一种电源启动电路及电源电路的制作方法

文档序号:15420151发布日期:2018-09-11 23:12阅读:146来源:国知局

本实用新型涉及电源启动领域,具体而言,涉及一种电源启动电路及电源电路。



背景技术:

非隔离型DC-DC电源拓扑,控制器芯片主要功能引脚有VCC(工作电源)、HDRV(上MOS管驱动)、LDRV(下MOS管驱动)、SW(开关节点)、GND(地)。在输入电压(VIN)比较低的时候,可以用Vin直接给DC-DC控制器芯片直接供电,控制器芯片的功耗相对比较低。随着输入电压增大,控制器芯片的功耗也跟随跟大,使得控制器芯片温度升高,降低控制器芯片工作寿命,严重的甚至会烧坏控制器芯片和整个电路。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种电源启动电路,能够降低温度,提高工作寿命。

本实用新型的目的在于提供一种电源电路,能够降低能耗,提高工作寿命。

本实用新型提供一种技术方案:

一种电源启动电路,包括导通开关、第一稳压模块及第二稳压模块,所述导通开关包括控制极及输出极,所述控制极与一输入电源电连接,所述输出极与一控制器电连接,所述第一稳压模块与所述输入电源和第二稳压模块均电连接,所述第二稳压模块与所述输入电源电连接,且电连接于所述导通开关的控制极和输出极之间,所述第二稳压模块用于为调整所述导通开关的导通电压,所述第一稳压模块和所述第二稳压模块共同用于限定所述输出极的输出电压。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述第一稳压模块至少一个第一二极管,所述第一二极管的阴极与所述输入电源及所述第二稳压模块均电连接,所述第一二极管的阳极接地。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述第一稳压模块还包括第一电容,所述第一电容与所述第一二极管并联。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述第二稳压模块包括第二二极管及第三二极管,所述第二二极管的阴极与所述输入电源、所述控制极及所述第一稳压模块均电连接,所述第二二极管的阳极与所述第三二极管的阳极串联,所述第三二极管的阴极与所述导通开关的所述输出极连接。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述电源启动电路还包括降压电阻,所述降压电阻连接于所述输入电源及所述第一稳压模块、所述第二稳压模块之间。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,电源启动电路还包括滤波单元,所述滤波单元的一端连接于所述输出极及所述控制器的输入端之间,另一端接地。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述导通开关还包括输入极,所述输入极与所述输入电源连接。

一种电源电路包括控制器、开关单元及电源启动电路,电源启动电路,包括导通开关、第一稳压模块及第二稳压模块,所述导通开关包括控制极及输出极,所述控制极与一输入电源电连接,所述输出极与一控制器电连接,所述第一稳压模块与所述输入电源和第二稳压模块均电连接,所述第二稳压模块与所述输入电源电连接,且电连接于所述导通开关的控制极和输出极之间,所述第二稳压模块用于为调整所述导通开关的导通电压,所述第一稳压模块和所述第二稳压模块共同用于限定所述输出极的输出电压;

所述开关单元分别与所述输入电源、所述控制器的驱动端及一输出端连接;

当所述控制器的驱动端输出控制信号时,所述开关单元导通,并通过输出端输出控制电压。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述电源电路还包括反向导通单元,所述反向导通单元的一端与所述开关单元连接,另一端与所述控制器的输入端连接;

当所述反向导通单元导通时,所述控制器的输入端通过所述反向导通单元、所述开关单元与所述输入电源连通。

进一步地,在本实用新型较佳的实施例中,所述反向导通单元包括至少一个第四二极管,所述第四二极管的阳极与所述开关单元连接,所述第四二极管的阴极与所述控制器的输入端连接。

本实用新型提供的电源启动电路及电源电路的有益效果是:在本实用新型中,当输入电源接通,导通开关导通。第二稳压模块导通后,使导通开关的控制极及输出极之间的电位差稳定在第二稳压模块的导通电压,导通开关能够保持导通,避免了输入电源电压突变,造成导通开关的损坏。当第一稳压模块导通后,第一稳压模块及第二稳压模块共同作用,限定输出极的输出电压,使输出极的输出电压不超过第一稳压模块的导通电压及第二稳压模块的导通电压,从而使控制器的输入电压稳定,不会随输入电源的增大而使控制器的输入电压持续增大,从而降低了控制器的温度,提高了工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的电源启动电路与输入电源及控制器的结构框图。

图2为本实用新型实施例一提供的电源启动电路与输入电源及控制器的电路图。

图3为本实用新型实施例二提供的电源电路的结构框图。

图4为本实用新型实施例二提供的电源电路的电路图。

图标:10-电源电路;100-电源启动电路;110-导通开关;112-控制极;114-输出极;116-输入极;120-第一稳压模块;130-第二稳压模块;140-滤波单元;200-控制器;300-开关单元;400-反向导通单元;500-输入电源;600-输出端。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请参阅图1及图2,本实施例提供了一种电源启动电路100,本实施例提供的电源启动电路100能够降低温度,提高工作寿命。

