CN217545872U - 开关电源芯片供电装置及其供电电路和开关电源控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了开关电源芯片供电装置及其供电电路和开关电源控制电路，其供电电路包括：用于输出辅助电压的辅助供电单元、用于防止开关电源芯片在欠压保护工况下过功耗损坏的防短路损坏单元、用于对辅助电压进行钳位的稳压单元、用于为开关电源芯片提供启动电压的启动单元以及用于防止启动单元分流的启动隔离单元。实施本实用新型不仅能够避免开关电源芯片进入欠压保护工况后过功耗损坏，还能确保开关电源芯片的供电端电压稳定，以及具有良好的启动速度。

Description

开关电源芯片供电装置及其供电电路和开关电源控制电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种开关电源芯片供电装置及其供电电路和开关电源控制电路。

背景技术

为了减少谐波对交流电网的污染，国内外都制订了限制电流谐波的有关标准，因此，功率因数校正(PFC)已被广泛应用在电力电子领域中。

在现有技术中，某些开关电源芯片封装有单级PFC电路，当单级PFC电路短路保护时，需要使该芯片进入欠压保护工况，以内耗的方式消耗辅助供电绕组剩余的能量，若该能量太大，会导致开关电源芯片因内耗功耗太大而损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的至少一个缺陷，提供一种开关电源芯片供电装置及其供电电路和开关电源控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种开关电源芯片供电电路，包括：

辅助供电单元，用于输出为开关电源芯片供电的辅助电压；

防短路损坏单元，与所述辅助供电单元连接，用于防止所述开关电源芯片在欠压保护工况下过功耗损坏；

稳压单元，与所述辅助供电单元连接，用于对所述辅助电压进行钳位；

启动单元，用于为所述开关电源芯片提供启动电压；

启动隔离单元，连接在所述启动单元与所述稳压单元之间，用于防止所述启动单元分流，以避免所述开关电源芯片的启动速度降低。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述防短路损坏单元包括第十电阻R10；所述第十电阻R10的第一端连接所述辅助供电单元的辅助电压输出端，所述第十电阻R10的第二端接地。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述启动隔离单元包括第三二极管D3；所述第三二极管D3的阳极作为所述启动隔离单元的输入端连接所述稳压单元的输出端，所述第三二极管D3的阴极作为所述启动隔离单元的输出端连接所述启动单元的第一输入端。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述辅助供电单元包括辅助供电绕组L1、第二二极管D2和第一电容CE1；

所述辅助供电绕组L1的第一端连接所述第二二极管D2的阳极，所述辅助供电绕组L1的第二端接地，所述第二二极管D2的阴极作为所述辅助供电单元的辅助电压输出端连接所述第一电容CE1的第一端、所述防短路损坏单元的输入端和所述稳压单元，所述第一电容CE1的第二端接地。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述稳压单元包括第三开关管Q3、第十一电阻R11和第一稳压管ZD1；

所述第三开关管Q3的输入端作为所述防短路损坏单元的输入端连接所述辅助供电单元的辅助电压输出端，所述第三开关管Q3的输出端作为所述稳压单元的输出端连接所述启动隔离单元的输入端，所述第三开关管Q3的输入端还经所述第十一电阻R11连接至所述第三开关管Q3的控制端和所述第一稳压管ZD1的阴极，所述第一稳压管ZD1的阳极接地。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述第三开关管Q3为NPN三极管。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述启动单元包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十八电阻R18和第五电容C5；

所述第一电阻R1的第一端为所述启动单元的第二输入端，所述第一电阻R1的第二端连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端作为所述启动单元的第一输入端连接所述启动隔离单元的输出端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第十八电阻R18的第一端，所述第十八电阻R18的第二端经所述第五电容C5连接至地，所述第十八电阻R18的第二端还作为所述启动单元的输出端可连接所述开关电源芯片的供电端。

优选的，在本实用新型所述的开关电源芯片供电电路中，所述启动单元还包括第二电阻R2和第十三电容C13；

所述第二电阻R2连接在所述第一电阻R1的第二端与所述第三电阻R3的第一端之间，所述第十三电容C13与所述第五电容C5并联。

本实用新型还提供一种开关电源芯片供电装置，包括壳体，以及所述壳体内设有上述任一项所述的开关电源芯片供电电路。

本实用新型还提供一种开关电源控制电路，包括开关电源芯片U1，以及上述任一项所述的开关电源芯片供电电路；所述开关电源芯片U1的供电端连接所述启动单元。

本实用新型具有以下有益效果：提供一种开关电源芯片供电电路，在上电启动时，启动单元为开关电源芯片提供启动电压，与启动隔离单元相配合，防止启动单元分流，以使开关电源芯片能够快速启动并进入正常工作状态；在开关电源处于正常工作循环时，辅助供电单元将开关电源变压器的储能转换成辅助电压，再通过稳压单元将辅助电压进行钳位，为开关电源芯片提供稳定的电源；在开关电源芯片处于欠压保护工况时，防短路损坏单元消耗掉大部分辅助供电单元滞后输出的电能，从而防止开关电源芯片过功耗损坏。实施本实用新型不仅能够避免开关电源芯片进入欠压保护工况后过功耗损坏，还能确保开关电源芯片的供电端电压稳定以及具有良好的启动速度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的开关电源芯片供电电路的电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，本实用新型提供了一种开关电源芯片供电电路，适用于开关电源，包括：辅助供电单元10、防短路损坏单元20、稳压单元30、启动单元40和启动隔离单元50。

