一种快速启动线路的制作方法

[0001]
本实用新型属于开关电源技术领域，具体涉及一种快速启动线路。


背景技术：

[0002]
在开关电源领域需要用到脉宽或频率控制器，这些控制器都需要辅助供电。辅助供电在较小功率产品中在开机完成后通常设计由辅助绕组供电，辅助供电在开机阶段可以由控制器内建高压启动线路或外部设计的启动线路来实现。控制器内建的高压启动因其半导体高压制程而成本较高；而外部线路成本低，需求及应用广泛。外部启动线路需要从输入端高压交流电或整流后的高压直流电取电提供电流到辅助电容，传统启动线路直接由电阻限流完成，但传统的电阻启动有其局限性，不容易做到最佳化：若电阻过大，启动电流太小，会导致辅助电容充电建立的时间过长，造成用户体验不佳；若电阻过小，启动电流较大，启动线路参产生的静态电功率损耗会过大。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述问题，本实用新型提供了一种快速启动线路，包括：电阻rx1、电阻rx2、电阻rx3、电阻rx4、电阻rx5、电阻r1、电阻rh1、电容c1、电容c2、电容ch1、电容ch2、二极管dh1、稳压二极管zd1、耗尽型mos管qx1、三极管qx2和变压器t1b，其中，所述电阻rx1的第一端连接vbus信号端而第二端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极，所述电阻rx2的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的源极而第二端连接vdd信号端，所述电阻rx3的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接vcc信号端，所述电阻rx4的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的栅极而第二端连接所述三极管qx2的集电极，所述电阻rx5的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的栅极而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻r1的第一端连接ic信号端而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻rh1的第一端连接所述二极管dh1的阳极而第二端连接aux信号端，所述电容c1的第一端连接所述ic信号端而第二端连接所述变压器t1b的第一端，所述电容c2的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接所述三极管qx2的发射极并与其共同接地，所述电容ch1的第一端连接所述vcc信号端而第二端接地，所述电容ch2的第一端连接所述vdd信号端而第二端接地，所述二极管dh1的阴极连接所述vcc信号端，所述稳压二极管zd1的阳极连接所述vcc信号端而阴极连接所述vdd信号端，所述变压器t1b的第二端连接所述aux信号端。
[0004]
优选地，还包括：二极管dh2、稳压二极管zd2、电阻rh2和三极管qh1，其中，所述二极管dh2的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述稳压二极管zd1的阴极，所述稳压二极管zd2的阳极接地而阴极连接三极管qh1的基极，所述电阻rh2的第一端连接所述vcc信号端而第二端连接所述三极管qh1的基极，所述三极管qh1的集电极连接所述vcc信号端而发射极连接所述vdd信号端。
[0005]
本实用新型还提供了一种快速启动线路，包括：电阻rx1、电阻rx2、电阻rx3、电阻rx4、电阻r1、电阻rh1、电容c1、电容c2、电容ch1、电容ch2、二极管dh1、稳压二极管zd1、稳压
二极管zd3、稳压二极管zd4、耗尽型mos管qx1、三极管qx2和变压器t1b，其中，所述电阻rx1的第一端连接vbus信号端而第二端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极，所述电阻rx2的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的源极而第二端连接vdd信号端，所述电阻rx3的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接vcc信号端，所述电阻rx4的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极而第二端连接所述三极管qx2的集电极，所述电阻r1的第一端连接ic信号端而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻rh1的第一端连接所述二极管dh1的阳极而第二端连接aux信号端，所述电容c1的第一端连接所述ic信号端而第二端连接所述变压器t1b的第一端，所述电容c2的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接所述三极管qx2的发射极并与其共同接地，所述电容ch1的第一端连接所述vcc信号端而第二端接地，所述电容ch2的第一端连接所述vdd信号端而第二端接地，所述二极管dh1的阴极连接所述vcc信号端，所述稳压二极管zd1的阳极连接所述vcc信号端而阴极连接所述vdd信号端，所述稳压二极管zd3的阳极连接所述三极管qx2的基极而阴极连接所述耗尽型mos管qx1的源极，所述稳压二极管zd4的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述耗尽型mos管qx1的源极，所述变压器t1b的第二端连接所述aux信号端，所述耗尽型mos管qx1的栅极连接所述三极管qx2的集电极。
