CN215934719U - Buck电源启动电路及电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种BUCK电源启动电路及电器设备，涉及电源技术领域包括BUCK降压电路、继电器、负温度系数电阻以及BUCK电源输出端；通过在BUCK降压电路与BUCK电源输出端之间设置继电器，利用负温度系数电阻及继电器控制BUCK减压电路与BUCK电源输出端延时导通，降低BUCK电源输出端的电压爬坡时间，达到减小电源启动时间的目的。

Description

BUCK电源启动电路及电器设备

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种BUCK电源启动电路及电器设备。

背景技术

近年来，随着BUCK电源技术的不断发展，BUCK电源在家电行业的应用率也越来越高，然而由于BUCK电源的启动时间较长，使得在输出电源后级的负载选型上较为局限，很多负载(微控制器、传感器模块等)对电源的建立要求比较高，而电源建立时间长可能会导致负载可靠性变差。目前只能通过电源的待载能力上考量，减小输出负载，从而使得启动时间相对减少。而对于负载较重的启动，仍不能满足需求。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是：现有的电源建立时间较长，对于负载较重的启动无法满足要求。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型提供一种BUCK电源启动电路，所述BUCK电源启动电路包括BUCK降压电路、继电器、负温度系数电阻以及BUCK电源输出端；

所述BUCK降压电路包括电源输入端与降压电路输出端；

所述继电器包括线圈及触点开关，所述触点开关包括第一端与第二端，所述触点开关的第一端与所述降压电路输出端连接，所述触点开关的第二端与所述BUCK电源输出端连接，所述BUCK电源输出端用于连接负载；

所述线圈与所述负温度系数电阻串联于所述电源输入端与接地端之间；

所述继电器用于当所述电源输入端通电，所述负温度系数电阻的阻值下降至预设值后导通，将所述降压电路输出端与所述BUCK电源输出端连接。

本实用新型通过在BUCK电源启动电路中设置继电器以及负温度系数电阻，系统上电后BUCK电源启动，负温度系数电阻通电后阻值随着温度升高而下降，待其阻值下降至一定值，继电器上的分压达到动作电压后继电器闭合，将降压电路输出端与BUCK电源输出端连接，从而连接负载，而此时降压电路输出端的电压已经升高，再连接BUCK电源输出端后，降低BUCK电源输出端电源建立所需的时间，达到了轻载启动重载接通的目的。

在可选的实施方式中，所述BUCK电源启动电路包括第一电解电容，所述第一电解电容的第一端与所述BUCK电源输出端连接，所述第一电解电容的第二端接地。

在可选的实施方式中，所述BUCK电源启动电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述降压电路输出端连接，所述第一电阻的第二端接地。

在可选的实施方式中，所述BUCK降压电路包括滤波模块，所述滤波模块设置于所述降压电路输出端与接地端之间。

在可选的实施方式中，所述滤波模块包括第二电解电容与第三电容，所述第二电解电容与所述第三电容并联设置。

在可选的实施方式中，BUCK电源启动电路包括整流电路，所述整流电路包括整流输入端及整流输出端，所述整流输入端包括火线端及零线端，所述火线端用于连接电源火线，所述零线端用于连接电源零线，所述整流输出端与所述BUCK降压电路的电源输入端连接。

在可选的实施方式中，在所述火线端与所述电源火线之间设置有保险丝。

在可选的实施方式中，所述BUCK电源启动电路包括压敏电阻，所述压敏电阻设置于所述火线端与所述零线端之间。

在可选的实施方式中，所述BUCK电源启动电路包括滤波电路，所述滤波电路设置于所述整流电路与所述BUCK降压电路之间。

第二方面，本实用新型提供一种电器设备，所述电器设备包括如前述实施方式任意一项所述的BUCK电源启动电路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本实用新型提供的BUCK电源启动电路的示意图；

图2为本实用新型提供的BUCK电源启动电路的电路图。

附图标记说明：

100-BUCK电源启动电路；110-BUCK降压电路；IN-电源输入端；OUT-降压电路输出端；VCC-BUCK电源输出端；RT-负温度系数电阻；RY-继电器；E1-第一电解电容；111-滤波模块；E2-第二电解电容；C3-第三电容；U1-BUCK芯片；112-充电模块；D1-续流二极管；D2-反馈二极管；L1-储能电感；C4-薄膜电容；E3-第三电解电容；DB-整流电路；L-火线端；N-零线端；F1-保险丝；120-滤波电路；L2-第二电感；R2-第二电阻；E5-第五电容；E6-第六电容；RM-压敏电阻。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