在本实施例中,电源启动电路100包括导通开关110、第一稳压模块120及第二稳压模块130,导通开关110包括控制极112及输出极114,控制极112与一输入电源500电连接,输出极114与一控制器200电连接,第一稳压模块120与输入电源500和第二稳压模块130均电连接,第二稳压模块130与输入电源500电连接,且电连接于导通开关110的控制极112和输出极114之间,第二稳压模块130用于为调整导通开关110的导通电压,第一稳压模块120和第二稳压模块130共同用于限定输出极114的输出电压。

在本实施例中,当输入电源500接通,导通开关110导通。第二稳压模块130导通后,使导通开关110的控制极112及输出极114之间的电位差稳定在第二稳压模块130的导通电压,导通开关110能够保持导通,避免了输入电源500电压突变,造成导通开关110的损坏。当第一稳压模块120导通后,第一稳压模块120及第二稳压模块130共同作用,限定输出极114的输出电压,使输出极114的输出电压不超过第一稳压模块120的导通电压及第二稳压模块130的导通电压的差值,从而使控制器200的输入电压稳定,不会随输入电源500的增大而使控制器200的输入电压持续增大,从而降低了控制器200的温度,提高了工作寿命。

在本实施例中,第二稳压模块130包括第二二极管D2及第三二极管D3,第二二极管D2的阴极与输入电源500、控制极112及第一稳压模块120均电连接,第二二极管D2的阳极与第三二极管D3的阳极串联,第三二极管D3的阴极与导通开关110的输出极114连接。

在本实施例中,当第二二极管D2反向导通、第三二极管D3正向导通时,使导通开关110的控制极112及输出极114之间的电位差稳定为第二二极管D2反向导通电压与第三二极管D3正向导通电压之和,导通开关110的控制极112及输出极114的开启阀值电压小于第二二极管D2反向导通电压与第三二极管D3正向导通电压之和,使导通开关110能够保持导通。

在本实施例中,第二二极管D2的反向导通电压大约为2V,第三二极管D3的正向导通电压大约为0.3V。导通开关110的控制极112及输出极114的开启阀值电压大约在2V~2.5V。

在本实施例中,第一稳压模块120包括至少一个第一二极管D1,第一二极管D1的阴极与输入电源500及第二稳压模块130均电连接,第一二极管D1的阳极接地。

在本实施例中,第一稳压模块120包括一个第一二极管D1。

在本实施例中,第一二极管D1的反向导通电压大约为8V。

在本实施例中,第一二极管D1反向导通后,使导通开关110的控制极112的电压稳定在第一二极管D1的反向导通电压,导通开关110的输出极114的电压为第一二极管D1的反向导通电压与第二二极管D2的反向导通电压及第三二极管D3的正向导通电压的差值。

容易理解的是,在本实施例中,导通开关110的输出极114与所述控制器200的输入端连接,因此,控制器200的输入电压为第一二极管D1的反向导通电压与第二二极管D2的反向导通电压及第三二极管D3的正向导通电压的差值。

即在本实施例中,VCC=VZ_D1-VZ_D2-VF_D3,其中,VCC为控制器200的输入电压,VZ_D1为第一二极管D1的反向导通电压,VZ_D2为第二二极管D2的反向导通电压,VF_D3为第三二极管D3的正向导通电压。

在本实施例中,控制器200的启动电流ICC基本恒定,控制器200的输入电压恒定能够大大降低控制器200在启动阶段的功耗,尤其是在高压输入的条件下,VCC*Icc<<VIN*Icc,控制器200在启动阶段导通开关110承担的功耗为(VIN-VCC)*Icc,降低了控制器200的温度,提高了工作寿命。

在本实施例中,控制器200的启动电压大致为4.5V。

在本实施例中,第一稳压模块120还包括第一电容C1,第一电容C1与第一二极管D1并联。

在本实施例中,当输入电源500接通后,第一电容C1开始充电,使第一二极管D1两端的电压稳定,避免第一二极管D1两端的电压突变,使控制器200的输入电压突变,影响控制器200的工作寿命。

在本实施例中,第一电容C1还用于过滤第一二极管D1输出电压的噪声干扰。

在本实施例中,第一电容C1的电容量大致为8V~12V,在本实施例中,以第一电容C1电容量为8V时,举例说明控制器200的启动。当第一二极管D1,第二二极管D2及第三二极管D3均导通时,VCC=VZ_D1-VZ_D2-VF_D3。即控制器200的输入电压大致为5.5V。控制器200的启动电压大致为4.5V,5.5V的输入电压能够启动控制器200。并且控制器200的输入电压不会随输入电源500的增大而增大,会保持在5.5V左右。

在本实施例中,电源启动电路100还包括降压电阻R1,降压电阻R1连接于输入电源500及第一稳压模块120、第二稳压模块130之间。

在本实施例中,电源启动电路100还包括滤波单元140,滤波单元140的一端连接于输出极114及控制器200的输入端之间,另一端接地。

在本实施例中,滤波单元140包括至少一个第二电容C2,第二电容C2的一端连接于输出极114及控制器200的输入端之间,另一端接地,第二电容C2用于滤出控制器200的输入端的输入电压的噪声干扰。