[0006]
优选地，还包括：二极管dh2、稳压二极管zd2、电阻rh2和三极管qh1，其中，所述二极管dh2的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述稳压二极管zd1的阴极，所述稳压二极管zd2的阳极接地而阴极连接三极管qh1的基极，所述电阻rh2的第一端连接所述vcc信号端而第二端连接所述三极管qh1的基极，所述三极管qh1的集电极连接所述vcc信号端而发射极连接所述vdd信号端。
[0007]
本申请提供的一种快速启动线路，可以实现在开机期间打开外部启动线路，待开机完成后迅速关闭外部启动线路；可以设计比较大的启动电流，实现快速的开机启动；同时开机完成后启动线路已完全关闭，不用担心启动线路会持续造成功率损耗，而且关闭的信号源于辅助供电的低压信号，持续产生的损耗功率基本可以忽略，能兼顾启动时间,功率损耗,保护,成本等需求。
附图说明
[0008]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0009]
图1是本实用新型提供的一种快速启动线路实施例1的示意图；
[0010]
图2是本实用新型提供的一种快速启动线路实施例2的示意图；
[0011]
图3是本实用新型提供的一种快速启动线路实施例3的示意图；
[0012]
图4是本实用新型提供的一种快速启动线路实施例4的示意图。
具体实施方式
[0013]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不
必要地混淆本实用新型的概念。
[0014]
实施例1
[0015]
如图1，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种快速启动线路，包括：电阻rx1、电阻rx2、电阻rx3、电阻rx4、电阻rx5、电阻r1、电阻rh1、电容c1、电容c2、电容ch1、电容ch2、二极管dh1、稳压二极管zd1、耗尽型mos管qx1、三极管qx2和变压器t1b，其中，所述电阻rx1的第一端连接vbus信号端而第二端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极，所述电阻rx2的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的源极而第二端连接vdd信号端，所述电阻rx3的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接vcc信号端，所述电阻rx4的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的栅极而第二端连接所述三极管qx2的集电极，所述电阻rx5的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的栅极而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻r1的第一端连接ic信号端而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻rh1的第一端连接所述二极管dh1的阳极而第二端连接aux信号端，所述电容c1的第一端连接所述ic信号端而第二端连接所述变压器t1b的第一端，所述电容c2的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接所述三极管qx2的发射极并与其共同接地，所述电容ch1的第一端连接所述vcc信号端而第二端接地，所述电容ch2的第一端连接所述vdd信号端而第二端接地，所述二极管dh1的阴极连接所述vcc信号端，所述稳压二极管zd1的阳极连接所述vcc信号端而阴极连接所述vdd信号端，所述变压器t1b的第二端连接所述aux信号端。
[0016]
本申请提供的一种快速启动线路的工作原理如下：
[0017]
(1)正常启动过程:
[0018]
在交流电输入上电前，启动线路的输入电压以及辅助供电电容ch1、ch2的电压均为0；三极管qx2的驱动电压为0，此时三极管qx2的集电极和发射极间截止，耗尽型耗尽型mos管qx1的电压为0，此时耗尽型mos管qx1漏源极间导通；在交流电输入上电后，输入交流或者整流后的直流高压会通过电阻rx1接入启动线路中；高压会通过电阻rx1、耗尽型mos管qx1和电阻rx2形成的通路，并给电容ch2充电，电容ch2电压会持续升高；当电容ch2对ic充电，并在达到其开机电压之前，开关电源未工作，辅助供电绕组无供电，电容ch1电压持续为0；三极管qx2驱动电压持续为0，此时三极管qx2集电极和发射极间截止，耗尽型mos管qx1漏源极间导通；待电容ch2电压充至ic开机后，开关电源开始启动功率传输，向次级以及辅助绕组传输能量。随着输出电压及辅助绕组电压持续升高，电容ch1电压也会开始建立并持续升高。随着电容ch1电压的升高，电容ch1会通过电阻rx3给电容c2充电，故电容c2电压也会持续升高。待电容c2电压提升到超过三极管qx2的vbe值，三极管qx2集电极和发射极间会由截止状态转为导通状态；三极管qx2导通后，耗尽型mos管qx1的gate电压会由等于电容ch2电压降低到由电阻rx5和电阻rx4分压值；随着耗尽型mos管qx1的gate电压被拉低，耗尽型mos管qx1的驱动电压vgs被拉低到小于vth的准位，耗尽型mos管qx1的漏源极间状态由导通变为截止，实现启动线路的关闭。至此，启动线路的启动过程已完成，控制电路的后续供电由开关电源的辅助绕组的二极管dh1和稳压二极管zd1给电容ch1、电容ch2及ic持续供电。
[0019]
