一種啟動電路及開關電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種啟動電路，包括第一開關管、第二開關管、電壓設定單元，所述第一開關管的輸入端連接第二開關管的控制端，第一開關管的控制端通過所述電壓設定單元連接于開關電源輸出端，第一開關管的輸出端接地；所述第二開關管的輸入端通過一第三電阻連接于所述第一電阻和第二電阻的公共端點，所述第二開關管的控制端還連接于電源的輸出電壓端用于獲取所需驅動電壓，第二開關管的輸出端接地。開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓基準單元的電壓時，所述第一開關管關斷、所述第二開關管導通，所述電流控制環路開環，開關電源以開環模式工作，不限制啟動時的電流大小，啟動速度快。本實用新型還公開了一種采用該啟動電路的開關電源。
【專利說明】
-種啟動電路及開關電源
技術領域
[0001] 本實用新型設及開關電源技術領域，尤其設及一種啟動電路及開關電源。
【背景技術】
[0002] 開關電源中往往設置有恒流源電路，W保證開關電源在寬電壓輸入情況下仍然能 正常工作。WLm)驅動電源為例，為了配合Lm)的伏安特性，該電源一般使用恒流驅動的方 式。另外，從成本的角度考慮，中小功率的LED驅動電源一般采用單級PFC技術，且沒有輔助 電源，因此使用恒流驅動的電源在啟動時容易造成一些問題。具體的，因為Lm)驅動電源是 恒流的輸出模式，電源啟動期間，DC/DC轉換器對輸出電容進行快速充電，要求輸出電流較 大，通常需要大于恒流源正常工作最大電流，而電流環限制了啟動電流的進一步增加，因此 啟動時間較長;另一方面，啟動時開關電源的主控制器IC供電主要依靠輸入電容上的儲能， 如果輸入電容取值太大，儲能時間也越長，導致電源啟動時間更長，在特定應用場合用戶無 法接受，如果電容取值太小，有可能儲能不足導致啟動失敗，電源無法啟動。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型所解決的技術問題在于提供一種啟動電路，應用于開關電源中，該啟 動電路有利于縮短電源的啟動時間，減少對電源主控制器ICl供電電容的能量需求，能避免 電源啟動失敗。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型采用如下所述的技術方案。
[0005] -種啟動電路，用于與開關電源的電流控制環路連接而控制電流控制環路的工 作，所述電流控制環路包括運算放大器、第一電阻、第二電阻，該運算放大器的反相輸入端 連接于串聯的第一電阻、第二電阻的公共端點，該第一電阻的另一端連接于電源的輸出電 流檢測端，獲取一與開關電源的輸出電流等比例的電壓采樣信號，該第二電阻的另一端接 地，該運算放大器的同相輸入端與一基準電壓連接，該運算放大器的輸出端連接開關電源 的初級功率控制電路，所述啟動電路包括第一開關管、第二開關管、電壓設定單元，所述第 一開關管的輸入端連接第二開關管的控制端，用于控制第二開關管的關斷，第一開關管的 控制端通過所述電壓設定單元連接于開關電源輸出端，第一開關管的輸出端接地;所述第 二開關管的輸入端通過一第=電阻連接于所述第一電阻和第二電阻的公共端點，所述第二 開關管的控制端還連接于電源的輸出電壓端用于獲取所需驅動電壓，第二開關管的輸出端 接地；
[0006] 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓時，所 述第一開關管關斷、所述第二開關管導通，按照預設的參數設置所述第=電阻的阻值、所述 設定電壓，使得開關電源的電流控制環路開環，開關電源W開環模式啟動。
[0007] 當電源輸出電壓進一步增大，等于或大于設定電壓時，所述第一開關管導通、所述 第二開關管關斷，開關電源由電流控制環路控制，開關電源啟動階段結束，按設定的恒流模 式工作，開關電源正常工作。
