CN220822908U - 一种超低功耗的电源启动电路和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电路技术领域。本实用新型公开了一种超低功耗的电源启动电路和电子装置，其中，超低功耗的电源启动电路用于启动电源电路中的电源芯片，包括取电电阻电路、第一开关电路、第二开关电路和关断电路，取电电阻电路的输入端用于接供电电源，取电电阻电路的输出端接电源芯片的电源端，第一开关电路用于控制取电电阻电路的通断，第一开关电路为控制端高电平导通的开关电路，第二开关电路设置在第一开关电路的控制端与供电电源之间，第二开关电路被配置为当接收到开机信号时，第二开关电路导通；断电路被配置为当电源电路的输出电压达到设定值时，关断电路将第一开关电路的控制端电平拉低。本实用新型具有宽范围供电输入，超功耗低的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电路技术领域，具体地涉及一种超低功耗的电源启动电路及电子装置。
背景技术
现有的一些电子装置，如便携式电源，其需要同时满足12V适配器和光伏(高压)供电，而这些电子装置的电源电路的电源芯片(如2843/2845/3845等电源芯片)启动电流需要1-2mA，启动电压8.4V-9V左右，考虑12V适配器有一定的误差范围，设计时要保证11V正常启动，那么从输入取电的电阻就不能太大，而如果又要兼容高压输入，比如光伏电压最大输入电压可能达到120V，甚至更高，那么取电电阻将会非常烫，因此需要多个大功率的电阻并联，导致工作功耗大，电源效率很低。
公开专利：CN217693074U公开了一种宽范围超低功耗的电源启动电路，具有宽范围供电输入且工作功耗低的优点，较低地解决了上述问题，但该电源启动电路由于电阻R28和稳压二极管Z3的存在，待机时还是有微小的漏电流，假如电阻R28是510k，输入电池电压56V，稳压二极管Z35V，最大的漏电流可达0.1mA，而考虑NPN三极管Q7的驱动，电阻R28的阻值不能太大，所以待机时一定存在这个漏电流，使得待机功耗较大。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种超低功耗的电源启动电路用以解决上述存在的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种超低功耗的电源启动电路，用于启动电源电路中的电源芯片，包括取电电阻电路、第一开关电路、第二开关电路和关断电路，取电电阻电路的输入端用于接供电电源，取电电阻电路的输出端接电源芯片的电源端，第一开关电路用于控制取电电阻电路的通断，第一开关电路为控制端高电平导通的开关电路，第二开关电路设置在第一开关电路的控制端与供电电源之间，第二开关电路被配置为当接收到开机信号时，第二开关电路导通；断电路被配置为当电源电路的输出电压达到设定值时，关断电路将第一开关电路的控制端电平拉低。
进一步的，所述取电电阻电路包括取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21和二极管D1，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第一端接取电电阻电路的输入端，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端接二极管D1的正端，二极管D1的负端接电源芯片的电源端。
更进一步的，所述取电电阻电路还包括稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的负端接二极管D1的正端，稳压二极管Z1的正端接地。
更进一步的，所述第一开关电路采用NPN三极管Q7来实现，NPN三极管Q7的集电极接取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端，NPN三极管Q7的发射极接二极管D1的正端，NPN三极管Q7的基极接关断电路和第二开关电路。
更进一步的，所述第二开关电路采用PNP三极管Q6来实现。
更进一步的，所述第二开关电路包括PNP三极管Q6、电阻R1、电阻R28、电阻R34和二极管D7，PNP三极管Q6的发射极接供电电源，PNP三极管Q6的集电极串联电阻R34接NPN三极管Q7的基极，电阻R1的第一端接供电电源，电阻R1的第二端依次串联电阻R28和二极管D7接开机信号端Power_En，电阻R1和电阻R28之间的节点接PNP三极管Q6的基极。
进一步的，所述关断电路采用NMOS管来实现。
更进一步的，所述关断电路包括NMOS管Q5、电阻R36、电阻R30和稳压二极管Z4，电阻R36的第一端接电源电路的用于为电源芯片供电的辅助电源VCC1，电阻R36的第二端反向串联稳压二极管Z4接NMOS管Q5的栅极，NMOS管Q5的漏极接NPN三极管Q7的基极，NMOS管Q5的源极接地，电阻R30接在NMOS管Q5的栅极与地之间。
更进一步的，所述关断电路还包括电容C30，电容C30与电阻R30并联设置。
本实用新型还提供了一种电子装置，包括电源电路，所述电源电路设有上述的电源启动电路。
本实用新型的有益技术效果：
