一种开关电源的自供电电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种开关电源的自供电电路，特别涉及一种为输入电压低于控制 芯片工作所需最小的供电电压的DC/DC开关电源的自供电电路。
【背景技术】
[0002] 通常情况下，它激式DC/DC变换器以控制芯片为主体，而控制芯片都需要一个 VCC供电，该供电端的电压范围很窄，以通用型UCC2843为例，其VCC端电压允许范围为 8. 6VDC-34VDC，考虑到控制芯片的欠压启动电压，控制芯片的启动电压一般设置大于9VDC， 又考虑到所驱动的开关管允许驱动电压的范围，则芯片VCC的允许电压不能超过20VDC，进 一步考虑其功耗导致的不利因素，其VCC电压不建议超过16VDC，同时考虑反馈电压要与启 动电压存在回差，且反馈电压在不同负载时存在一个波动范围，所以给控制芯片的启动电 压一般为9VDC~12VDC之间。
[0003] 请参阅图1，图1为目前现有技术的一种常用的供电方式，启动电路采集输入电压 为开关电源做启动使用，当开关电源正常工作后就断开启动电路，通过自供电电路持续供 电，自供电电路是在主功率变压器上增加一个辅助绕组，辅助绕组产生的脉冲电压波形通 过整流滤波后形成直流VCC电压，以供控制芯片使用。
[0004] 由于上述供电方式的启动电路为一个线性稳压电路，采集输入电压为开关电源做 启动使用，其输出到VCC的电压小于输入电压，若开关电源的输入电压低于控制芯片工作 需要的最小VCC供电电压时，控制芯片将因无法获得足够高的VCC供电电压而进入VCC欠 压状态，造成对应的开关电源无法开机的问题。因此该供电电路无法满足为输入电压低于 控制芯片工作需要的最小VCC供电电压的开关电源提供供电的应用场合。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是，提供一种自供电电路，所述的自供电电路具备升压功能，把 开关电源输入端不能满足芯片工作的输入电压经过升压得到一个可以满足开关电源控制 芯片工作需要的VCC供电电压，为控制芯片供电，可以实现使开关电源在输入电压低于其 控制芯片供电电压的应用场合中完成启动并正常工作。
[0006] 为了达到上述目的，本实用新型技术方案如下：
[0007] -种开关电源的自供电电路，用于为开关电源中控制芯片的Vcc端供电，包括启 动电路和辅助绕组电路，启动电路为控制芯片的启动供电；辅助绕组电路在控制芯片启动 并使开关电源进入正常工作状态后为控制芯片提供持续供电，所述启动电路，包括由第一 电感L1、第一二极管D1、第三电容C3、第一 NPN三极管Q1组成的升压单元，和由第一电阻 R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第二二极管D2、第二PNP三极管Q2组成的升压 控制单元，以及由第一稳压二极管Z1、第三电阻R3、第三NPN三极管Q3、第四电阻R4组成的 稳压控制单元，所述的第一电感L1 一端连接开关电源的输入Vin和第一电阻R1的一端，所 述第一电感L1的另一端连接第一二极管D1的阳极、第一 NPN三极管Q1的集电极和第二电 容C2的一端；所述第一二极管D1的阴极与第三电容C3的一端、第三电阻R3的一端连接在 一起后引出作为升压电路的输出端连接到辅助绕组电路的输出端；第三电容C3的另一端 与第一 NPN三极管Q1的发射极相连并连接到开关电源模块的参考地；第一 NPN三极管Q1的基极连接第二PNP三极管Q2的集电极，第二PNP三极管Q2的发射极与第一电阻R1的另 一端、第一电容C1的一端、第二二极管D2的阴极以及第三NPN三极管Q3的集电极相连接； 第二PNP三极管Q2的基极与第二电容C2的另一端、第二电阻R2的一端以及第二二极管D2 的阳极连接；第一电容C1的另一端和第二电阻R2的另一端、第三NPN三极管Q3的发射极 相连并连接到参考地；第一稳压二极管Z1的阴极与第三电阻R3的另一端相连；第一稳压 二极管Z1的阳极与第三NPN三极管Q3的基极以及第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4 的另一端与第三NPN三极管Q3的发射极相连并连接到参考地。
[0008] 优选的，所述启动电路，自开关电源的启机时刻进入自激振荡的升压工作状态，所 述自激振荡的升压工作状态即由升压控制单元形成通路以使电感有电流流过并进行储能， 使输入电压Vin依自激振荡频率通过升压单元已经储能的电感为电容充电，以在电容两端 形成一个在输入电压Vin基础上叠加电感能量的升压电量作为启动电路的输出电压Vq，用 以通过启动电路的电容输出一个高于输入电压Vin的电量给控制芯片供电；当启动电路的 输出电压Vq或辅助绕组电路的输出电压Vf高于稳压二极管的稳压值后，由稳压控制单元 关断启动电路。
