高压启动电路及高压启动方法_3

文档序号:9813524阅读:来源:国知局
电路100的具体连接关系已在
【发明内容】
部分详细 说明,此处不再一一描述。所述的启动模块110的第一端可W作为高压启动电路100的VIN引 脚,第二端作为高压启动电路100的VDD引脚,而为了简化说明内容,高压启动电路100接 "地"的VS巧I脚并未示出。
[0051] 下面分"正常启动"和"故障重启"两个过程来描述高压启动电路100的工作原理及 步骤。
[0化2] 1、正常启动
[0053]在电源上电瞬间,所有节点电压都处于初始状态(即OV),电源输入电压经启动模 块110产生充电电流Ic给启动电容C3充电,使得端口VDD的电压上升,检测模块121开始检测 端口 VDD电压,也就是启动电容C3的电压,当端口 VDD电压大于第一预设电压VI,检测模块 121发送使能信号EN至计时器122,计时器122开始计时;在计时过程中,启动模块110仍W充 电电流IC给启动电容C3充电,端口 VDD电压平稳上升,当端口 VDD电压达到控制器20的启动 电压Vst后,控制器20启动,输出驱动信号,进行电压转换,电源开始正常工作,此时若计时时 间未达到预设值,则控制器20的供电由启动模块110或辅助绕组NA提供(由所述的充电限制 电压Vcm和辅组绕组NA的电压中较大者决定);若计时时间达到预设值,则计时器122发送控 制信号Ctrl给启动模块110,关闭启动模块110,控制器20的供电由辅组绕组NA提供,与启动 模块110无关,节省了启动模块110的功耗。
[0054]在本发明的实施例1中,所述的启动模块110的充电电流IC = 2mA,充电限制电压Vcm =2IV,第一预设电压Vl = 5V,计时时间的预设值T = 780ms,控制器20的启动电压Vst为16V< VcM,控制器20的击穿电压Vbv为25V〉V?,若外接的启动电容C3为20uF,则根据电容充放电公 式可得,从端口 VDD的电压达到第一预设电压Vl起至控制器20启动所需的时间Tst
C2)
[0化6]可见此时控制器20完成启动后,启动模块110还会继续工作780-110 = 670ms,若控 制器20的工作电流为1.5mA,则启动模块110在620ms内给控制器20供电,同时还会W2-1.5 =0.5mA电流去给启动电容C3充电直到其电压达到充电限制电压Vcm,启动模块110不再给启 动电容C3提供电流,故启动模块110不会将启动电容C3的电压充至控制器20的击穿电压Vbv, 控制器20不会过压损坏。一般与控制器20类似的控制器的启动电压约在16~18V之间,皆小 于实施例1例举的充电限制电压Vcm=21V,即使控制器的启动电压精度为18±1V,而高压自 控制电路100的充电限制电压Vcm的精度为21 ± IV,即由于相同或不同工艺的生产偏差造成 控制器的启动电压变为19V,高压自控制电路100的充电限制电压变为20V(仍然比控制器启 动电压大IV),高压启动电路100仍可W完成该控制器的启动任务,不会使得端口 VDD电压被 限制在控制器启动电压W下,而造成控制器无法启动的问题。
[0057] 综上所述,若要安全可靠地完成控制器的启动,所述的充电限制电压Vcm既要小于 控制器的击穿电压(目前大部分控制器的击穿电压大于25V),又要大于控制器的启动电压 (16~18V)。本技术领域的普通技术人员可W根据高压启动电路所采用的工艺适当增加充 电限制电压Vcm来兼容更多控制器,运些都应属于本发明的思想,均落在本发明权利保护范 围之内。
[005引依据上述数据,本发明实施例1的启动模块110在完成控制器20正常启动的条件 下,可外接的最大启动电容C3max
(3)
[0060] -般的,功率等级越大的电源需要的启动电容越大,而97.5uF的最大启动电容 C3max已经可W满足绝大部分功率等级电源的应用。