导通开关110还包括输入极116,输入极116与输入电源500连接。

在本实施例中,导通开关110为N型MOS管,其中输入极116为漏级D,输出极114为源极S,控制极112为栅极。

在本实施例中,输入电源500连接有第三电容C3,用于滤出输入电源500的输入电压的噪声干扰。

本实施例提供的电源启动电路100的工作原理:在本实施例中,在输入电源500接通后,第一电容C1开始充电,当输入电源500达到第二二极管D2的反向导通电压后,第二二极管D2反向导通、第三二极管D3正向导通,使导通开关110的控制极112及输出极114之间的电位差稳定,以使导通开关110能够持续导通。当输入电源500持续升高,达到第一二极管D1的反向导通电压,第一二极管D1反向导通,使导通开关110的控制极112电压稳定在第一二极管D1的反向导通电压,从而使控制器200的输入电压为第一二极管D1的反向导通电压与第二二极管D2的反向导通电压及第三二极管D3的正向导通电压的差值。

综上所述,本实用新型提供的电源启动电路100能够降低启动功耗,提高工作寿命。

实施例二

请参阅图3及图4,本实施例提供了一种电源电路10,本实施例提供的电源电路10能够降低能耗,提高工作寿命。

为了简要描述,本实施例未提及之处,可参照实施例一。

在本实施例中,电源电路10包括控制器200、开关单元300及实施例一提供的电源启动电路100,开关单元300分别与输入电源500、控制器200的驱动端及一输出端600连接;

当控制器200的驱动端输出控制信号时,开关单元300导通,并通过输出端600输出控制电压。

在本实施例中,当输入电源500与控制器200导通,启动控制器200后,开关单元300导通,输出端600输出控制电压。

在本实施例中,电源电路10还包括反向导通单元400,反向导通单元400的一端与开关单元300连接,另一端与控制器200的输入端连接;

当反向导通单元400导通时,控制器200的输入端通过反向导通单元400、开关单元300与输入电源500连通。

在本实施例中,当输入电源500逐渐增大,使导通单元控制极112-输出极114的电压差小于开启阀值电压,使导通开关110截止,电源启动电路100停止工作,控制器200的输入端通过反向导通单元400、开关单元300与输入电源500连通。

在本实施例中,反向导通单元400包括至少一个第四二极管C4,第四二极管C4的阳极与开关单元300连接,第四二极管C4的阴极与控制器200的输入端连接。

在本实施例中,当开关单元300导通后,输入电源500通过开关单元300与输入端连通,第四二极管C4正向导通,使控制器200的输入端通过第四二极管C4、开关单元300与输入电源500连通,使电源启动电路100停止工作,解决了控制器200启动之后电源启动电路100的功耗问题,节约了能源。

在本实施例中,开关单元300包括第一开关管Q1、第二开关管Q2及电感L1,第一开关管Q1包括第一端、第二端及第三端,第一端与输入电源500连接,第二端与控制器200的第一驱动端连接,第三端与电感L1连接,第二开关管Q2包括第四端、第五端及第六端,第四端与电感L1连接,第五端与控制器200的第二驱动端连接,第六端接地,电感L1与输出端600连接;

控制器200用于控制第一开关管Q1导通且第二开关管Q2截止,使输入电源500与输出端600导通,电感L1储能;

控制器200还用于控制第一开关管Q1截止且第二开关管Q2导通,使输入电源500与输出端600断开,电感L1为输出端600释放电能。

在本实施例中,第一开关管Q1与第二开关管Q2不同时导通,当第一开关管Q1导通、第二开关管Q2截止时,输入电源500通过第一开关管Q1与输出端600连通,电感L1储能。当第一开关管Q1截止、第二开关管Q2导通时,输出端600与输入电源500断开,电感L1供电。电感L1与输入电源500交替供电,降低能耗。

在本实施例中,第一开关管Q1为N型MOS管,第一端为漏级D,第二端为栅级G,第三端为源极S。第二开关管Q2为N型MOS管,第四端为漏级D,第五端为栅极G,第六端为源极S。

在本实施例中,输出端600连接有第四电容C4,第四电容C4用于滤出输出端600的输入电压的噪声干扰。

本实施例提供的电源电路10的工作原理:在本实施例中,当控制器200启动后,控制器200驱动第一开关管Q1或者第二开关管Q2导通,第一开关管Q1或者第二开关管Q2导通后,第四二极管C4正向导通,控制器200的输入端通过第四二极管C4、第一开关管Q1与输入电源500连接,当从第四二极管C4输出的电位高于导通开关110的控制极112的电位,使导通单元控制极112-输出极114的电压差小于开启阀值电压,使导通开关110截止,电源启动电路100停止工作,控制器200的输入端通过第四二极管C4、开关单元300与电源连通,以保持控制器200处于工作状态。

综上所述,本实施例提供的电源电路10,本实施例提供的电源电路10能够降低能耗,提高工作寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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