本实用新型通过设置第一开关电路、第二开关电路和关断电路，关断电路在电源电路启动后，控制第一开关电路关断取电电阻回路，第二开关电路在接收到开机信号后，控制第一开关电路导通取电电阻回路，不仅具有宽范围供电输入，工作功耗低的优点，且进一步降低待机漏电流(待机漏电流几乎为0)，从而降低待机功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本实用新型具体实施例的电源启动电路的电路图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种超低功耗的电源启动电路，用于启动电源电路中的电源芯片，本具体实施例，电源电路中的电源芯片为反激式隔离电源电路的电源芯片U1，反激式隔离电源电路可以是现有的各种反激式隔离电源电路，如图1所示的反激式隔离电源电路等，但并不限于此，在一些实施例中，也可以是用于其它电源电路中的需要进行预启动的电源芯片。
电源启动电路包括取电电阻电路、第一开关电路、第二开关电路和关断电路，取电电阻电路的输入端用于接供电电源，取电电阻电路的输出端接电源芯片U1的电源端VDD，第一开关电路用于控制取电电阻电路的通断，第一开关电路为控制端高电平导通的开关电路，第二开关电路设置在第一开关电路的控制端与供电电源之间，第二开关电路被配置为当接收到开机信号时，第二开关电路导通；断电路被配置为当电源电路的输出电压达到设定值时，关断电路将第一开关电路的控制端电平拉低。
本具体实施例中，取电电阻电路包括取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21、二极管D1和稳压二极管Z1，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第一端接取电电阻电路的输入端，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端接二极管D1的正端，二极管D1的负端接电源芯片U1的电源端VDD，稳压二极管Z1的负端接二极管D1的正端，稳压二极管Z1的正端接地GND，稳压二极管Z1用于限制输入到电源芯片U1的电源端VDD的电压不会过高，从而保护电源芯片U1不会被烧坏，提高稳定性和可靠性，但并不限于此，在一些实施例中，取电电阻电路也可以采用现有的其它取电电阻电路来实现。
本具体实施例中，取电电阻电路的输入端包括第一输入端AC-POWER和第二输入端BAT+，第一输入端AC-POWER串接有二极管D4，第一输入端AC-POWER用于接适配器输入，第二输入端BAT+用于接电池输入，如光伏电池、储能电池等，但并不限于此。
本具体实施例中，取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21采用较小阻值(如2kΩ)的电阻，使得适配器的低压输入(如11V)也能正常启动，又兼容高压输入，实现宽范围供电输入。
优选的，第一开关电路采用NPN三极管Q7来实现，启动电压低，容易处于饱和导通状态，输入低压时就很容易启动，且易于实现，成本低。
具体的，NPN三极管Q7的集电极接取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端，NPN三极管Q7的发射极接二极管D1的正端，NPN三极管Q7的基极接关断电路和第二开关电路。当然，在一些实施例中，第一开关电路也可以采用其它开关电路来实现。
本具体实施例中，第二开关电路优选采用PNP三极管Q6来实现，且易于实现，成本低，但并不限于此。
具体的，第二开关电路包括PNP三极管Q6、电阻R1、电阻R28、电阻R34和二极管D7，PNP三极管Q6的发射极接供电电源，具体的，PNP三极管Q6的发射极接取电电阻电路的输入端，PNP三极管Q6的集电极串联电阻R34接NPN三极管Q7的基极，电阻R1的第一端接取电电阻电路的输入端(接供电电源)，电阻R1的第二端依次串联电阻R28和二极管D7接开机信号端Power_En，电阻R1和电阻R28之间的节点接PNP三极管Q6的基极。当然，在一些实施例中，第二开关电路也可以采用其它开关电路来实现。
本具体实施例中，开机信号端Power_En通过开机键接地，当开机时，开机键导通，将开机信号端Power_En拉到地，但并不以此为限。
优选的，本具体实施例中，关断电路采用NMOS管Q5来实现，启动电压较高，不易出现误导通，可靠性高。
具体的，关断电路包括NMOS管Q5、电阻R36、电阻R30和稳压二极管Z4，电阻R36的第一端接该反激式隔离电源电路的辅助电源VCC1，辅助电源VCC1接电源芯片U1的电源端VDD，为电源芯片U1提供工作电源，电阻R36的第二端反向串联稳压二极管Z4接NMOS管Q5的栅极，NMOS管Q5的漏极(关断电路的输出端)接NPN三极管Q7的基极，NMOS管Q5的源极接地GND，电阻R30接在NMOS管Q5的栅极与地GND之间，电路结构简单，可靠性和稳定性好，但并不限于此，在一些实施例中，也可以采用其它开关电路来实现。
进一步的，本具体实施例中，关断电路还包括电容C30，电容C30与电阻R30并联设置，通过设置电容C30，不仅起到滤波作用，同时也进行适当延时后驱动NMOS管Q5，使得对第一开关电路的关断更合理可靠。
工作原理：