[0061] 需要说明的是在一些实施例中,为了增加电源的可靠性,往往要求启动模块110具 有端口 VDD短路保护,即要求当端口 VDD的电压约低于IV时,启动模块110提供的充电电流较 小(例如200uA)。在运些实施例中,外接启动电容C3越大,端口 VDD的电压从OV充电至IV的时 间就会越长,那么在计时时间预设值T不变的情况下会减小可外接的最大启动电容C3max。在 运种应用情况下,本技术领域的普通技术人员可W根据实际情况适当增加预设值T来满足 相关的设计要求,运些都应属于本发明的思想,均落在本发明权利保护范围之内。
[0062] 2、故障重启
[0063] 在控制器20完成启动后,若控制器20检测到电源故障,W电源输出端短路为例,控 制器20检测到所述的短路故障,关闭驱动信号,电源停止电压转换,此时只有启动电容C3提 供控制模块120(启动模块110关断不耗能)和控制器20静态工作所需要的能量,启动电容C3 放电使其电压下降;当启动电容C3的电压下降至控制器20的欠压点W下,控制器20欠压锁 定,而控制信号Ctrl仍处于有效状态,控制模块120持续关断启动模块110,此时启动电容C3 还要提供控制模块120静态工作所需要的能量,其电压继续下降;当启动电容C3的电压下降 至第二预设电压V2,控制模块120撤销控制信号Ctrl,开启启动模块110,重新给启动电容C3 充电,控制器20再一次启动,电源开始新一轮短路保护循环过程。
[0064] 在所述的控制器20关闭驱动至控制器20重新启动的过程中,电源不进行电压转 换,因此电源在所述过程中,有足够长的时间进行散热,避免因输出端短路而引起电源过热 损坏。
[0065] 若控制器20重启后仍然检测到电源故障,则重复进行上述过程;否则,控制器正常 工作,电源正常输出。
[0066] 实施例2
[0067] 图4所示为本发明实施例2的高压启动电路200的应用电路示意图,如图4所示,与 实施例1不同的是,实施例2的控制模块220有=端,且有一端与启动模块210的第一端连接, 启动模块210的第一端经变压器T的原边绕组NP连接到整流后的电源输入电压,此外启动模 块210的第一端还与功率开关管SW的漏极连接形成节点VD。高压启动电路200的引脚含义与 实施例1相同,不再寶述。
[0068] 图5所示为本发明实施例2的高压启动电路200的电路框图,如图5所示控制模块 220包括检测模块221、采样电路222和计数器223,与实施例1相同,检测模块221的一端与启 动模块210的第二端连接,用于检测启动电容C3的电压,即端口 VDD的电压,若端口 VDD的电 压达到第一预设电压VI,则检测模块221的另一端发送使能信号EN给计数器223,使能计数 器223;而与实施例1不同的是,采样电路222的一端与启动模块210的第一端连接,用于采样 所述的节点VD的电压波形,产生采样信号Samp由采样电路222的另一端发送给计数器223; 此时已使能的计数器223会累计采样信号Samp出现有效状态的次数,当所述的次数达到设 计值,计数器223发送控制信号Ctrl给启动模块210的控制端,关断启动模块210。
[0069] 启动模块210的工作原理与实施例1相同,高压启动电路200在"故障重启"过程的 工作原理也与实施例1相同,不再寶述。下面结合相关波形来说明高压启动电路200在"正常 启动"过程中如何实现自关断。
[0070] 图6所示为本发明实施例2的相关波形示意图。为了简便起见,图6没有严格按照实 际的电压、时间对应关系及波形细节来进行绘制,而且还假定变压器T在控制器20完成启 动,输出驱动信号后,直接工作在连续导通模式,因此在图6中,所述的节点VD的波形没有LC 谐振。
[0071] 如图6所示,当端口VDD电压上升到第一预设电压VI,检测模块221输出高电平使能 信号EN,使能计数器223,此时由于控制器2
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