[0008] 進一步地，所述電壓設定單元包括第一穩壓二極管，所述第一穩壓二極管的陰極 連接開關電源輸出端，該第一穩壓二極管的陽極連接第一開關管的控制端。
[0009] 進一步地，所述第=電阻的阻值遠小于第一電阻的阻值，所述第=電阻的阻值遠 小于第二電阻的阻值。
[0010] 進一步地，所述第一開關管、第二開關管為MOS開關管或開關=極管。
[0011] -種開關電源，包括主變壓器，位于主變壓器初級側的電源輸入端，與電源輸入端 連接的初級功率控制電路，位于變壓器Tl次級側的次級控制電路，W及用于將次級控制電 路的反饋信號傳遞到功率控制電路的隔離器件，所述初級功率控制電路包括主控制器、連 接于主控制器供電端而為主控制器供電的輸入電容W及連接于主控制器輸出端的功率開 關管，主控制器的反饋端與隔離器件的輸出端連接，其特征在于，所述次級控制電路包括電 流控制環路、電壓控制環路、基準電壓電路、啟動電路和環路選擇單元，其中：
[0012] 所述環路選擇單元分別連接電流控制環路的輸出端、電壓控制環路的輸出端，根 據預設的規則控制電流控制環路或電壓控制環路中的至多一個工作；
[0013] 所述基準電壓電路用于為電壓控制環路提供第一基準電壓，為電流控制環路提供 第二基準電壓；
[0014] 所述電壓控制環路包括第一運算放大器，該第一運算放大器的反相輸入端與開關 電源的輸出端連接，該第一運算放大器的同相輸入端與基準電壓電路的第一基準電壓端 Vclref連接，該第一運算放大器的輸出端連接開關電源的初級功率控制電路；
[0015] 所述電流控制環路包括第二運算放大器、第一電阻、第二電阻，該第二運算放大器 的反相輸入端連接于串聯的第一電阻、第二電阻的公共端點，該第一電阻的另一端連接于 電源的輸出電流檢測端，獲取一與開關電源的輸出電流等比例的電壓采樣信號，該第二電 阻的另一端接地，該運算放大器的同相輸入端與基準電壓電路產生的第二基準電壓端Vlref 連接，該運算放大器的輸出端連接開關電源的初級功率控制電路；
[0016] 所述啟動電路包括第一開關管、第二開關管、電壓設定單元，所述第一開關管的輸 入端連接第二開關管的控制端，用于控制第二開關管的關斷，第一開關管的控制端通過所 述電壓設定單元連接于開關電源輸出端，第一開關管的輸出端接地;所述第二開關管的輸 入端通過一第=電阻連接于所述第一電阻和第二電阻的公共端點，所述第二開關管的控制 端還連接于電源的輸出電壓端用于獲取所需驅動電壓，第二開關管的輸出端接地；
[0017] 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓時，所 述第一開關管關斷、所述第二開關管導通，按照預設的參數設置所述第=電阻的阻值、所述 設定電壓，使得開關電源的電流控制環路開環，開關電源W開環模式啟動；當電源輸出電壓 進一步增大，等于或大于設定電壓時，所述第一開關管導通、所述第二開關管關斷，開關電 源由電流控制環路控制，開關電源啟動階段結束，按設定的恒流模式工作，開關電源正常工 作。
[0018] 進一步地，所述電壓設定單元包括第一穩壓二極管，所述穩壓二極管的陰極連接 開關電源輸出端，該穩壓二極管的陽極連接第一開關管的控制端。
[0019] 進一步地，所述環路選擇單元包括第一二極管、第二二極管，所述第二二極管的陰 極連接于電流控制環路的輸出端，所述第一二極管的陰極連接于電壓控制環路的輸出端， 所述第一二極管的陽極、所述第二二極管的陽極分別通過限流電阻連接于所述隔離器件的 輸入端。
[0020] 進一步地，所述基準電壓電路包括一NPNS極管、偏置電阻、第二穩壓二極管，該 NPNS極管的基極連接于第二穩壓二極管的陰極，第二穩壓二極管的陽極接地，所述NPNS 極管的集電極與開關電源的輸出電壓端連接，偏置電阻連接于NPNS極管的基極與集電極 之間，所述NPN立極管的發射極連接于第一運算放大器的同相輸入端，為第一運算放大器的 同相輸入端提供第一基準電壓，所述NPN立極管的發射極還通過兩串聯的分壓電阻接地，所 述兩串聯的分壓電阻的公共端連接于第二運算放大器的同相輸入端，為所述第二運算放大 器的同相輸入端提供第二基準電壓。