随着BUCK电源技术的不断发展，BUCK电源在家电行业的应用率也越来越高，然而由于BUCK电源的启动时间较长，使得在输出电源后级的负载选型上较为局限，很多负载对电源的建立要求比较高，而电源建立时间长可能会导致负载可靠性变差。目前只能从电源的待载能力上考量，减小输出负载，从而使得启动时间相对减少。而对于负载较重的启动，仍不能满足需求。

有鉴于此，本实用新型提供一种新型BUCK电源启动电路100，以降低电源启动时间，请参阅图1，图1示出了本实用新型提供的BUCK电源启动电路100的示意图。BUCK电源启动电路100包括BUCK降压电路110、继电器RY、负温度系数电阻RT以及BUCK电源输出端VCC。

BUCK降压电路110用于对电源信号进行降压转换，输出符合负载要求的电源信号至BUCK电源输出端VCC，由BUCK电源输出端VCC提供给负载。

BUCK降压电路110包括电源输入端IN与降压电路输出端OUT，其中电源输入端IN用于接入电源，降压电路输出端OUT用于输出BUCK降压电路110转换后的电源信号。于本实施例中，降压电路输出端OUT通过继电器RY与BUCK电源输出端VCC连接。

其中，继电器RY包括线圈及触点开关，触点开关包括第一端S1与第二端S2，触点开关的第一端S1与降压电路输出端OUT连接，触点开关的第二端S2与BUCK电源输出端VCC连接，当触点开关闭合时，降压电路输出端OUT与BUCK电源输出端VCC连通，BUCK降压电路110可以为负载提供电源，当触点开关断开时，BUCK降压电路110与BUCK电源输出端VCC断开，BUCK电源输出端VCC无电源输出。

继电器RY的线圈与负温度系数电阻RT串联于电源输入端IN与接地端之间，继电器RY用于当电源输入端IN通电，负温度系数电阻RT的阻值下降至预设值后导通，将降压电路输出端OUT与BUCK电源输出端VCC连接。

当BUCK降压电路110接入电源时，电信号还可以通过继电器RY的线圈、负温度系数电阻RT到地形成回路，负温度系数电阻RT通电后发热，温度越高阻值越低，随着通电时间的延长，负温度系数电阻RT的阻值降低，负温度系数电阻RT上的分压减小，继电器RY的线圈上的分压增加，当负温度系数电阻RT的阻值降低至预设值后，继电器RY的线圈上的分压达到动作电压，将触点开关吸合，触点开关第一端S1与触点开关S2第二端导通，BUCK降压电路110的降压电路输出端OUT与BUCK电源输出端VCC连通，而在继电器RY线圈通电到触点开关闭合这一时间内，BUCK降压电路110的降压电路输出端OUT的电压也正在建立，与BUCK电源输出端VCC连通后，可以降低BUCK电源输出端VCC的电压爬升时间，从而达到降低启动时间的目的。

本实用新型通过在BUCK电源启动电路100中设置继电器RY以及负温度系数电阻RT，系统上电后BUCK电源启动，负温度系数电阻RT通电后阻值随着温度升高而下降，待其阻值下降至一定值，继电器RY上的分压达到动作电压后继电器RY闭合，将降压电路输出端OUT与BUCK电源输出端VCC连接，从而连接负载，而此时降压电路输出端OUT的电压已经升高，再连接BUCK电源输出端VCC后，降低BUCK电源输出端VCC电源建立所需的时间，达到了轻载启动重载接通的目的。

由于继电器RY触点开关开闭可能会产生开关干扰，在可选的实施方式中，请参阅图2，BUCK电源启动电路100包括第一电解电容E1，对BUCK电源输出端VCC输出的电源信号进行滤波。其中，第一电解电容E1的第一端与BUCK电源输出端VCC连接，第一电解电容E1的第二端接地，继电器RY产生的开关干扰可以由第一电解电容E1引导至接地，消除干扰，另一方面设置第一电解电容E1还可以启动稳定输出电压的作用。

