CN214256694U - 一种两级方案boost模块ic自供电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，包括电源接口（1）、整流滤波电路（2）、充电电路（3）、变压器绕组（4）、储能电路（5）、开关电源芯片（6）和启动电路（7），相较于传统的BOOST+BUCK两级方案BOOST模块的IC自供电电路,本实用新型设置两个电解电容C25和C25A，采用两级电解单方向能量流动模式，保证了IC供电电解电容的容值的需求和足够的储能能力，又保证了IC启动时间延迟小的要求，而且电解电容C25的容值可调，可更改电解电容C25的容值调整BOOST模块的启动时间，保证BOOST模块先于BUCK模块启动，从而避免BUCK模块OVP保护。

Description

一种两级方案BOOST模块IC自供电电路

技术领域

本实用新型涉及供电电路领域，尤其涉及一种两级方案BOOST模块IC自供电电路。

背景技术

现有技术中常用开关电源BOOST+BUCK两级方案的BOOST变换器的IC的常用自供电电路如图1所示，此自供电方式只利用了单个工作周期内变压器输出电压时，传输变压到辅助绕组上的能量，但是在单个工作周期内变压器储存能量的阶段，也有能量传输储存在辅助绕组上，而此供电模式却没有利用这一部分能量，导致IC在工作状态下，或者开关状态下会出现IC的VCC供电引脚能量不足，造成IC欠压保护，LED灯会出现闪烁现象；而为满足IC供电对能量的要求，通常会加大电解电容C25的容值，提高储能能力，但是过度提高电解电容C25的容量会造成IC启动时间的延迟，满足不了开关电源对启动时间的要求；同时，采用快速启动电路或者独立供电模块，对电路本身和元器件参数要求高，以及成本也会增加很多；在此供电方式下，也会出现BUCK电路先于BOOST电路启动，造成BUCK电路的输出电压过高，触发BUCK电路的 OVP保护，电路无法正常工作。因此需要设计一种即可满足IC的VCC供电引脚对能量的要求，同时又能满足开关电源对启动时间的要求，且BOOST电路启动时间可调，保证BOOST模块先于BUCK模块启动，避免触发BUCK模块OVP保护的自供电电路。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有BOOST+BUCK两级方案中BOOST模块的IC自供电电路无法满足IC供电引脚能量的需求，

本实用新型所采用的技术方案为：一种两级方案BOOSTS模块IC自供电电路，包括电源接口、整流滤波电路、充电电路、变压器绕组、储能电路、开关电源芯片和启动电路，电源接口与整流滤波电路连接，整流滤波电路分别与充电电路输入端、变压器绕组连接，充电电路第一输出端分别与启动电路和开关电源芯片Vcc引脚连接，储能电路分别与充电电路第二输出端和开关电源芯片Zcd引脚连接。整流滤波电路就能得到波形平直的直流电流，通过充电电路给启动电路进行充电，保证整个工作期内开关电源芯片有足够的能量供应并将能量存储在储能电路中，达到启动条件后开关电源芯片开始工作，向BOOST模块进行供电，储能电路将电路中能量储存起来并持续为开关电源芯片提供能量，维持电力正常运行。

作为优选，所述整流滤波电路包括由四个二极管组成的整流桥DB11和滤波电容C21B，整流桥DB11的正极输入端和负极输入端均与电源接口连接，整流桥DB11的正极输出端分别与滤波电容C21B一端、变压器绕组、充电电路连接，整流桥DB11负极输出端与滤波电容C21B另一端连接并接地。整流电路是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的电路。在交流电源的作用下，整流二极管周期性地导通和截止，使负载得到脉动直流电。滤波电容能尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。通过整流滤波电路就能得到波形平直的直流电。

作为优选，在电源接口与整流桥DB11正极输入端之间设有保险丝F11。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。设置保险丝会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

作为优选，所述充电电路包括若干电阻和若干二极管，电阻RS22A一端与整流滤波电路连接，电阻RS22A另一端与电阻RS22B一端连接，电阻RS22B另一端与电阻RS22C一端连接，电阻RS22C另一端分别与二极管DS22A负极和启动电路连接，二极管DS22A正极管DS22负极连接，二极管DS22正极与储能电路连接。充电电路中各元器件形成回路，整流滤电路中直流电流入充电电路给启动电路中的电解电容进行充电，二极管能够保证充电的方向为单方向能量流动。