[0021] 進一步地，所述基準電壓電路包括可控精密穩壓源、連接于可控精密穩壓源的陰 極和陽極間的二串聯的第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一分壓電阻、第二分壓電阻的 公共端點連接可控精密穩壓源的參考端，所述可控精密穩壓源的陰極連接于第一運算放大 器的同相輸入端，為所述第一運算放大器提供第一基準電壓;所述可控精密穩壓源的參考 端還通過兩串聯的第=分壓電阻、第四分壓電阻接地，該第=分壓電阻、第四分壓電阻的公 共端連接于第二運算放大器的同相輸入端，為所述第二運算放大器的同相輸入端提供第二 基準電壓。
[0022] 本實用新型的有益技術效果在于:本實用新型的開關電源啟動期間，當電源輸出 電壓小于電壓基準單元的電壓時，所述第一開關管關斷、所述第二開關管導通，所述電流控 制環路開環，開關電源W開環模式工作，不限制啟動時的電流大小，啟動速度快，避免了現 有技術中恒流模式啟動時間較長的問題。另外，開關電源啟動時間的縮短也減低對開關電 源主控制器ICl的供電電容的能量要求，能降低開關電源啟動失敗的可能性。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本實用新型啟動電路與電流控制環路連接的電路示意圖。
[0024] 圖2是應用圖1啟動電路的一種開關電源的電路示意圖。
[0025] 圖3是圖2中次級控制電路的放大圖。
[0026] 圖4是在另一些實施例中開關電源的電路示意圖。
[0027] 圖5是圖4中次級控制電路的放大圖。
【具體實施方式】
[0028] 為使本領域的普通技術人員更加清楚地理解本實用新型的目的、技術方案和優 點，W下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的闡述。
[0029] 本實用新型公開了一種啟動電路，如圖1所示，本啟動電路用于與開關電源的電流 控制環路連接而控制電流控制環路的工作，所述電流控制環路包括運算放大器U'l、第一電 阻R'l、第二電阻R'6,該運算放大器U'l的反相輸入端連接于串聯的第一電阻R'l、第二電阻 R'6的公共端點，該第一電阻R'l的另一端連接于電源的輸出電流檢測端VI_sen，獲取一與 開關電源的輸出電流等比例的電壓采樣信號，該第二電阻R'6的另一端接地，該運算放大器 U'l的同相輸入端與一基準電壓VI_ref連接，該運算放大器U'l的輸出端V扎連接開關電源 的初級功率控制電路，本實用新型的啟動電路包括第一開關管Q'l、第二開關管Q'2、電壓設 定單元，所述第一開關管Q'l的輸入端連接第二開關管Q'2的控制端，用于控制開關管Q'2的 關斷，第一開關管Q'I的控制端通過偏置電阻R'3、所述電壓設定單元連接于開關電源輸出 端Vo,第一開關管Q'l的控制端與地之間還連接有偏置電阻R'4,所述第一開關管Q'l的輸出 端接地;所述第二開關管Q'2的輸入端通過一第=電阻R'5連接于所述第一電阻R'l和第二 電阻R'6的公共端點，所述第二開關管Q'2的控制端通過偏置電阻R'2連接到電源的輸出電 壓端Vo, W獲取該控制端的驅動電壓，第二開關管Q'2的輸出端接地。在本實施例中，優選 的，電壓設定單元包括第一穩壓二極管ZD'1，所述第一穩壓二極管ZD'1的陰極連接開關電 源輸出端Vo,該第一穩壓二極管ZD'l的陽極連接第一開關管Q'l的控制端。當忽略第一開關 管Q'l的基極-發射極結電壓時，所述電壓設定單元所提供的設定電壓即為第一穩壓二極管 ZD ' 1兩端電壓，記為Vzdi。優選的，所述第S電阻R ' 5的阻值遠小于第一電阻R ' 1的阻值，所述 第S電阻R ' 5的阻值遠小于第二電阻R ' 6的阻值。
[0030]開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓時Vzdi 時，所述第一開關管Q'l關斷、所述第二開關管Q'2導通，第二電阻R'6、第=電阻R'5并聯后 與第一電阻Rl串聯，此時：