同理，在BUCK降压电路110的降压电路输出端OUT同样设置有滤波模块111，对BUCK降压电路110的降压电路输出端OUT输出的信号进行滤波。在可选的实施方式中，BUCK降压电路110包括滤波模块111，滤波模块111设置于降压电路输出端OUT与接地端之间，对降压电路输出端OUT的信号进行滤波。

在可选的实施方式中，滤波模块111包括第二电解电容E2与第三电容C3，第二电解电容E2与第三电容C3并联设置。

在降压电路输出端OUT与BUCK电源输出端VCC接通之前，降压电路输出端OUT没有连接负载，为了避免BUCK降压电路110空载运行，在可选的实施方式中，BUCK电源启动电路100包括第一电阻，第一电阻设置在BUCK降压电路110的输出端作为假负载，例如，第一电阻的第一端与降压电路输出端OUT连接，第一电阻的第二端接地，在降压电路输出端OUT设置作为假负载的第一电阻，可以提高电路的稳定性。

于本实施例中，BUCK降压电路110包括BUCK芯片U1、充电模块112、反馈二极管D2、储能电感L1以及续流二极管D1。

BUCK芯片U1可以选用现有的电源芯片，例如PN8054，以PN8054芯片为例，BUCK芯片U1包括引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8，其中，引脚1与引脚8为内部开关管引脚，通过引脚1与引脚8达到接通和关断的作用。

引脚8、引脚7、引脚6、引脚5与电源输入端IN连接，用于接入电源信号，引脚1与储能电感L1的第一端L1a连接，储能电感L1的第二端L1b与降压电路输出端OUT连接，在降压电路输出端OUT还设置有滤波模块111，滤波模块111的第一端与降压电路输出端OUT连接，滤波模块111的第二端接地，续流二极管D1的正极与滤波模块111的第二端连接，续流二极管D1的负极与储能电感L1的第一端L1a连接。

BUKC芯片的引脚4为电源引脚，于本实施例中，利用BUCK降压电路110的输出对BUCK芯片U1供电，例如，储能电感L1的第二端L1b通过反馈二极管D2与引脚4连接，例如，储能电感L1的第二端L1b与反馈二极管D2的正极连接，反馈二极管D2的负极与引脚4连接，为了对BUCK芯片U1提供稳定的电源供应，在反馈二极管D2的负极还设置有充电模块112，充电模块112的一端与反馈二极管D2的负极连接，充电模块112的第二端接地。

在可能的实施方式中，充电模块112包括薄膜电容C4与第三电解电容E3，薄膜电容C4与第三电解电容E3并联连接。

BUCK芯片U1通过控制内部开关管的开关频率实现对电压的调节，即通过调节引脚1与引脚8的通断频率实现对电压的调节。

当引脚1与引脚8导通时，信号流动途径为：电源输入端IN接入的信号经过引脚8、引脚1流至储能电感L1第一端L1a，储能电感L1充电，电信号再经过储能电感L1第二端L1b、滤波模块111到地。

当引脚1与引脚8断开时，信号流动途径为：储能电感L1放电，信号经过储能电感L1第二端L1b、滤波模块111后再经过续流二极管D1回到储能电感L1第一端L1a，形成续流回路。

因此在BUCK芯片U1内部开关管导通和关断的时候，在滤波模块111上都有电压，此电压通过反馈二极管D2反馈到BUCK芯片U1，BUCK芯片U1对开关管的开关频率进行调整，从而得到想要的输出电压。

在可选的实施方式中，BUCK电源启动电路100包括整流电路DB及滤波电路120，整流电路DB、滤波电路120与上述BUCK降压电路110依次连接。

整流电路DB用于将交流信号整流成直流信号输出至BUCK降压电路110，整流电路DB包括整流输入端及整流输出端，整流输入端包括火线端L及零线端N，火线端L用于连接电源火线，零线端N用于连接电源零线，整流输出端包括正极输出端与负极输出端，正极输出端与BUCK降压电路110的电源输入端IN连接，负极输出端接地，以将整流后的直流信号输出至BUCK降压电路110。