[0009] 优选的，在所述启动电路与辅助绕组电路之间设有线性稳压电路。
[0010] 优选的，所述线性稳压电路，包括电阻R5、电阻R6、稳压二极管Z2和NPN三极管 Q4,其具体连接关系是，电阻R5的一端连接启动电路的输出端，电阻R5的另一端与三极管 Q4的集电极连接，三极管Q4的发射极与辅助绕组电路的输出端连接，三极管Q4的基极与稳 压二极管Z2的阴极连接，稳压二极管Z2的阳极接地，电阻R6的一端连接启动电路的输出 端，电阻R6的另一端与三极管Q4的基极连接。
[0011] 优选的，所述的辅助供电电路，包括第三二极管D3、第四电容C4以及辅助绕组N1 ; 所述的第三二极管D3的阳极与辅助绕组N1的异名端相连；第三二极管D3的阴极与第四电 容C4的一端相连后引出作为辅助供电电路的输出端，以与升压电路的输出端相连；辅助绕 组N1的同名端与第四电容C4的另一端相连并连接到参考地。
[0012] 优选的，所述启动电路的输出电压Vq高于输入电压Vin且低于辅助绕组电路的输 出电压Vf。
[0013] 与现有技术相比，在上述的开关电源的自供电电路中，开关电源的输入电压经过 升压得到一个可以满足开关电源控制芯片工作需要的VCC供电电压，为控制芯片供电，可 以实现使开关电源在输入电压低于其控制芯片供电电压的应用场合中完成启动并正常工 作。
【附图说明】
[0014] 图1为现有技术的自供电电路原理图；
[0015] 图2为本实用新型自供电电路的实施案例一的电路图；
[0016] 图3为本实用新型自供电电路在开关电源应用中的一个电路图；
[0017] 图4为本实用新型自供电电路在宽输入电压范围的开关电源应用中的电路图。
【具体实施方式】
[0018] 实施案例一：
[0019] 请参阅图2, 一种开关电源自供电电路包括启动电路201，辅助绕组电路202。所述 的启动电路201的输入连接开关电源的输入Vin，启动电路201的输出与辅助电源的输出连 接并连接到控制芯片的VCC。
[0020] 所述的启动电路201，包括由第一电感L1、第一二极管D1、第三电容C3、第一 NPN 三极管Q1组成的升压单元，和由第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、第 二二极管D2、第二PNP三极管Q2组成的升压控制单元，以及由第一稳压二极管Z1、第三电 阻R3、第三NPN三极管Q3、第四电阻R4组成的稳压控制单元。所述的第一电感L1 一端连 接开关电源的输入Vin和第一电阻R1的一端，所述第一电感L1的另一端连接第一二极管 D1的阳极、第一 NPN三极管Q1的集电极和第二电容C2的一端；所述第一二极管D1的阴极 与第三电容C3的一端、第三电阻R3的一端连接在一起后引出作为启动电路201的输出端 连接到辅助绕组电路202的输出端并与控制芯片的VCC端相连；第三电容C3的另一端与第 一 NPN三极管Q1的发射极相连并连接到开关电源模块的原边参考地（下文简称参考地）； 第一 NPN三极管Q1的基极连接第二PNP三极管Q2的集电极，第二PNP三极管Q2的发射极 与第一电阻R1的另一端、第一电容C1的一端、第二二极管D2的阴极以及第三NPN三极管 Q3的集电极相连接；第二PNP三极管Q2的基极与第二电容C2的另一端、第二电阻R2的一 端以及第二二极管D2的阳极连接；第一电容C1的另一端和第二电阻R2的另一端、第三NPN 三极管Q3的发射极相连并连接到参考地；第一稳压二极管Z1的阴极与第三电阻R3的另一 端相连；第一稳压二极管Z1的阳极与第三NPN三极管Q3的基极以及第四电阻R4的一端相 连，第四电阻R4的另一端与第三NPN三极管Q3的发射极相连并连接到参考地。
[0021] 所述的辅助绕组电路202,包括第三二极管D3、第四电容C4以及辅助绕组N1 ;所 述的第三二极管D3的阳极与辅助绕组N1的异名端相连；第三二极管D3的阴极与第四电容 C4的一端相连后引出作为辅助绕组电路202的输出端，以与启动电路201的输出端相连， 并与控制芯片的VCC端相连；辅助绕组N1的同名端与第四电容C4的另一端相连并连接到 参考地；所述的辅助绕组N1为开关电源模块的高频功率变压器中的一个辅助绕组；所述的 辅助绕组N1耦合开关电源模块的高频功率变压器副边绕组的脉冲电压经第三二极管D3整 流、经第三电容C3和第四电容C4滤波后，输出一个直流的辅助供电电压。
[0022] 本实施案例实现自供电的工作原理如下描述：
[0023] -种开关电源的自供电电路包括启动电