[00 川
W
[0032] 其中，Vl表示運算放大器反相輸入端電壓，Vlsen表示與開關電源的輸出電流等比 例的電壓采樣信號，R1、R6、R5分別表示第一電阻R'l、第二電阻R'6、第S電阻R'5的阻值。
[0033] 由于所述第一電阻R' 1的阻值遠大于第S電阻R' 5的阻值、所述第二電阻R' 6的阻 值遠大^錯二由陽d'cAAKA/古曲化式（1)可W等效為：
[0034] 錢
[0035] 出Kl yw，化W 小于電壓設置信號Vl_ref，電流控制環路相當于開環，開關 電源W開環模式啟動，不限制啟動時的電流大小，啟動速度快。電源輸出電壓進一步增大， 當電源輸出電壓等于或大于設定電壓Vzdi時，所述第一開關管Q'l導通、所述第二開關管Q'2 關斷，開關電源由電流控制環路控制，開關電源啟動階段結束，按設定的恒流模式工作，開 關電源正常工作。通過本啟動電路避免了現有技術中恒流模式啟動時間較長的問題。另外， 開關電源啟動時間的縮短也減低對開關電源主控制器的供電電容的能量要求，能降低開關 電源啟動失敗的可能性。
[0036] 如圖2所示，本實用新型還公開了一種開關電源，其包括主變壓器Tl,位于主變壓 器Tl初級側的電源輸入端10,與電源輸入端連接的初級功率控制電路20,位于變壓器Tl次 級側的次級控制電路30, W及用于將次級控制電路的反饋信號傳遞到初級功率控制電路的 隔離器件，本開關電源的隔離器件優選為光電禪合器0C1。
[0037] 在本實施例中，交流電化C通過整流橋BRl后輸出。
[0038] 所述初級功率控制電路20包括主控制器IC1、功率開關管Q3及一些外圍電路。主控 制器ICl為一種PWM控制忍片，其供電引腳Pvcc連接于二串聯的電阻RU電阻R7的公共端點， 電阻Rl的另一端連接于電源輸入端正極，電阻R7的另一端連接于光電禪合器OCl的4腳，主 控制器ICl的供電引腳Pvcc還通過一輸入電容Cl接地。該輸入電容Cl為主控制器ICl供電。 主控制器ICl的反饋信號引腳FB連接于光電禪合器OCl的3腳，主控制器ICl的輸出引腳連接 功率開關管Q3的控制端，該主控制器ICl還和功率開關管Q3的輸出端共地。功率開關管Q3 的輸入端連接初級繞組Nl的第二端N12。初級繞組Nl的第一端Nll和第二端N12之間還連接 有一吸收電路。
[0039] 結合圖3所示，所述次級控制電路30包括輸出整流濾波電路31、電流控制環路32、 電壓控制環路33、基準電壓電路34、啟動電路35和環路選擇單元36。
[0040] 所述環路選擇單元36分別連接電流控制環路32的輸出端、電壓控制環路33的輸出 端，根據預設的規則控制擇電流控制環路32或電壓控制環路33中的至多一個工作。
[0041 ] 所述電壓控制環路33包括第一運算放大器U1A、電阻R4、分壓電阻R2、分壓電阻 R12、及連接于第一運算放大器UlA輸出端和反相輸入端之間的電容巧，所述第一運算放大 器UlA的反相輸入端連接于串聯的分壓電阻R2、分壓電阻R12的公共端點，其中，分壓電阻R2 的另一端與所述開關電源的輸出電壓Vo端連接，分壓電阻R12的另一端接地。該第一運算放 大器UlA的同相輸入端連接于基準電壓電路34的第一基準電壓端Vclref，該第一運算放大器 Ul A的輸出端連接光電禪合器OCl的1腳。該第一運算放大器Ul A的反相輸入端與輸出端之間 還連接有由電阻RlO、電容C3構成的PI控制電路。
[0042] 所述電流控制環路32包括第二運算放大器U1B、第一電阻R15、第二電阻R16、分壓 電阻R13、分壓電阻R14W及連接于第二運算放大器UlB輸出端和反相輸入端之間的電容C6。 該第二運算放大器UlB的反相輸入端連接于串聯的第一電阻R15、第二電阻R16的公共端點， 該第一電阻Rl5的另一端連接于電源的輸出電流檢測端Vl_SEN，獲取一與開關電源的輸出電 流等比例的電壓采樣信號，該第二電阻R16的另一端接地，該第二運算放大器UlB的同相輸 入端連接基準電壓電路34第二基準電壓端Vlref，該第二運算放大器UlB的反相輸入端與輸 出端之間還連接有由電阻Rl 1、電容C4構成的PI控制電路。該第二運算放大器UlB的輸出端 通過光電禪合器OCl連接開關電源的初級功率控制電路。