在可选的实施方式中，在火线端L与电源火线之间设置有保险丝F1，在火线端L与零线端N之间设置有压敏电阻RM，以保护后级电路。

当火线、零线之间的电压波动太大，超出压敏电阻RM的保护阈值，压敏电阻RM的阻值迅速降低，相当于将火线与零线短路，此时保险丝F1熔断，避免电压过高损坏后级电路。

滤波电路120用于对整流电路DB输出的直流信号进行滤波，滤波电路120设置于整流电路DB与BUCK降压电路110之间，在一些可能的实现方式中，滤波电路120可以为π型滤波电路120。滤波电路120包括第二电感L2、第二电阻R2、第五电容E5及第六电容E6。其中，第二电感L2的第一端L2a与整流电路DB的正极输出端连接，第二电感L2的第二端L2b与BUCK降压电路110的电源输入端IN连接。第二电感L2的第一端L2a通过第五电容E5接地，第二电感L2的第二端L2b通过第六电容E6接地形成π型滤波电路120，第二电感L2的第一端L2a与第二端L2b之间还设置有第二电阻R2作为吸收电阻。

基于上述实施方式提供的BUCK电源启动电路100，本实用新型还提供一种电器设备，电器设备包括如前述实施方式任意一项的BUCK电源启动电路100，需要说明的是，本实施例提供的电器设备的技术效果及技术原理与前述实施例提供的BUCK电源启动电路100的技术原理、技术效果大致相同，均是通过继电器RY与负温度系数电阻RT实现延时接通电源，达到降低电源启动时间的效果，本实施例不再进行详细说明，本实施例未介绍相近之处，请参阅前述实施方式中的相关内容。

上述电器设备可以是电源设备，或者还可以是其他的电器，例如空调器、变压器等等，本实施例对此不作限定。

综上所述，本实用新型提供了一种BUCK电源启动电路及电器设备，包括BUCK降压电路、继电器、负温度系数电阻以及BUCK电源输出端；通过在BUCK降压电路与BUCK电源输出端之间设置继电器，利用负温度系数电阻及继电器控制BUCK减压电路与BUCK电源输出端延时导通，降低BUCK电源输出端的电压爬坡时间，达到减小电源启动时间的目的。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK电源启动电路(100)包括BUCK降压电路(110)、继电器(RY)、负温度系数电阻(RT)以及BUCK电源输出端(VCC)；

所述BUCK降压电路(110)包括电源输入端(IN)与降压电路输出端(OUT)；

所述继电器(RY)包括线圈及触点开关，所述触点开关包括第一端与第二端，所述触点开关的第一端与所述降压电路输出端(OUT)连接，所述触点开关的第二端与所述BUCK电源输出端(VCC)连接，所述BUCK电源输出端(VCC)用于连接负载；

所述线圈与所述负温度系数电阻(RT)串联于所述电源输入端(IN)与接地端之间；

所述继电器(RY)用于当所述电源输入端(IN)通电，所述负温度系数电阻(RT)的阻值下降至预设值后导通，将所述降压电路输出端(OUT)与所述BUCK电源输出端(VCC)连接。

2.根据权利要求1所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK电源启动电路(100)包括第一电解电容(E1)，所述第一电解电容(E1)的第一端与所述BUCK电源输出端(VCC)连接，所述第一电解电容(E1)的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK电源启动电路(100)包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述降压电路输出端(OUT)连接，所述第一电阻的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK降压电路(110)包括滤波模块(111)，所述滤波模块(111)设置于所述降压电路输出端(OUT)与接地端之间。

5.根据权利要求4所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述滤波模块(111)包括第二电解电容(E2)与第三电容(C3)，所述第二电解电容(E2)与所述第三电容(C3)并联设置。

6.根据权利要求1所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，BUCK电源启动电路(100)包括整流电路(DB)，所述整流电路(DB)包括整流输入端及整流输出端，所述整流输入端包括火线端及零线端(N)，所述火线端用于连接电源火线，所述零线端(N)用于连接电源零线，所述整流输出端与所述BUCK降压电路(110)的电源输入端(IN)连接。

7.根据权利要求6所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，在所述火线端与所述电源火线之间设置有保险丝(F1)。

8.根据权利要求7所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK电源启动电路(100)包括压敏电阻，所述压敏电阻设置于所述火线端与所述零线端(N)之间。

9.根据权利要求6所述的BUCK电源启动电路(100)，其特征在于，所述BUCK电源启动电路(100)包括滤波电路(120)，所述滤波电路(120)设置于所述整流电路(DB)与所述BUCK降压电路(110)之间。

10.一种电器设备，其特征在于，所述电器设备包括如权利要求1～9任意一项所述的BUCK电源启动电路(100)。

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