辅助供电单元10，用于输出为开关电源芯片供电的辅助电压。具体的，辅助供电单元10将开关电源变压器储存的能量转换为电能，作为辅助电源为开关电源芯片提供辅助电压。

防短路损坏单元20，与辅助供电单元10连接，用于防止开关电源芯片在欠压保护工况下过功耗损坏。

稳压单元30，与辅助供电单元10连接，用于对辅助供电单元10的输出电压进行钳位。

启动单元40，用于为开关电源芯片提供启动电压。

启动隔离单元50，连接在启动单元40与稳压单元30之间，用于防止启动单元40分流，以避免开关电源芯片的启动速度降低。

如图1所示，在一些实施例中，辅助供电单元10包括辅助供电绕组L1、第二二极管D2和第一电容CE1。其中，第一电容CE1可以为电解电容。

具体的，辅助供电绕组L1的第一端连接第二二极管D2的阳极，辅助供电绕组L1的第二端接地，第二二极管D2的阴极作为辅助供电单元10的辅助电压输出端连接第一电容CE1的第一端、防短路损坏单元20的输入端和稳压单元30，第一电容CE1的第二端接地。其中，辅助供电绕组L1可以为开关电源变压器的辅助绕组。

如图1所示，在一些实施例中，防短路损坏单元20包括第十电阻R10。具体的，第十电阻R10的第一端连接辅助供电单元10的辅助电压输出端，第十电阻R10的第二端接地。

如图1所示，在一些实施例中，稳压单元30包括第三开关管Q3、第十一电阻R11和第一稳压管ZD1。其中，第三开关管Q3可以为NPN三极管；第三开关管Q3的输入端对应为NPN三极管的集电极，第三开关管Q3的输出端对应为NPN三极管的发射极，第三开关管Q3的控制端对应为NPN三极管的基极。

具体的，第三开关管Q3的输入端作为防短路损坏单元20的输入端连接辅助供电单元10的辅助电压输出端，第三开关管Q3的输出端作为稳压单元30的输出端连接启动隔离单元50的输入端，第三开关管Q3的输入端还经第十一电阻R11连接至第三开关管Q3的控制端和第一稳压管ZD1的阴极，第一稳压管ZD1的阳极接地。

如图1所示，在一些实施例中，启动单元40包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十八电阻R18和第五电容C5。

具体的，第一电阻R1的第一端为启动单元40的第二输入端，第一电阻R1的第二端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端作为启动单元40的第一输入端连接启动隔离单元50的输出端，第三电阻R3的第二端连接第十八电阻R18的第一端，第十八电阻R18的第二端经第五电容C5连接至地，第十八电阻R18的第二端还作为启动单元40的输出端可连接开关电源芯片的供电端。

如图1所示，在一些实施例中，启动单元40还包括第二电阻R2和第十三电容C13。具体的，第二电阻R2连接在第一电阻R1的第二端与第三电阻R3的第一端之间，用于为第一电阻R1和第三电阻R3分压，以避免第一电阻R1和第三电阻R3发热损耗严重，并增加该电路调试灵活性；第十三电容C13与第五电容C5并联，用于增加该电路调试灵活性。

如图1所示，在一些实施例中，启动隔离单元50包括第三二极管D3。具体的，第三二极管D3的阳极作为启动隔离单元50的输入端连接稳压单元30的输出端，第三二极管D3的阴极作为启动隔离单元50的输出端连接启动单元40的第一输入端。

本实用新型还提供一种开关电源芯片供电装置，包括壳体、以及壳体内设有本实用新型实施例提供的开关电源芯片供电电路。

如图1所示，本实用新型还提供一种开关电源控制电路，包括开关电源芯片U1，以及本实用新型实施例提供的开关电源芯片供电电路。具体的，开关电源芯片U1的供电端连接启动单元40。

参考图1，开关电源芯片供电电路的工作原理如下：

A、将开关电源芯片供电电路连接到开关电源电路，在开关电源上电启动时，开关电源的输入电压(市电)经第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第十八电阻R18向第五电容C5和第十三电容C13充电，当电容电压到达开关电源芯片的启动电压阈值时，开关电源芯片开始工作；并且在第三二极管D3的单向导通作用下，可以防止上电启动时流向第五电容C5和第十三电容C13的电流分流到第十电阻R10，避免第五电容C5和第十三电容C13的充电电流减小，使第五电容C5两端的电压值尽可能快速到达启动电压阈值，避免所述开关电源芯片的启动速度降低，使开关电源芯片具有良好的启动速度；