启动异常保护过程具体为:在某些异常条件(如控制ic、功率传输开关或变压器输出检测反馈，或是辅助整流管等位置异常，或者是因输入电压异常触发控制ic的保护功能)，待电容ch2电压达到ic开机工作电压后，因异常导致电容ch1电压无法正常建立；这也就导致三极管qx2无法开通，耗尽型mos管qx1无法关断，启动电流也就会持续给电容ch2充
电，电容ch2电压持续升高；待电容ch2电压持续升高到稳压二极管zd1击穿电压后，稳压二极管zd1会反向击穿，电容ch2电压会透过稳压二极管zd1给电容ch1充电；随电容ch1电压持续升高，电容ch1会通过电阻rx3给电容c2充电，故电容c2电压也会持续升高。因电阻rx3与电容c2形成的充电常数导致电容c2的充电速度较电容ch2给电容ch1充电速度要慢；待电容c2电压提升到超过三极管qx2的vbe值，三极管qx2集电极和发射极间会由截止状态转为导通状态；三极管qx2导通后，耗尽型mos管qx1的gate电压会由等于电容ch2电压降低到由电阻rx5和电阻rx4分压值；随着耗尽型mos管qx1 gate电压被拉低，耗尽型mos管qx1的驱动电压vgs被拉低到小于vth的准位，耗尽型mos管qx1的漏源极间状态由导通变为截止，实现启动线路的关闭。
[0020]
也可以通过调整电阻rx3来调整电容c2充电速度，也可通过调整电容ch1容值来改善可以维持的时间，以此确保设计有足够的时间来维持耗尽型mos管qx1导通，达到控制保护状态下的平均功率以及重启频率。至此，启动异常的保护过程已完成，后续待电容ch1和电容c2放电完成无法继续维持三极管qx2导通后，三极管qx2会被关闭，而耗尽型mos管qx1重新开始导通；即启动线路开始新一轮的重启动作，若保护状态未解除，则重复以上保护重启过程，若保护已解除则进入正常启动过程。
[0021]
实施例2
[0022]
如图2，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种快速启动线路，在实施例1电路的基础上，增加了如下零件：二极管dh2、稳压二极管zd2、电阻rh2和三极管qh1，其中，所述二极管dh2的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述稳压二极管zd1的阴极，所述稳压二极管zd2的阳极接地而阴极连接三极管qh1的基极，所述电阻rh2的第一端连接所述vcc信号端而第二端连接所述三极管qh1的基极，所述三极管qh1的集电极连接所述vcc信号端而发射极连接所述vdd信号端。
[0023]
实施例3
[0024]
如图3，在本申请实施例中，本实用新型还提供了一种快速启动线路，包括：电阻rx1、电阻rx2、电阻rx3、电阻rx4、电阻r1、电阻rh1、电容c1、电容c2、电容ch1、电容ch2、二极管dh1、稳压二极管zd1、稳压二极管zd3、稳压二极管zd4、耗尽型mos管qx1、三极管qx2和变压器t1b，其中，所述电阻rx1的第一端连接vbus信号端而第二端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极，所述电阻rx2的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的源极而第二端连接vdd信号端，所述电阻rx3的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接vcc信号端，所述电阻rx4的第一端连接所述耗尽型mos管qx1的漏极而第二端连接所述三极管qx2的集电极，所述电阻r1的第一端连接ic信号端而第二端连接所述vdd信号端，所述电阻rh1的第一端连接所述二极管dh1的阳极而第二端连接aux信号端，所述电容c1的第一端连接所述ic信号端而第二端连接所述变压器t1b的第一端，所述电容c2的第一端连接所述三极管qx2的基极而第二端连接所述三极管qx2的发射极并与其共同接地，所述电容ch1的第一端连接所述vcc信号端而第二端接地，所述电容ch2的第一端连接所述vdd信号端而第二端接地，所述二极管dh1的阴极连接所述vcc信号端，所述稳压二极管zd1的阳极连接所述vcc信号端而阴极连接所述vdd信号端，所述稳压二极管zd3的阳极连接所述三极管qx2的基极而阴极连接所述耗尽型mos管qx1的源极，所述稳压二极管zd4的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述耗尽型mos管qx1的源极，所述变压器t1b的第二端连接所述aux信号端，所述耗尽型mos管qx1的栅极连接
所述三极管qx2的集电极。
[0025]
实施例4
[0026]
如图4，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种快速启动线路，在实施例3电路的基础上，增加了如下零件：二极管dh2、稳压二极管zd2、电阻rh2和三极管qh1，其中，所述二极管dh2的阳极连接所述vdd信号端而阴极连接所述稳压二极管zd1的阴极，所述稳压二极管zd2的阳极接地而阴极连接三极管qh1的基极，所述电阻rh2的第一端连接所述vcc信号端而第二端连接所述三极管qh1的基极，所述三极管qh1的集电极连接所述vcc信号端而发射极连接所述vdd信号端。
[0027]
本申请提供的一种快速启动线路，可以实现在开机期间打开外部启动线路，待开机完成后迅速关闭外部启动线路；可以设计比较大的启动电流，实现快速的开机启动；同时开机完成后启动线路已完全关闭，不用担心启动线路会持续造成功率损耗，而且关闭的信号源于辅助供电的低压信号，持续产生的损耗功率基本可以忽略，能兼顾启动时间,功率损耗,保护,成本等需求。
[0028]
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。