一种驱动信号增强电路的制作方法

本发明涉及一种驱动信号增强电路，特别涉及一种三极管驱动信号增强电路。

背景技术：

在应用于宽压输入范围的开关电源中，启动电路需同时满足低压直通和高压限制的功能，即需要低压下能直接从输入电压取电给控制ic供电端供电，高压下则通过承受电势差来保护后端的控制ic不发生过压或者损坏。

在一种超宽压输入电源中，其启动电路包括启动电路芯片构成的高压限制回路和由两个pnp三极管构成的低压直通回路，以满足4.5-36vdc输入范围。本发明仅涉及由两个pnp三极管构成的低压直通回路，高压限制回路不做进一步说明。在低压直通回路中，可通过参数设置pnp三极管q1b在某个电压点以下饱和导通，而在某个电压点以上则进入截止状态。需说明的是，在低压下，输入电压无法达到控制ic供电端电压开启值，因此一般在低压直通回路后与控制ic的供电端之间串联一级boost升压电路。在控制ic的升压引脚bos处于非悬空或接地低压下，若ic供电端处于欠压锁定，则上述boost升压电路即开始工作。pnp三极管q1b的饱和导通可保证boost电路输入端有足够的电压及电流使得控制ic供电端电压可达到其开启值。

当低压直通回路中pnp三极管q1b处于导通状态下(饱和或放大状态)，pnp三极管q1a的ec间电压被钳位在一个pn结电压，此时pnp三极管q1a视eb间电压是否达到门限值处于放大或截止状态。当输入电压逐渐增大至pnp三极管q1a开始导通后，pnp三极管q1a的ec通路将会分走一部份pnp三极管q1b的基级电流，可知随着输入电压继续增大，pnp三极管q1a的基级电流也随之增大，在其未进入饱和状态前，pnp三极管q1b基级电流逐渐减小，由饱和状态被逐渐关断，发射极电压逐渐减小，使得后端boost升压无法达到控制ic供电电压启动值，此时进行空气开关或者继电器上电，系统无法正常启机。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出一种增强三极管驱动信号的电路，能够增大pnp三极管q1b的基级电流，使其往饱和状态偏移，且具有正反馈作用，从而使发射极电压经后端boost升压后可满足控制ic供电电压启动值。

本发明通过以下技术方案实现：

一种驱动信号增强电路，应用于启动电路的低压直通回路中控制ic的升压引脚bos与三极管的基极之间，其特征在于：包括基级扩流电路、防反向过压二极管；所述的防反向过压二极管的阳极连接所述的三极管的基极，所述的防反向过压二极管的阴极连接基级扩流电路的一端，所述基级扩流电路的另一端连接所述的控制ic的升压引脚bos。

优选的，所述的基级扩流电路包括充电电容c3；充电电容c3的一端连接控制ic的升压引脚bos，另一端连接防反向过压二极管的阴极。

优选的，向充电电容c3充电的电流为增强驱动信号，所述的增强驱动信号促使三极管工作状态趋向饱和。

优选的，驱动信号增强电路还包括一个泄放电路，所述的泄放电路连接在防反向过压二极管的阴极与地之间。

优选的，所述的泄放电路包括泄放电阻r4，泄放电阻r4的一端连接防反向过压二极管的阴极，泄放电阻r4的另一端连接至地。

本发明的工作原理如下：在一种超宽压输入电源中，其启动电路包括启动电路芯片构成的高压限制回路和由两个pnp三极管构成的低压直通回路，以满足4.5-36vdc输入范围。在低压直通回路中，可通过参数设置pnp三极管q1b在某个电压点以下饱和导通，而在某个电压点以上则进入截止状态。在低压下，因输入电压无法达到控制ic供电端电压开启值，一般在低压直通回路后与控制ic的供电端之间串联一级boost升压电路。pnp三极管q1b的饱和导通可保证boost电路输入端有足够的电压及电流使得控制ic供电端电压可达到其开启值。可知当pnp三极管q1b处于导通状态下(饱和或放大状态)，pnp三极管q1a的ec间电压被钳位在一个pn结电压，此时pnp三极管q1a视eb间电压是否达到门限值处于放大或截止状态。若无本发明电路，当输入电压逐渐增大至pnp三极管q1a开始导通，pnp三极管q1a的ec通路将会分走一部份pnp三极管q1b的基级电流，因刚导通时pnp三极管q1a的基级电流很小，故pnp三极管q1a处于放大状态，ec极因为pnp三极管q1b仍处于导通状态被钳位在一个pn结压降。随着输入电压继续增大，pnp三极管q1a的基级电流随之增大，其对pnp三极管q1b的基级电流的分流也逐渐增大，直至pnp三极管q1a的基级电流大于集电极电流的β分之一时，pnp三极管q1a进入饱和状态，从而在pnp三极管q1b的ec间形成短路，使pnp三极管q1b截止。从上述分析中，可知pnp三极管q1a由截止到饱和导通的过程中，pnp三极管q1b由饱和导通逐渐过渡到截止。因此必然存在某个输入电压区间使两个三极管均导通的同时，pnp三极管q1b趋近截止状态，其集电极电压即便经boost电路升压也无法达到后端控制ic的供电端开启值，此时进行空气开关或者继电器上电，系统无法正常启机。本发明通过建立pnp三极管q1b基级到控制icbos脚间的通路，通过控制icbos脚内部对地的开关作用进行充放电，以实现增强pnp三极管q1b基级控制电流的功能。

