N的电压高正半周期时，电流经整流模块10给电容20充电，电流继续从电容20流到GND-FLOAT以及通过第二场效应管40的第二体二极管到N/GND形成一个回路。当电容20电压上升到0.7V左右，开关模块50将VCC1和VCC2之间的线路导通，电流从VCC1经开关模块到电容 20，再经第二场效应管40的第二体二极管回到GND形成回路，对VCC2进行充电。上述VCC1作为电源实现了单个电源控制多个场效应管的效果；开关模块还可以将电流信号放大；整流模块可以将交流电整流成直流电。

参照图2，在一个实施例中，整流模块10包括第四电阻R4和第一二极管D1。所述第四电阻R4和第一二极管D1串联；所述电路输入端L接第四电阻R4再接第一二极管D1，之后接电容20和开关模块50。整流模块10利用二极管的单向导电性将正负变化的交流电压变为单向脉动电压，得到近似直流电，可以让直流电元器件与交流电电路协同工作，例如维也纳拓扑。此外，二极管还可以防止直流电倒灌。电阻R4是防止瞬间电流过大而设置的限流保护元件。

参照图2，在一个实施例中，所述开关模块50包括第一三极管Q1和第二三极管Q2；第二三极管Q2基极接入整流模块10的第一二极管D1与电容 20之间，集电极接到所述第一三极管Q1基极，发射极接入第一场效应管30 与第二场效应管40的中间；第一三极管Q1基极接第二三极管Q2集电极，集电极接VCC2，发射极接VCC1；通过三极管基极的微弱电流变化来控制集电极较大电流的变化，实现电流放大的效果。

在一个实施例中，上述辅助电源电路还包括稳压电路，所述稳压电路的输入端连接所述整流模块10的输出端，稳压电路的输出端连接于所述第一场效应管30和所述第二场效应管40之间；当所述电容20两端的电压高于第二指定值时，所述稳压电路被导通，所述整流模块10流向与所述开关模块50 的电流被所述稳压电路引流，经过所述第二场效应管40的第二体二极管流向所述电路输出端N，所述开关模块50被关闭，所述VCC1停止给所述VCC2供电。当电容20两端的电压高于18V时，稳压电路被导通，整流模块10流向与开关模块50的电流被稳压电路引流，经过第二场效应管40的第二体二极管流向电路输出端，开关模块被关闭，VCC1停止给VCC2供电。稳压电路能稳定充电过程中的电压，保护元器件不会因电流过大而烧毁。

参照图2，在一个实施例中，稳压电路包括稳压二极管Z1和第三三极管 Q3，第八电阻R8；所述稳压二极管Z1负极接入所述整流模块10输出端，正极接入所述第八电阻R8，再接所述第三三极管Q3的基极；所述第三三极管 Q3的集电极接入所述开关模块50，发射极接入第一场效应管30和所述第二场效应管40之间。所述稳压二极管Z1负极接入所述整流模块10输出端，正极接入所述第八电阻R8，再接所述第三三极管Q3的基极；所述第三三极管 Q3的集电极接入所述开关模块50，发射极接入第一场效应管30和所述第二场效应管40之间。采用稳压二极管Z1进行监控，当电容20两端电压高于18V， Z1反向击穿，击穿电流通过第八电阻R8加到第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3导通，第二三极管Q2基极输入电流降低甚至变为0而截至，进而降低第一三极管Q1基极电流甚至让第一三极管Q1截至，从而减小对VCC2的充电电流甚至完全停止充电。第三三极管Q3导通的时候，VCC2通过第三电阻R3到第三三极管Q3到GND-FLOAT形成回路进行放电，使VCC2电压降低。如此形成一个电压负反馈，使VCC2电压稳定在18V左右。稳压二极管在反向电压低于反向击穿电压时，反向电阻很大，反向漏电流极小。但是，当反向电压临近反向电压的临界值时，反向电流骤然增大，称为击穿，在这一临界击穿点上，反向电阻骤然降至很小值，容许电流通过形成通路。需要指出的是，此处使用击穿电压18V的二极管，稳压二极管可以根据实际使用需求以及本领域技术人员的公知常识，选用不同击穿电压以适应不同的安全电压。电阻R8是防止Z1击穿瞬间电流过大而设置的限流保护元件。