作为优选，所述充电电路还包括电解电容C25A，电解电容C25A正极分别与二极管DS22A正极和二极管DS22负极连接，电解电容C25A负极接地。本实用新型还加入了电解电容C25A，通过对两个电解电容的充电，保证整个工作周期内IC有足够的能量供应，而且在保证能量充足的同时，也能更好的满足电源在时间上的技术要求。

作为优选，所述启动电路包括电解电容C25，电阻RS28和电容CS28，电解电容C25与电阻RS28、电容CS28相互并联，电解电容C25的正极分别与充电电路和开关电源芯片的VCC引脚连接，电解电容C25的负极接地。启动电路直接与开关电源芯片连接，控制在开关电源芯片的启动与关断。电解电容的选择决定着电源的启动时间，也决定着BOOST模块的启动时间。

作为优选，所述电解电容C25的容量可调。电解电容C25的容值直接影响着开关电源的启动时间，选择合适的电解电容C25的容值，能够保证两级方案中BOOST模块先于BUCK模块启动，从而避免BUCK模块OVP保护。

作为优选，所述储能电路包括稳压管ZS62、电容C22A、若干电阻和辅助绕组L21B，稳压管ZS62负极与电容C22A一端连接，稳压管ZS62正极与辅助绕组L21B一端连接并接地，电容C22A的另一端通过由电阻RS29A、电阻RS29B和电阻RS29C彼此并联的电路与辅助绕组L21B的另一端连接，辅助绕组L21B另一端通过电阻RS22与开关电源芯片的Zed引脚连接。稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用，以便获得稳定的电压，也称为双向稳压管。辅助绕组的设置能够为IC提供能量，变压器绕组和辅助绕组同时给IC提供能量，保证了整个工作周期内IC有足够的能量供应。

本实用新型产生的有益效果是：（1）本实用新型设置两个电解电容C25和C25A，采用两级电解单方向能量流动模式，保证了IC供电电解电容的容值需求和足够的储能能力，又保证了IC启动时间延迟小的要求；（2）电解电容C25的容值可调，可更改电解电容C25的容值调整BOOST模块的启动时间，保证BOOST模块先于BUCK模块启动，从而避免BUCK模块OVP保护。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为背景技术中两级方案中常用的IC自供电电路。

图3为本实用新型的两级方案IC自供电电路。

其中：1、电源接口，2、整流滤波电路，3、充电电路，4、变压器绕组，5、储能电路，6、开关电源芯片，7、启动电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图3所示，一种两级方案Boost模块的开关电源芯片自供电电路，包括电源接口1、保险丝、若干电阻、若干电容、若干二极管、稳压管ZS62、若干绕组和开关电源芯片；由4个二极管组成的整流桥DB11的正极端分别与滤波电容C21B一端、电阻RS22A一端和绕组L21A一端连接，整流桥DB11负极端与滤波电容C21B另一端连接并接地，整流桥DB11的交流输入端与电源接口连接。绕组L21A另一端与BOOST模块连接，电阻RS22A另一端与电阻RS22B一端连接，电阻RS22B另一端与电阻RS22C连接，电阻RS22C另一端分别与二极管DS22A一端、开关电源芯片芯片的VCC引脚和电解电容C25正极端连接，二极管DS22A另一端分别与二极管DS22和电解电容C25A正极端连接，电解电容C25A负极端接地，二极管DS22另一端分别与稳压管ZS62和电容C22A连接，稳压管ZS62另一端与辅助绕组L21B一端连接并接地，电容C22A的另一端通过由电阻RS29A、电阻RS29B和电阻RS29C彼此并联的电路与辅助绕组L21B的另一端连接，辅助绕组L21B另一端通过电阻RS22与开关电源芯片的Zed引脚连接，电解电容C25与电阻RS28和电容CS28彼此并联，电解电容C25的负极端接地。

