一种开关电源芯片的低损耗通用启动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关电源芯片的低损耗通用启动电路，属于开关电源技术领域。
【背景技术】
[0002]开关电源较之工频电源有效率高、体积小、成本低的等优点，因而被广泛运用于各种电器设备中。随着半导体技术的发展，采用开关电源芯片制作的他激式开关电源越来越多。通常，开关电源芯片都集成了震荡器，PWM控制输出接口，以及过压过流保护单元。因此，采用开关电源芯片设计开关电源，易于实现设计者所需的可靠的PWM驱动脉冲，预期稳定可靠的输出电压和理想的过压过流保护。这大大降低了开关电源的设计难度，缩短了开发周期，降低了研发成本。然而美中不足的是，有的性能可靠的开关电源芯片在300V(约为AC220V市电整流后的电压)以上的环境中使用时启动是一个让设计者头疼的难题，其根源在于300V以上的电压与开关电源芯片实际工作的电源电压相差很大。实际中，AC220V整流后的电压约为DC311V，而MOS开关管以及类似的功率开关管的驱动电压一般在1V到25V,开关管的驱动信号主要来自开关电源芯片，因此开关电源芯片的实际工作电压一般也会选择在1V到25V之间，也就是市电整流后的电压和开关管实际工作电压还有约300V的电压差，如果这个开关电源芯片的工作电流为10mA，那么按传统的用大电阻来作启动的话，这个电阻上的损耗也约为300V*10mA = 3W，这不仅对这个启动电阻要求高，而且在这个启动电阻上的电能损耗也很大，这也是很多开关电源中常常出现2W以上功率启动电阻的原因，这绝对不是人们想要追求的结果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种开关电源芯片的低损耗通用启动电路，能克服现有技术的不足，能解决开关电源芯片启动困难的问题。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种开关电源芯片的低损耗通用启动电路，它包括充放电储能支路、可控硅、开关电源芯片、触发信号控制模块、储能模块、可控硅复位电路，其中，
[0005]充放电储能支路由第一储能电容Cl和限流充电电阻R2组成，R2的一端接系统上电就能提供的电压VCC-H，另一端与Cl连接，Cl的另一端接地；
[0006]储能模块包括第二储能电容C2，其电位较高的一端与可控硅的输出端或可控硅的输出端所在支路连接，即让Cl较高电位端与C2较高电位端组成一个支路(该支路中含有可控硅)，C2的另一端接地；
[0007]所述触发信号控制模块的一端和可控硅的输入端同时接在R2和Cl的节点上或该节点所在的支路上，触发信号控制模块的另一端接可控硅的控制端G，可控硅的输出端接在C2较高电位所在的支路上；
[0008]开关电源芯片的电源正端连接到C2较高电位所在的支路上，开关电源芯片的输入端开关管驱动脉冲信号相连，开关电源芯片3的输出端接开关电源开关管控制极所在支路，开关电源芯片的电源负端接地；
[0009]可控硅复位电路接在R2和Cl的节点上或该节点所在的支路上。
[0010]本发明还包括限流电阻R4、限流电阻R1、妨反偏压二极管D2以及隔离兼整流二极管D1，其中R4的一端连接着Cl和可控硅的连接点，另一端连接着可控硅复位电路，限流电阻Rl和妨反偏压二极管D2串接在Cl到C2的干路中，隔离兼整流二极管Dl的一端接开关变压器感应输出的电压VCCl，另一端接在Cl到C2的干路上。
[0011]所述的触发信号控制模块为稳压管DZl或等效支路。
[0012]所述的可控硅为单向可控硅、双向可控硅或由分立元件构成的模拟可控硅。
[0013]所述的可控硅复位电路包括NPN三极管或等效开关管Ql、电阻R5以及稳压二极管DZ2，其中电阻R5与DZ2的位置可以互换，R5与DZ2只需串联接在Ql的控制极与开关变压器输出电压VCC2之间即可，Ql的控制极可接其他旁路元件，关于Ql的另外两端，其中一端接在R2和Cl的节点上或该节点所在的支路上，另一端接地。
[0014]本发明的有益效果在于:能用很小的电流积累成能在短时间内提供开关电源芯片所需的较大的电流，启动开关电源芯片，之后开关电源芯片的能量可由开关变压器通过二极管不断补充，从而让整个系统不断工作下去，解决了开关电源芯片启动困难的问题，并可对各种开关电源芯片都能实现低损耗启动，其具有实用面广，实用性强，并且具有电路结构简单、调试方便、制作成本低、有利于能源节约的特点。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图；