参照图2，在一个实施例中，上述辅助电源电路还包括第一电感，在所述电路输入端，设置第一电感L1。通电瞬间，电感对交流电有阻抗作用，防止通电瞬间电流过大冲击电路。

参照图2，在一个实施例中，上述辅助电源电路还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第五电阻R5；在VCC1与第一三极管Q1之间设置电阻R1；在第一三极管Q1与第二三极管Q2之间设置第二电阻R2；在第二三极管Q2基极处设置第五电阻R5。上述第一电阻R1主要起限流保护电路的作用，具体阻值根据本领域技术人员的公知常识而决定。上述第二电阻R2、第五电阻R5，由于三极管 BE结的非线性(相当于一个二极管)，基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生，对于硅管，常取0.7v。当基极与发射极之间的电压小于0.7v时，基极电流就可以认为是0。但实际中要放大的信号往往远比0.7v要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变(因为小于0.7v时，基极电流都是0)。如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流，叫做偏置电流，R2、R5就是来提供这个电流的，被叫做基极偏置电阻，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

参照图2，在一个实施例中，上述稳压电路还包括第三电阻R3、第九电阻 R9；在稳压二极管Z1正极与第三三极管Q3集电极之间连接第三电阻R3；在第三三极管Q3基极与发射极之间设置第九电阻R9。上述电阻主要起限流保护电路的作用，具体阻值根据本领域技术人员的公知常识而决定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种辅助电源电路，其特征在于，包括：电路输入端、电路输出端、VCC1、VCC2、整流模块、开关模块、第一场效应管、第二场效应管和电容；

所述电路输入端、第一场效应管、第二场效应管和电路输出端依次串联，其中，所述第一场效应管的第一体二极管的导通方向为从所述电路输出端向所述电路输入端，所述第二场效应管的第二体二极管的导通方向为从所述电路输入端向所述电路输出端；

所述VCC1和VCC2之间设置所述开关模块；

所述电路输入端连接所述整流模块的输入端，所述整流模块的输出端分别连接所述电容的第一端，以及所述开关模块；

所述电容的第一端还连接所述VCC2，所述电容的第二端连接于所述第一场效应管和第二场效应管之间，并接地；

当所述电路输入端输入电压时，电压经过所述整流模块给所述电容和所述VCC2充电；

当所述电容的两端电压达到第一指定值时，所述开关模块被打开，所述VCC1给所述VCC2供电。

2.根据权利要求1所述的辅助电源电路，其特征在于，还包括稳压电路，所述稳压电路的输入端连接所述整流模块的输出端，稳压电路的输出端连接于所述第一场效应管和所述第二场效应管之间；

当所述电容两端的电压高于第二指定值时，所述稳压电路被导通，所述整流模块流向与所述开关模块的电流被所述稳压电路引流，经过所述第二场效应管的第二体二极管流向所述电路输出端，所述开关模块被关闭，所述VCC1停止给所述VCC2供电。

3.根据权利要求2所述的辅助电源电路，其特征在于，所述稳压电路包括稳压二极管和第三三极管，第八电阻；

所述稳压二极管负极接入所述整流模块输出端，正极接入所述第八电阻，再接所述第三三极管的基极；所述第三三极管的集电极接入所述开关模块，发射极接入第一场效应管和所述第二场效应管之间。

4.根据权利要求1所述的辅助电源电路，其特征在于，所述整流模块包括第四电阻和第一二极管，所述第四电阻和第一二极管串联；所述电路输入端接所述第四电阻再接所述第一二极管，再接所述电容和所述开关模块。

5.根据权利要求4所述的辅助电源电路，其特征在于，所述开关模块包括第一三极管和第二三极管；所述第二三极管基极接入所述整流模块的所述第一二极管与所述电容之间，集电极接到所述第一三极管基极，发射极接入所述第一场效应管与所述第二场效应管的中间；所述第一三极管基极接所述第二三极管集电极，集电极接所述VCC2，发射极接所述VCC1。

6.根据权利要求1所述的辅助电源电路，其特征在于，包括第一电感，在所述电路输入端，设置第一电感。

7.根据权利要求5所述的辅助电源电路，其特征在于，包括第一电阻、第二电阻；在所述VCC1与第一三极管之间设置所述第一电阻；在所述第一三极管与所述第二三极管之间设置所述第二电阻。

8.根据权利要求5所述的辅助电源电路，其特征在于，包括第五电阻，在所述第二三极管基极处设置所述第五电阻。

9.根据权利要求3所述的辅助电源电路，其特征在于，包括第三电阻，在所述稳压二极管的正极与所述第三三极管的集电极之间连接所述第三电阻。

10.根据权利要求3所述的辅助电源电路，其特征在于，包括第九电阻，在所述第三三极管基极与发射极之间连接所述第九电阻。

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