[0043] 所述基準電壓電路34用于為電壓控制環路33提供第一基準電壓，為電流控制環路 32提供第二基準電壓W及為第一運算放大器U1A、第二運算放大器UlB提供供電電壓。在圖2 所示的實施例中，所述基準電壓電路34包括一NPNS極管Q4、偏置電阻R6、第二穩壓二極管 ZD2，該NPNS極管Q4的基極連接于第二穩壓二極管ZD2的陰極，第二穩壓二極管ZD2的陽極 接地，所述NPN立極管Q4的集電極與開關電源的輸出電壓Vo端連接，偏置電阻R6連接于NPN S極管Q4的基極與集電極之間。所述NPNS極管Q4的發射極連接于第一運算放大器UlA的 同相輸入端及第一運算放大器UlA的供電端，為第一運算放大器UlA的同相輸入端提供第一 基準電壓Vclref，并為運算放大器UlA供電，所述NPNS極管Q4的發射極還通過兩串聯的分壓 電阻R13、分壓電阻R14接地，該分壓電阻R13、分壓電阻R14的公共端連接于第二運算放大器 UlB的同相輸入端，為第二運算放大器UlB的同相輸入端提供第二基準電壓Vlref，。經分析可 得：
[0044] V〇_REF = VzD2+Vbe_Q4 (4)
[0045] 其中，Vclref為第一基準電壓，VzD2為第二穩壓二極管ZD2的陰極電壓，化e_Q4表示NPN =極管Q4的be結電壓。
[0046]
(3)
[0047] 當然，為了提高基準電壓的精度，在另一些實施例中，結合圖4、圖5所示，本基準電 壓電路34包括可控精密穩壓源U2、連接于可控精密穩壓源U2的陰極(3腳)和陽極(2腳）間的 二串聯的第一分壓電阻R6、第二分壓電阻R24，該第一分壓電阻R6、第二分壓電阻R24的公共 端點連接可控精密穩壓源U2的參考端（1腳）。如圖5所示，圖5為化431型可控精密穩壓源U2 的應用電路圖。可控精密穩壓源U2的陰極連接于第一運算放大器UlA的同相輸入端，為所述 第一運算放大器UlA提供第一基準電壓，所述可控精密穩壓源U2的參考端（1腳)還通過兩串 聯的第=分壓電阻R13、第四分壓電阻R14接地，該第=分壓電阻R13、第四分壓電阻R14的公 共端連接于第二運算放大器UlB的同相輸入端，為所述第二運算放大器UlB的同相輸入端提 供第二基準電壓，連接于第二運算放大器UlB的同相輸入端。TL431的內部含有一個2.5V的 基準電壓，由化431的電路計算關系可得：
[004引
[0049] 其中，36、1?24、1?13、1?14分別表不第一分壓電阻R6、第二分壓電阻R24、第S分壓電 阻R13、第四分壓電阻R14的阻值。
[(K)加 ]
[0051] 其中，R13、R14分別表示第S分壓電阻R13、第四分壓電阻R14的阻值。
[0052] 為了給第一運算放大器U1A、可控精密穩壓源U2供電，本基準電壓電路34還包括一 NPNS極管Q4、偏置電阻R22、穩壓二極管ZD2,所述NPNS極管Q4的發射極連接于第一運算放 大器UlA的供電端Svcc和可控精密穩壓源U2的陰極，其基極連接于穩壓二極管ZD2的陰極，穩 壓二極管ZD2的陽極接地，所述NPNS極管Q4的集電極與開關電源的輸出電壓Vo端連接，偏 置電阻R22連接于NPN立極管Q4的基極與集電極之間。
[0053] 在本實施例中，如圖所示，環路選擇單元36包括第一二極管Dl、第二二極管D2，所 述第二二極管D2的陰極連接于電流控制環路32的輸出端，其陽極通過一限流電阻R9連接于 光電禪合器OCl的輸入端，所述第一二極管Dl的陰極連接于電壓控制環路33的輸出端，其陽 極通過串聯的限流電阻R9連接于光電禪合器OCl的輸入端（1腳）。通過此設計，第一運算放 大器U1A、第二運算放大器UlB中輸出電平低的對開關電源的反饋環路起控制作用，且兩者 不會同時參與開關電源的反饋控制。所W同一時刻只有一個控制環路起作用，另外一個控 制環路開環，電壓控制環路33和電流控制環路32不同時參與反饋控制。