[0016]图2为本发明模拟可控硅的典型结构图。
[0017]其中，1-充放电储能支路，2-可控硅，3-开关电源芯片，4-触发信号控制模块，5-储能模块，6-可控硅复位电路。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
[0019]如图1，一种开关电源芯片的低损耗通用启动电路，它包括充放电储能支路1、可控硅2、开关电源芯片3、触发信号控制模块4、储能模块5、可控硅复位电路6，其中，
[0020]充放电储能支路I由第一储能电容Cl和限流充电电阻R2组成，R2的一端接系统上电就能提供的电压VCC-H，另一端与Cl连接，Cl的另一端接地，Cl通过对限流充电电阻R2送来的小电流储能，储存的能量用来启动开关电源芯片3，充放电储能支路I主要用于将电能积累，达到一定量后快速传递给C2，其积累的能量能在短时间内提供开关电源芯片3所需的较大的电流，从而启动开关电源芯片3，之后开关电源芯片3的能量可由开关变压器通过二极管Dl不断补充，从而让整个系统不断工作下去；
[0021]储能模块5包括第二储能电容C2，其电位较高的一端与可控硅2的输出端连接，即让Cl较高电位端与C2较高电位端组成一个支路(该支路中含有可控硅)，C2的另一端接地，可控硅2在上电时关闭，可防止Cl储能时因过大的漏电流使得Cl无法积累到足够的电荷而导致储能失败，当Cl储能达到一定量时，可控娃2打开，为Cl中的能量迅速传递给C2提供通道，C2用于快速接收Cl传递过来的能量，这些能量将用于为开关电源芯片3提供一段时间电源环境，在这段时间，开关电源芯片3启动，电容C2可单独设置，也可由开关电源芯片3的退耦电容兼任，当C2单独设置时，C2与开关电源芯片3的退耦电容之间将可以有其他元件，作为优选，由退耦电容兼任上述储能作用，便得到所述的储能模块5 ;
[0022]所述触发信号控制模块4的一端和可控硅2的输入端同时接在R2和Cl的节点上或该节点所在的支路上，触发信号控制模块4的另一端接可控硅2的控制端G，可控硅2的输出端接在C2较高电位所在的支路上；
[0023]开关电源芯片3的电源正端连接连接到C2较高电位所在的支路上，开关电源芯片的输入端开关管驱动脉冲信号相连，开关电源芯片3的输出端接开关电源开关管控制极所在支路，该端输出的脉冲用于驱动开关电源开关管，开关电源芯片3的电源负端接地，开关电源芯片3包括各种具有电源管脚的开关电源芯片，开关电源芯片3的电源正端直接连接或者通过一些元件连接到C2，同时其电源正端也直接连接或者通过一些元件连接到Dl ；
[0024]可控硅复位电路6接在R2和Cl的节点上或该节点所在的支路上，该可控硅复位电路6具有如下性质，开关电源启动前，可硅复位电路6的输出支路输出为较高电阻，保证上述Cl能充分储能，当开关电源启动后，可硅复位电路6输出较低电阻，让Cl中的电荷放掉，保证让可控硅2关断复位。
[0025]本发明还包括限流电阻R4、限流电阻R1、妨反偏压二极管D2以及隔离兼整流二极管D1，其中R4的一端连接着Cl和可控硅2的连接点，另一端连接着可控硅复位电路6，限流电阻Rl和妨反偏压二极管D2串接在Cl到C2的干路中，隔离兼整流二极管Dl的一端接开关变压器感应输出的电压VCCl，另一端接在Cl到C2的干路上，Rl的作用是用来限制Cl到C2转换能量时的电流，以维护系统安全，在可控硅2能承受较大电流时，可将Rl删掉，直接用导线连接，R4的作用是为防止可控硅复位电路6中的NPN三级管放电时过流而设置，当所述NPN三级管能承受Cl的泄放电流和不考利微小的电能损耗时，可将R4删掉，直接用导线连接，D2用于防止开关电源芯片3启动后，过大的反偏压威胁到可控硅2的安全，它可以串接在可控硅到C2所在干路上，也可以并联在可控硅的输出极和可控硅的控制极之间，当可控硅2能承受开关电源反偏压时，如采用上述串联接法时，则可将D2删掉，直接用导线连接，如采用上述的并连接法，则直接删除D2不接即可。
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