当电源接口处AC220～240V电压接通，经过整流滤波后的整流电压通过RS22A、RS22B和RS22C给电解电容C25充电，当C25上的电压达到开关电源芯片的VCC引脚的启动电压阈值，开关电源芯片进入启动工作，开关电源芯片通过Gd脚输出高电平，变压器绕组L21A进行储能；在绕组L21A储能的过程中，变压器的辅助绕组L21B也会通过内部磁场，感应储存能量，并通过稳压管ZS62、电容C22A、电阻RS29A、电阻RS29B和电阻RS29C形成闭合回路，给电容C22A进行充电，此时C22A电容的极性为左正右负；当开关电源芯片输出低电平时，变压器绕组L21A进行能量输出，传递给后级BUCK负载电路，此阶段的变压器的辅助绕组L21B的储存的能量以及C22A电容的能量叠加在一起，并通过电阻RS29A、电阻RS29B、电阻RS29C、二极管DS22和二极管DS22A，分别给电解电容C25A、C25进行充电。保证了整个工作周期内开关电源芯片有足够的能量供应。

本实用新型采用两级电解单方向能量流动模式，在开关电源开启或者连续开关状态切换下，BOOST模块开关电源芯片的供电需要的能量，如图1需要采用47uf的电解电容才可以满足开关电源芯片的供电维持要求，但是采用47uf的电解，电源在启动时间要求上满足不了要求，因为电容越大，需要的充电时间越长；此时采用两级电解单方向能量流动模式，如图3，电解电容C25采用15uf的电解电容，电容C25A采用33uf的电解电容；这样总能量几乎和如图2的能量一样；由于电解电容C25采用的是15uf的容量，那么启动时间要减小很多，可以满足开关电源对启动时间的要求。且本电路中电解电容C25的容量可调，结合BUCK模块本身的启动时间，选择合适的电解解电容C25的容量，保证BOOST模块先于BUCK模块启动，从而避免BUCK模块OVP保护。

Claims (8)

1.一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，包括电源接口（1）、整流滤波电路（2）、充电电路（3）、变压器绕组（4）、储能电路（5）、开关电源芯片（6）和启动电路（7），电源接口（1）与整流滤波电路（2）连接，整流滤波电路（2）分别与充电电路（3）输入端、变压器绕组（4）连接，充电电路（3）第一输出端分别与启动电路（7）和开关电源芯片（6）Vcc引脚连接，储能电路（5）分别与充电电路（3）第二输出端和开关电源芯片（6）Zcd引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述整流滤波电路（2）包括由四个二极管组成的整流桥DB11和滤波电容C21B，整流桥DB11的正极输入端和负极输入端均与电源接口连接，整流桥DB11的正极输出端分别与滤波电容C21B一端、变压器绕组（4）、充电电路（3）连接，整流桥DB11负极输出端与滤波电容C21B另一端连接并接地。

3.根据权利要求2所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，在电源接口（1）与整流桥DB11正极输入端之间设有保险丝F11。

4.根据权利要求1所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述充电电路（3）包括电阻RS22A、电阻RS22B、电阻RS22C、二极管DS22A和二极管DS22，电阻RS22A一端与整流滤波电路（2）连接，电阻RS22A另一端与电阻RS22B一端连接，电阻RS22B另一端与电阻RS22C一端连接，电阻RS22C另一端分别与二极管DS22A负极和启动电路（7）连接，二极管DS22A正极管DS22负极连接，二极管DS22正极与储能电路（5）连接。

5.根据权利要求4所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述充电电路（3）还包括电解电容C25A，电解电容C25A正极分别与二极管DS22A正极和二极管DS22负极连接，电解电容C25A负极接地。

6.根据权利要求1所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述启动电路（7）包括电解电容C25，电阻RS28和电容CS28，电解电容C25与电阻RS28、电容CS28相互并联，电解电容C25的正极分别与充电电路（3）和开关电源芯片（6）的VCC引脚连接，电解电容C25的负极接地。

7.根据权利要求6所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述电解电容C25的容量可调。

8.根据权利要求1所述的一种两级方案BOOST模块IC自供电电路，其特征在于，所述储能电路（5）包括稳压管ZS62、电容C22A、电阻RS29A、电阻RS29B、电阻RS29C、电阻RS22和辅助绕组L21B，稳压管ZS62负极与电容C22A一端连接，稳压管ZS62正极与辅助绕组L21B一端连接并接地，电容C22A的另一端通过由电阻RS29A、电阻RS29B和电阻RS29C彼此并联的电路与辅助绕组L21B的另一端连接，辅助绕组L21B另一端通过电阻RS22与开关电源芯片（6）的Zed引脚连接。

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