第一输入端AC-POWER接适配器输入和/或第二输入端BTA+接电池输入，当系统开机时，开机信号端Power_En拉低，PNP三极管Q6导通，从而NPN三极管Q7导通，适配器输入和/或电池输入通过取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21、NPN三极管Q7和二极管D1为电源芯片U1提供启动电源，电源芯片U1启动，反激式隔离电源电路开始工作，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21可以采用小阻值的电阻，使得适配器输入(如11V)也能正常启动，实现宽范围供电输入；当反激式隔离电源电路正常工时时，输出电压达到设定值，辅助电源VCC1的电压可击穿稳压二极管Z4给电容C30充电，延时一定时间后驱动NMOS管Q5导通，将NPN三极管Q7的基极拉低，NPN三极管Q7断开，从而断开取电电阻回路，取电电阻回路没有电流，取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21没有功耗，从而降低了工作功耗，提升了电源效率，且取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21不会严重发热，采用普通电阻即可；在待机时，开机信号端Power_En开路，PNP三极管Q6断开，切断了NPN三极管Q7的基极对地的电流，同时NPN三极管Q7也断开，整个电源启动电路几乎没有漏电流，彻底解决待机漏电流的问题，进一步降低待机功耗。
本实用新型还提供了一种电子装置，包括电源电路，电源电路设有上述的电源启动电路。具体的，电源电路为反激式隔离电源电路，但并不限于此。电子装置可以是储能产品、便携电源等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种超低功耗的电源启动电路，用于启动电源电路中的电源芯片，其特征在于：包括取电电阻电路、第一开关电路、第二开关电路和关断电路，取电电阻电路的输入端用于接供电电源，取电电阻电路的输出端接电源芯片的电源端，第一开关电路用于控制取电电阻电路的通断，第一开关电路为控制端高电平导通的开关电路，第二开关电路设置在第一开关电路的控制端与供电电源之间，第二开关电路被配置为当接收到开机信号时，第二开关电路导通；断电路被配置为当电源电路的输出电压达到设定值时，关断电路将第一开关电路的控制端电平拉低。
2.根据权利要求1所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述取电电阻电路包括取电电阻R32、取电电阻R19、取电电阻R21和二极管D1，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第一端接取电电阻电路的输入端，取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端接二极管D1的正端，二极管D1的负端接电源芯片的电源端。
3.根据权利要求2所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述取电电阻电路还包括稳压二极管Z1，稳压二极管Z1的负端接二极管D1的正端，稳压二极管Z1的正端接地。
4.根据权利要求3所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述第一开关电路采用NPN三极管Q7来实现，NPN三极管Q7的集电极接取电电阻R32、取电电阻R19和取电电阻R21的第二端，NPN三极管Q7的发射极接二极管D1的正端，NPN三极管Q7的基极接关断电路和第二开关电路。
5.根据权利要求4所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述第二开关电路采用PNP三极管Q6来实现。
6.根据权利要求5所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述第二开关电路包括PNP三极管Q6、电阻R1、电阻R28、电阻R34和二极管D7，PNP三极管Q6的发射极接供电电源，PNP三极管Q6的集电极串联电阻R34接NPN三极管Q7的基极，电阻R1的第一端接供电电源，电阻R1的第二端依次串联电阻R28和二极管D7接开机信号端Power_En，电阻R1和电阻R28之间的节点接PNP三极管Q6的基极。
7.根据权利要求4所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述关断电路采用NMOS管来实现。
8.根据权利要求7所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述关断电路包括NMOS管Q5、电阻R36、电阻R30和稳压二极管Z4，电阻R36的第一端接电源电路的用于为电源芯片供电的辅助电源VCC1，电阻R36的第二端反向串联稳压二极管Z4接NMOS管Q5的栅极，NMOS管Q5的漏极接NPN三极管Q7的基极，NMOS管Q5的源极接地，电阻R30接在NMOS管Q5的栅极与地之间。
9.根据权利要求8所述的超低功耗的电源启动电路，其特征在于：所述关断电路还包括电容C30，电容C30与电阻R30并联设置。
10.一种电子装置，包括电源电路，其特征在于：所述电源电路设有权利要求1-9任意一项所述的电源启动电路。
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