本发明采用电容充放电形式增强三极管基级控制电流，具有以下显著特点：

1、显著增大了三极管基级控制电流，解决因pnp三极管q1b因进入放大状态而使集电极电压减小导致无法正常启机的问题；

2、采用电容耦合方式，起到隔直作用，防止高压下耦合输入电压至后端控制ic形成干扰；

3、仅在控制icbos脚工作及pnp三极管q1b导通时，发明电路开始工作，与启动电路其他功能电路互不影响，对系统正常工作无影响；

4、所有通过低压直通回路进行启动的输入条件，启机时pnp三极管q1b导通能力均得到增强，有利于设计余量及减小限流电阻r3所需的功率及封装；

5、对充电电容c3的充电使得pnp三极管q1b集电极电压上升，pnp三极管q1b集电极电压的上升进而使bos脚电压进一步升高，而bos脚电压上升使电容的放电作用增强，从而下一个周期对电容的充电作用也随之增强，继而进一步促使pnp三极管q1b向饱和状态偏移，pnp三极管q1b集电极电压、bos脚电压及控制ic供电端电压持续上升，具有正反馈的作用。

附图说明

图1为现有技术中启动电路低压直通回路部分电路；

图2为本发明在低压直通回路中应用的第一实施案例；

图3为本发明在低压直通回路中应用的第二实施案例。

具体实施方式

第一实施例：

图2示出了本发明应用的第一实施案例。

本发明具有以下6个特征：

1、电路简单，器件成本低；

2、隔离直流信号；

3、具有正反馈作用，驱动信号逐渐增强；

4、仅在控制icbos脚工作及pnp三极管q1b导通时工作，对系统正常工作无影响；

5、不受器件温度特性及容差影响；

6、使用防反向过压二极管避免放电期间pnp三极管q1b基级被抬升带来的应力问题，期间pnp三极管q1b处于截止状态。

一种驱动信号增强电路，应用于启动电路的低压直通回路中控制ic的升压引脚bos与三极管的基极之间，用于增大三极管基级电流以增强其导通能力，包括基级扩流电路、防反向过压二极管及泄放电路；所述的基级扩流电路在控制ic的升压引脚bos与pnp三极管q1b基级间形成扩流支路；所述的防反向过压二极管d3串联在三极管基级与基级扩流电路之间；向充电电容c3的充电电流为增强驱动信号；所述的限流电阻r3，在充电电容放电周期内提供泄放路径；所述的增强驱动信号促使三极管工作状态趋向饱和。

优选的，所述的基级扩流电路包括充电电容c3；充电电容c3的一端连接控制ic的升压引脚bos，另一端连接防反向过压二极管d3的阴极。

优选的，所述的防反向过压二极管包括二极管d3；二极管d3的阳极连接pnp三极管q1b的基级，二极管d3的阴极连接充电电容c3的一端。

优选的，所述的泄放电路利用原电路中的限流电阻r3，限流电阻r3的一端连接二极管d3的阴极及pnp三极管q1b的基级，另一端连接至地。

现结合附图2，对本发明的工作原理说明如下：

在上述两个三极管同时导通的输入电压区间内进行空气开关或继电器启机，控制icbos脚因检测到pnp三极管q1b集电极电压开始工作，即以一定频率对地进行周期性开关动作。当控制icbos脚内部接地时，pnp三极管q1b基级经二极管d3给充电电容c3充电，此时pnp三极管q1a的基级电流和ec级电压一定，由三极管输出特性曲线可知pnp三极管q1a的集电极电流基本不变，充电电容c3的充电电流主要由pnp三极管q1b的基级提供，因此pnp三极管q1b向饱和区偏移，集电极电压升高，同时经电感l1升压，控制icbos脚电压上升。随后控制icbos脚内部开关断开，充电电容c3经由限流电阻r3放电，使得控制icbos脚内部开关再次闭合接地时可以通过继续向充电电容c3充电实现持续增强pnp三极管q1b驱动信号的作用。由于充电电容c3对于交流信号的低阻抗特性，放电期间可看做短路，需在pnp三极管q1b的基级与充电电容c3间增加防反向过压二极管d3防止控制icbos脚高压直接引入到pnp三极管q1b基级使其损坏。同时由上述分析可知，随着电感l1电压逐个周期抬升，c3的放电作用逐渐增强，从而间接地使其充电电流也逐个周期增大，对于增强pnp三极管q1b驱动信号起到了正反馈的作用，使其能够迅速地向饱和区移动。pnp三极管q1b集电极电压经boost电路升压后，使控制ic供电端电压迅速达到开启值，系统正常启机。随后系统由辅助供电绕组供电，控制icbos脚对地开关作用停止，pnp三极管q1b导通状态恢复于趋近截止，但对系统不再产生影响。

第二实施例：

图2示出了本发明应用的第二实施案例。

本实施例充电电容c3的一端连接控制ic的升压引脚bos，另一端连接防反向过压二极管d3的阴极。二极管d3的阳极连接pnp三极管q1b的基级，二极管d3的阴极连接充电电容c3的一端。泄放电阻r4的一端连接二极管d3的阴极，另一端连接至地。

本实施例的工作原理与第一实施例的分析相同，此处仅针对泄放电路的工作原理进行说明如下：

当控制icbos脚内部开关断开期间，电容c3经由泄放电阻r4放电，此时泄放电阻r4同时也作为pnp三极管q1a集电极限流电阻的一部分。

本实施例同样具有上述第一实施例的6个有益效果，在此不赘述。

应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，也能实现本发明的目的，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。