[0054] 所述啟動電路35包括第一開關管Ql、第二開關管Q2、電壓設定單元，第一開關管 Q1、第二開關管Q2可W為具有開關功能的MOS開關管或開關=極管等，在本實施例中，第一 開關管Ql、第二開關管Q2均為NPN立極管。
[0055] 所述第一開關管Ql的輸入端連接第二開關管Q2的控制端，控制Q2的關斷，第一開 關管Ql的控制端通過所述電壓設定單元連接于開關電源輸出Vo端，第一開關管Ql的輸出端 接地。
[0056] 所述第二開關管Q2的輸入端通過一第S電阻R17連接于所述第一電阻R15和第二 電阻R16的公共端點，所述第二開關管Q2的控制端連接第一開關管Ql的輸入端，并通過電阻 R20連接到輸出電壓，從而獲取驅動電壓，第二開關管Q2的輸出端接地。
[0057] 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓時，所 述第一開關管Ql關斷、所述第一開關管Q2導通，按照預設的參數設置所述第=電阻R17的阻 值使得電流控制環路32開環，開關電源W開環模式啟動，不限制啟動時的電流大小，啟動速 度快。
[0058] 具體的，在一些實施例中，如圖2所示，所述電壓設定單元包括第一穩壓二極管 ZDl，所述第一穩壓二極管ZDl的陰極連接開關電源輸出Vo端，該第一穩壓二極管ZDl的陽 極通過一限流電阻R18連接第一開關管Ql的控制端，該控制端還通過偏置電阻R19接地。當 忽略第一開關管Ql的基極-發射極結電壓時，所述電壓設定單元所提供的設定電壓即為第 一穩壓二極管ZDl兩端電壓，記為Vzdi。
[0059] 優選的，所述第=電阻R17的阻值遠小于第一電阻R15的阻值，所述第=電阻R17的 阻值遠小于第二電阻R16的阻值。例如，R15 = 100*R17，R16 = 200*R17。
[0060] 本實用新型啟動電路35的工作原理如下：
[0061] 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓Vzdi時， 所述第一開關管Ql關斷、所述第二開關管Q2導通，第二電阻R16、第=電阻R17并聯后與第一 電阻R15串聯，此時：
[0062]
[0063] 其中，Vl表不第二運算放大器UlB的反相輸入端電壓，Vi_sEN表不與開關電源的輸出 電流等比例的電壓采樣信號，R15、R16、R17分別表示第一電阻R15、第二電阻R16、第S電阻 Rl 7的阻值。
[0064]由于所述第=電阻R17的阻值遠小于第一電阻R15的阻值，所述第=電阻R17的阻 值遠小于第二電阻R16的阻值，因此式(8)可W等效為：
[00 化]
[0066] 由式（9)可知，此時Vl遠小于所述第二基準電壓Vi_REF，電流控制環路32輸出高電 平，電流控制環路32相當于開環，開關電源W開環模式啟動：
[0067] 電源輸出電壓Vo繼續增大，當電源輸出電壓等于或大于設定電壓Vzdi時，所述第一 開關管Ql導通、所述第二開關管Q2關斷，開關電源由電流控制環路32控制，開關電源啟動階 段結束，按設定的恒流模式工作，開關電源正常工作時：
[006引
[0069] 電源許路田電渝巧制許路3巧空制，弟二運算放大器UlB根據輸出電流的情況調節 節點Vea的電壓，當輸出電流檢測信號Vlsen超過第二電壓基準信號時，降低節點電壓Vea,從 而使得光電禪合器OCl的輸入電流減小，光電禪合器OCl的輸出電流減小，主控制器ICl的反 饋腳(FB)的電壓增高，主控制器ICl的輸出占空比減小，電源的輸出電流減小，實現了開關 電源的閉環控制；反之，當輸出電流檢測信號Vi_sEN小于第二電壓基準信號時，提高節點Vea 的電壓，從而使得光電禪合器OCl的輸出電流增加，主控制器ICl的的反饋腳的電壓降低，主 控制器ICl的輸出占空比增加，電源的輸出電流增大，實現了開關電源的閉環控制。
