专利名称：一种升压型辅助电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源，尤其涉及一种开环、升压型辅助电源。
随着计算机和通讯行业的迅速发展，低压输入非隔离DC-DC变换器得到了广泛应用，例如为高速CPU供电的VRM(Voltage RegulateModule)和采用蓄电池供电的手机电源等。这些DC-DC变换器的输入电压通常只有5V，甚至只有3.3V，而常用的PWM IC(例如UC3843)电源电压一般在5V以上，因此需要一个升压型辅助电源，为PWM IC供电。目前有一些专用的低压输入IC(如MIC2172)，可实现闭环升压功能，提供辅助供电，但成本较高，而且主电源的输入欠压保护功能需要单独的电路来实现。
本发明的目的在于提供一种开环控制的升压辅助电源，可同时实现辅助供电和主电源输入欠压保护。
本发明的目的是这样实现的，一种升压型辅助电源，包括升压变换器、方波发生器，所述升压变换器与所述方波发生器的输出端连接，其特征在于，设有启动控制电路与所述升压变换器连接，所述启动控制电路包括三极管Q2、Q3以及与所述三极管Q2、Q3对应的集电极负载电阻R1、R2，所述启动控制电路还包括负载电阻R3，所述集电极负载电阻R1、R2并联后连接于所述升压变换器的电源输出端VCC与电容C2之间，所述两个三极管Q2与Q3共射极连接，所述负载电阻R3连接于三极管Q3基极与基准电压端Vref之间；实现所述启动控制电路对主电源启动振荡的抑制和输入欠压保护功能。
实施本发明的一种升压型辅助电源，具有以下优点设有启动控制电路，避免启动时主电源输出发生振荡，并产生欠压关断回差，实现输入欠压保护；采用成本低廉的555时基集成电路作为控制器，成本低，器件可采购性好，可实现开环升压功能，提供辅助供电。
下面，结合附图和实施例，进一步说明本发明的特点，附图中
图1是本发明的一种升压型辅助电源的原理图；图2是本发明未带启动控制电路的相关波形图；图3是本发明带启动控制电路的相关波形图。
如图1所示的电路方案，包括升压变换器、方波发生器和启动控制电路，升压变换器包括电容C1和C2、电感L1、三极管Q1和二极管D1，升压变换器的电感L1连接电源输入端Vin后与二极管D1、电容C2串联且接地，实现L1通过D1向C2充电，电源输出端VCC连接在二极管D1与电容C2之间，三极管Q1的集电极连接在电感L1与二极管D1之间，由Q1基极驱动占空比控制输出电压端VCC，电容C1与电源输入端Vin连接后接地，升压变换器与方波发生器的输出端连接。
如图1所示，设有电阻R6、电容C5并联后连接于升压变换器的Q1基极与方波发生器的输出端之间，构成加速驱动电路。方波发生器包括555时基集成电路、电阻R4与R5、电容C3与滤波电容C4,555时基集成电路的接地端1脚接地，触发端2脚与阀值端6脚连接后连接在R5与C3之间，置零端4脚与电压端8脚连接输入电压端Vin后，与R4、R5、C3连接后接地，控压端5脚与C4连接后接地，通过调节R4、R5控制占空比和振荡频率，由输出端输出高电平或低电平两种状态，输出固定占空比方波信号。
如图1所示，启动控制电路包括三极管Q2、Q3以及与三极管Q2、Q3对应的集电极负载电阻R1、R2，启动控制电路还包括负载电阻R3，集电极负载电阻R1、R2并联后连接于升压变换器的电源输出端VCC与电容C2之间，两个三极管Q2与Q3共射极连接，负载电阻R3连接于三极管Q3基极与基准电压端Vref之间；实现启动控制电路对主电源启动振荡的抑制和输入欠压保护功能。
下面以脉宽调制芯片PWM IC中的UC3843为实施例进行详细分析。
Vin为输入电源电压端，VCC为辅助电源输出电压端，Vref为PWM IC基准电压端，即UC3843的1脚。
LM555与Vin接通后，通过R4、R5向C3充电，刚充电时，LM555的2脚为低电平，那么，输出端3脚输出高电平，当充电电压V≥2/3Vin时，输出端3脚由输出高平变为低电平，直到V≤1/3Vin时，输出端3脚由输出低电平变为高电平，此时放电管导通，R5与7脚实现放电，如此往复，输出端3脚输出固定占空比方波信号。
当Q1开启时，L1电流增加储存能量，当Q1关闭时，L1通过D1向C2充电。电源启动时，L1平均电流由零逐渐增大，D1平均电流ID1随之增大，VCC电压由零逐步上升。在UC3843启动之前，负载电流ICC很小，近似可以看作开路，所以D1平均电流ID1即C2充电电流IC2，当C2电压达到8.4V后UC3843开始工作，ICC跃变至稳态值，此电流大于目前D1电流平均值ID1，所以IC2反向，开始向负载放电，VCC下降。当Vcc降至7.8V以下时UC3843停止工作，ICC迅速减小至近似开路，IC2为正，C2重新充电，Vcc升高至8.4V时UC3843再次开启，由于此时ID1仍小于ICC，C2又重复放电至UC3843关断，如此往复，直到ID1增加至大于ICC,UC3843开启后，IC2为正，VCC持续充电直至稳态值，电路进入稳态工作。相关波形如图2所示。
