技术摘要:
本发明一种电源芯片高压启动电路,属于PWM控制电路的反激开关电源设计领域,该启动电路适用于宽范围电压输入,和常规开关电源芯片相比能够解决低压和高压下启动时间和功耗之间的矛盾问题。启动电路采用源极控制策略,通过芯片内部开关的开通关断,实现对主电路的控制, 全部
背景技术:
开关电源产品应用在很多种电力电子设备中,不同的功率等级决定着电源的尺寸 大小。面对市场上相同功率等级的电源产品,客户更加青睐重量较轻、尺寸较小、高度较薄 并且噪声低、抗干扰能力强的电源。小功率DC-DC电源已经实现模块化生产,市场上推出的 更多是AC-DC电源以及AC-DC电源芯片。针对于不同厂家的开关电源IC,其设计的启动电路 部分不尽相同,常规的反激开关电源芯片,市电经过整理桥整流后再经过高压电解端,滤掉 低频信号形成脉动的直流电压直接加在芯片供电端还需要接启动电阻。启动电阻一般选择 功率电阻,且电源稳定工作后,该启动电阻上有功耗,影响了整机温升,降低了电源的效率。 为了提高电源效率常规做法是在启动电路上加一个开关管,等电源启动后将启动电路关 掉。这种做法虽然提高了电源效率但同时也增加了PCB布板空间和成本。 随着电力电子的飞速发展,大多数芯片厂商开发出了带高压启动模块的电源IC, 电源母线端直接接至芯片高压启动端,激活内部恒流源给VCC端的电容充电。省掉了启动电 阻,减少了布板空间,提高了电源效率,但同时芯片内部高压启动模块的工艺,也相应提高 了芯片的成本。随着电源芯片更新换代的速度加快,在保证产品可靠性的前提下,企业更加 追求开关电源整机的成本。因此,电源芯片的集成度也越来越高。
技术实现要素:
与传统的电源启动电路相比,本发明设计的思路是电源的启动是通过主开关MOS 管和电源芯片内置开关逻辑配合完成。如附图1所示,市电接通后,电源母线端通过R1电阻 给Cg电容充电,此时芯片内部开关控制逻辑处于断开状态。当VG端电压升高至主电路开关 MOS管VT1的导通阈值电压时,VT1线性导通。此时,电流流过变压器原边,经过VT1的漏、源 极,芯片内部VCC端和DRV端的开关导通,VCC端电容电压逐渐上升。直到VCC端电压到达芯片 启动电压开启芯片内部逻辑,如附图2所示,由运放和稳压管组成的栅极稳压电路使得VG端 一直处于高电位状态,源极控制逻辑通过控制内部开关的导通关断,使得主电路MOS管的栅 极和源极之间有电位差,当电位差低于MOS的门槛电压的时候,主电路关断。当电位差大于 MOS的门槛电压的时候,主电路导通。启动的过程借助主电路MOS管工作在线性区这一状态, 给VCC端启动电容充电回路由变压器原边电感和主电路MOS组成。 传统的电源芯片启动电路,如图3所示,电源母线端通过启动电阻接至电源芯片 VCC端,开机时VCC电位不断升高,直至到达VCC启动电压,电源内部逻辑工作发出驱动信号, 经过内部三极管增加驱动电流,从而输出驱动主电路开关MOS。这种启动方式受限于输入电 压范围,因为启动电阻是定值,高压下启动时间较短,功耗可能会很大,低压下启动时间较 长,功耗会较小一些,但无法同时满足低压和高压下启动时间短、功耗低的问题。更进一步 3 CN 111600473 A 说 明 书 2/3 页 地,如图4所示,启动芯片内部集成高压启动控制逻辑单元,这种芯片类型不需要启动电阻, 节约了布板空间,但是芯片内部集成高压启动单元成本相对较高。 附图说明 为方便理解本发明是如何实施以及和常规方案的不同之处,现结合附图对实施的 技术方案做简单的介绍,其中附图仅仅画出了本发明的实施例和常规方案的对比,其实还 可以通过该附图延伸出其他附图。 图1为本发明的芯片应用在反激电源上的启动电路图; 图2为本发明的芯片内部逻辑控制图; 图3为传统电源芯片启动电路图; 图4为带高压启动模块单元的反激电源启动电路图。