B、在开关电源芯片处于正常工作循环时，辅助供电绕组L1将开关电源变压器储存的能量转换为电能，在第二二极管D2和第一电容CE1的整流滤波作用下，输出一个相对稳定的辅助电压，并且第三开关管Q3的控制端在第十一电阻R11的上拉作用下被置为高电平，第三开关管Q3导通，并且在第一稳压管ZD1的作用下，第三开关管Q3的控制端电压被钳位为固定电压值，由于第三开关管Q3工作在饱和区时，第三开关管Q3的控制端开启阈值Vbe约为固定值，使辅助电压经过第三开关管Q3后，被钳位约为固定值，最终为开关电源芯片的供电端提供一个稳定的电源，从而避免开关电源芯片过压损坏；

C、在开关电源芯片处于欠压保护工况时，虽然开关电源芯片已停止工作，但开关电源变压器仍存在储能，辅助供电单元10仍会滞后输出辅助电压，而辅助供电单元10输出的大部分能量会被第十电阻R10消耗，加快辅助供电绕组L1放电，从而避免开关电源芯片过功耗损坏，在一些实例中第十电阻R10可以将开关电源芯片的短路功耗由22W～25W降低至6W～8W。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种开关电源芯片供电电路，其特征在于，包括：

辅助供电单元(10)，用于输出为开关电源芯片供电的辅助电压；

防短路损坏单元(20)，与所述辅助供电单元(10)连接，用于防止所述开关电源芯片在欠压保护工况下过功耗损坏；

稳压单元(30)，与所述辅助供电单元(10)连接，用于对所述辅助电压进行钳位；

启动单元(40)，用于为所述开关电源芯片提供启动电压；

启动隔离单元(50)，连接在所述启动单元(40)与所述稳压单元(30)之间，用于防止所述启动单元(40)分流，以避免所述开关电源芯片的启动速度降低。

2.根据权利要求1所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述防短路损坏单元(20)包括第十电阻R10；所述第十电阻R10的第一端连接所述辅助供电单元(10)的辅助电压输出端，所述第十电阻R10的第二端接地。

3.根据权利要求2所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述启动隔离单元(50)包括第三二极管D3；所述第三二极管D3的阳极作为所述启动隔离单元(50)的输入端连接所述稳压单元(30)的输出端，所述第三二极管D3的阴极作为所述启动隔离单元(50)的输出端连接所述启动单元(40)的第一输入端。

4.根据权利要求3所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述辅助供电单元(10)包括辅助供电绕组L1、第二二极管D2和第一电容CE1；

所述辅助供电绕组L1的第一端连接所述第二二极管D2的阳极，所述辅助供电绕组L1的第二端接地，所述第二二极管D2的阴极作为所述辅助供电单元(10)的辅助电压输出端连接所述第一电容CE1的第一端、所述防短路损坏单元(20)的输入端和所述稳压单元(30)，所述第一电容CE1的第二端接地。

5.根据权利要求3所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述稳压单元(30)包括第三开关管Q3、第十一电阻R11和第一稳压管ZD1；

所述第三开关管Q3的输入端作为所述防短路损坏单元(20)的输入端连接所述辅助供电单元(10)的辅助电压输出端，所述第三开关管Q3的输出端作为所述稳压单元(30)的输出端连接所述启动隔离单元(50)的输入端，所述第三开关管Q3的输入端还经所述第十一电阻R11连接至所述第三开关管Q3的控制端和所述第一稳压管ZD1的阴极，所述第一稳压管ZD1的阳极接地。

6.根据权利要求5所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述第三开关管Q3为NPN三极管。

7.根据权利要求3-6任一项所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述启动单元(40)包括第一电阻R1、第三电阻R3、第十八电阻R18和第五电容C5；

所述第一电阻R1的第一端为所述启动单元(40)的第二输入端，所述第一电阻R1的第二端连接所述第三电阻R3的第一端，所述第三电阻R3的第二端作为所述启动单元(40)的第一输入端连接所述启动隔离单元(50)的输出端，所述第三电阻R3的第二端连接所述第十八电阻R18的第一端，所述第十八电阻R18的第二端经所述第五电容C5连接至地，所述第十八电阻R18的第二端还作为所述启动单元(40)的输出端可连接所述开关电源芯片的供电端。

8.根据权利要求7所述的开关电源芯片供电电路，其特征在于，所述启动单元(40)还包括第二电阻R2和第十三电容C13；

所述第二电阻R2连接在所述第一电阻R1的第二端与所述第三电阻R3的第一端之间，所述第十三电容C13与所述第五电容C5并联。

9.一种开关电源芯片供电装置，包括壳体，其特征在于，所述壳体内设有权利要求1至8任一项所述的开关电源芯片供电电路。

10.一种开关电源控制电路，其特征在于，包括开关电源芯片U1和权利要求1至8任一项所述的开关电源芯片供电电路；所述开关电源芯片U1的供电端连接所述启动单元(40)。

Images