由于开机时UC3843反复处于启动和关断状态，主电源输出会有振荡，对很多负载来说，这是绝对不允许的，因为它往往会导致错误的复位和逻辑混乱。电源输出振荡的原因是UC3843启动之前，辅助电源负载太轻，电感L1储能太小，负载突增后不能提供足够的电流。为此，提供本发明的启动控制电路。
Vin接通后，由于UC3843尚未启动，Vref为低电平，Q3关闭，Q2开通，负载电流IR1流经R1,C2充电速度变缓，充电时间变长，至VCC升至8.4V时电感储能比A电路有明显增加；UC3843启动后，Vref跃变为5V,Q3开通，Q2关闭，IR1减小为0以抵消突增的负载电流ICC，由于R2＞＞R1,IR2很小，此时只要满足ID1≥ICC,IC2为正，VCC电压会继续充电至稳态值。电路有关波形如图3所示。
主电源的欠压保护一般要求当输入电压低于某一设定值时VL，主电路功率开关停止工作，输入电压回升至VH时，功率开关自动开启，△V=VH-VL为欠压回差，用于弥补输入线路压降，避免欠压关断时出现振荡。由于辅助电源开环工作，其输出电压VCC与输入电压Vin和负载有关，负载重时VCC较低，负载轻时VCC较高。当输入电压由额定值下调至VL时，VCC降低至VT(假定VT为PWM IC的门限电压)，PWM IC停止工作，主电路功率开关关断；当输入电压回调至VH时VCC升高至VT,PWM IC工作，主功率开关开启。由于输入电压下调至VL过程中辅助电源没带负载R1，而回调至VH过程中有R1，所以有VH≥VL，欠压回差△V大小可通过调节电阻R1阻值来设定，对于不同的PWM IC图1电路均能实现欠压保护。
权利要求
1.一种升压型辅助电源，包括升压变换器、方波发生器，所述升压变换器与所述方波发生器的输出端连接，其特征在于，设有启动控制电路与所述升压变换器连接，所述启动控制电路包括三极管(Q2)、(Q3)以及与所述三极管(Q2)、(Q3)对应的集电极负载电阻(R1)、(R2)，所述启动控制电路还包括负载电阻(R3)，所述集电极负载电阻(R1)、(R2)并联后连接于所述升压变换器的电源输出端(VCC)与电容(C2)之间，所述两个三极管(Q2)与(Q3)共射极连接，所述负载电阻(R3)连接于三极管(Q3)基极与基准电压端(Vref)之间；实现所述启动控制电路对主电源启动振荡的抑制和输入欠压保护功能。
2.根据权利要求1所述的升压型辅助电源，其特征在于，所述升压变换器包括电容(C1)和(C2)、电感(L1)、三极管(Q1)和二极管(D1)，所述电感(L1)连接电源输入端(Vin)后与所述二极管(D1)、电容(C2)串联且接地，实现电感(L1)通过二极管(D1)向电容(C2)充电，设有电源输出端(VCC)连接在二极管(D1)与电容(C2)之间，所述三极管(Q1)的集电极连接在电感(L1)与二极管(D1)之间，由三极管(Q1)基极驱动占空比控制输出电压端(VCC)，所述电容(C1)与电源输入端(Vin)连接后接地。
3.根据权利要求1所述的升压型辅助电源，其特征在于，所述方波发生器包括(555)时基集成电路、电阻(R4)与(R5)、电容(C3)与滤波电容(C4)，所述(555)时基集成电路的接地端(1)脚接地，触发端(2)脚与阀值端(6)脚连接后连接在电阻(R5)与电容(C3)之间，置零端(4)脚与电压端(8)脚连接输入电压端(Vin)后，与电阻(R4)与(R5)、电容(C3)连接后接地，控压端(5)脚与滤波电容(C4)连接后接地，通过调节电阻(R4)、(R5)控制占空比和振荡频率，由输出端输出高电平或低电平两种状态，输出固定占空比方波信号。
4.根据权利要求1所述的升压型辅助电源，其特征在于，设有电阻(R6)、电容(C5)并联后连接于升压变换器的三极管(Q1)基极与方波发生器的输出端之间，构成加速驱动电路。
全文摘要
本发明公开了一种升压型辅助电源,包括升压变换器、方波发生器,所述升压变换器与所述方波发生器的输出端连接,其特征在于,设有启动控制电路与所述升压变换器连接,所述启动控制电路包括三极管Q2、Q3以及与所述三极管Q2、Q3对应的集电极负载电阻R1、R2,所述启动控制电路还包括负载电阻R3,电阻R1、R2并联后连接于电源输出端Vcc与电容C2之间,三极管Q2与Q3共射极连接,电阻R3连接于三极管Q3基极与基准电压端Vref之间。
文档编号H02M3/28GK1324140SQ0011426
公开日2001年11月28日 申请日期2000年5月12日 优先权日2000年5月12日
发明者刘彦丁 申请人:深圳市华为电气技术有限公司