本发明一种电源芯片高压启动电路,属于PWM控制电路的反激开关电源设计领域,该启动电路适用于宽范围电压输入,和常规开关电源芯片相比能够解决低压和高压下启动时间和功耗之间的矛盾问题。启动电路采用源极控制策略,通过芯片内部开关的开通关断,实现对主电路的控制, 全部
背景技术:
开关电源产品应用在很多种电力电子设备中,不同的功率等级决定着电源的尺寸 大小。面对市场上相同功率等级的电源产品,客户更加青睐重量较轻、尺寸较小、高度较薄 并且噪声低、抗干扰能力强的电源。小功率DC-DC电源已经实现模块化生产,市场上推出的 更多是AC-DC电源以及AC-DC电源芯片。针对于不同厂家的开关电源IC,其设计的启动电路 部分不尽相同,常规的反激开关电源芯片,市电经过整理桥整流后再经过高压电解端,滤掉 低频信号形成脉动的直流电压直接加在芯片供电端还需要接启动电阻。启动电阻一般选择 功率电阻,且电源稳定工作后,该启动电阻上有功耗,影响了整机温升,降低了电源的效率。 为了提高电源效率常规做法是在启动电路上加一个开关管,等电源启动后将启动电路关 掉。这种做法虽然提高了电源效率但同时也增加了PCB布板空间和成本。 随着电力电子的飞速发展,大多数芯片厂商开发出了带高压启动模块的电源IC, 电源母线端直接接至芯片高压启动端,激活内部恒流源给VCC端的电容充电。省掉了启动电 阻,减少了布板空间,提高了电源效率,但同时芯片内部高压启动模块的工艺,也相应提高 了芯片的成本。随着电源芯片更新换代的速度加快,在保证产品可靠性的前提下,企业更加 追求开关电源整机的成本。因此,电源芯片的集成度也越来越高。
技术实现要素:
与传统的电源启动电路相比,本发明设计的思路是电源的启动是通过主开关MOS 管和电源芯片内置开关逻辑配合完成。如附图1所示,市电接通后,电源母线端通过R1电阻 给Cg电容充电,此时芯片内部开关控制逻辑处于断开状态。当VG端电压升高至主电路开关 MOS管VT1的导通阈值电压时,VT1线性导通。此时,电流流过变压器原边,经过VT1的漏、源 极,芯片内部VCC端和DRV端的开关导通,VCC端电容电压逐渐上升。直到VCC端电压到达芯片 启动电压开启芯片内部逻辑,如附图2所示,由运放和稳压管组成的栅极稳压电路使得VG端 一直处于高电位状态,源极控制逻辑通过控制内部开关的导通关断,使得主电路MOS管的栅 极和源极之间有电位差,当电位差低于MOS的门槛电压的时候,主电路关断。当电位差大于 MOS的门槛电压的时候,主电路导通。启动的过程借助主电路MOS管工作在线性区这一状态, 给VCC端启动电容充电回路由变压器原边电感和主电路MOS组成。 传统的电源芯片启动电路,如图3所示,电源母线端通过启动电阻接至电源芯片 VCC端,开机时VCC电位不断升高,直至到达VCC启动电压,电源内部逻辑工作发出驱动信号, 经过内部三极管增加驱动电流,从而输出驱动主电路开关MOS。这种启动方式受限于输入电 压范围,因为启动电阻是定值,高压下启动时间较短,功耗可能会很大,低压下启动时间较 长,功耗会较小一些,但无法同时满足低压和高压下启动时间短、功耗低的问题。更进一步 3 CN 111600473 A 说 明 书 2/3 页 地,如图4所示,启动芯片内部集成高压启动控制逻辑单元,这种芯片类型不需要启动电阻, 节约了布板空间,但是芯片内部集成高压启动单元成本相对较高。 附图说明 为方便理解本发明是如何实施以及和常规方案的不同之处,现结合附图对实施的 技术方案做简单的介绍,其中附图仅仅画出了本发明的实施例和常规方案的对比,其实还 可以通过该附图延伸出其他附图。 图1为本发明的芯片应用在反激电源上的启动电路图; 图2为本发明的芯片内部逻辑控制图; 图3为传统电源芯片启动电路图; 图4为带高压启动模块单元的反激电源启动电路图。