[0070] 當負載異常導致電源輸出電壓Vo進一步增大等于或大于第一基準電壓Vclref時，電 壓控制環路33工作，開關電源W起保護作用的恒壓源模式工作。
[0071] 本實用新型開關電源W開環模式啟動，不限制啟動時的電流大小，啟動速度快，避 免了現有技術中恒流模式啟動時間較長的問題。另外，開關電源啟動時間的縮短也減低對 開關電源主控制器ICl的供電電容的能量要求，能降低開關電源啟動失敗的可能性。
[0072] W上僅為本實用新型的優選實施例，而非對本實用新型做任何形式上的限制。本 領域的技術人員可在上述實施例的基礎上施W各種等同的更改和改進，凡在權利要求范圍 內所做的等同變化或修飾，均應落入本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種啟動電路，用于與開關電源的電流控制環路連接而控制電流控制環路的工作， 所述電流控制環路包括運算放大器、第一電阻、第二電阻，該運算放大器的反相輸入端連接 于串聯的第一電阻、第二電阻的公共端點，該第一電阻的另一端連接于電源的輸出電流檢 測端，獲取一與開關電源的輸出電流等比例的電壓采樣信號，該第二電阻的另一端接地，該 運算放大器的同相輸入端與一基準電壓連接，該運算放大器的輸出端連接開關電源的初級 功率控制電路，其特征在在于，所述啟動電路包括第一開關管、第二開關管、電壓設定單元， 所述第一開關管的輸入端連接第二開關管的控制端，用于控制第二開關管的關斷，第一開 關管的控制端通過所述電壓設定單元連接于開關電源輸出端，第一開關管的輸出端接地； 所述第二開關管的輸入端通過一第三電阻連接于所述第一電阻和第二電阻的公共端點，所 述第二開關管的控制端還連接于電源的輸出電壓端用于獲取所需驅動電壓； 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓采樣信號小于電壓設定單元所提供的設定電壓 時，所述第一開關管關斷、所述第二開關管導通，按照預設的參數設置所述第三電阻、所述 設定電壓，使得開關電源的電流控制環路開環，開關電源以開環模式啟動；當電源輸出電壓 進一步增大，等于或大于設定電壓時，所述第一開關管導通、所述第二開關管關斷，開關電 源由電流控制環路控制，開關電源啟動階段結束，按設定的恒流模式工作，開關電源正常工 作。2. 如權利要求1所述的啟動電路，其特征在于，所述電壓設定單元包括第一穩壓二極 管，所述第一穩壓二極管的陰極連接開關電源輸出端，該第一穩壓二極管的陽極連接第一 開關管的控制端。3. 如權利要求1所述的啟動電路，其特征在于，所述第三電阻的阻值遠小于第一電阻的 阻值，所述第三電阻的阻值遠小于第二電阻的阻值。4. 如權利要求1所述的啟動電路，其特征在于，所述第一開關管、第二開關管為MOS開關 管或開關三極管。5. -種開關電源，包括主變壓器，位于主變壓器初級側的電源輸入端，與電源輸入端連 接的初級功率控制電路，位于變壓器T1次級側的次級控制電路，以及用于將次級控制電路 的反饋信號傳遞到功率控制電路的隔離器件，所述初級功率控制電路包括主控制器、連接 于主控制器供電端而為主控制器供電的輸入電容以及連接于主控制器輸出端的功率開關 管，主控制器的反饋端與隔離器件的輸出端連接，其特征在于，所述次級控制電路包括電流 控制環路、電壓控制環路、基準電壓電路、啟動電路和環路選擇單元，其中： 所述環路選擇單元分別連接電流控制環路的輸出端、電壓控制環路的輸出端，根據預 設的規則控制電流控制環路或電壓控制環路中的至多一個工作； 所述基準電壓電路用于為電壓控制環路提供第一基準電壓，為電流控制環路提供第二 基準電壓； 所述電壓控制環路包括第一運算放大器，該第一運算放大器的反相輸入端與開關電源 的輸出端連接，該第一運算放大器的同相輸入端與基準電壓電路的第一基準電壓端Vci_REF連 接，該第一運算放大器的輸出端連接開關電源的初級功率控制電路； 所述電流控制環路包括第二運算放大器、第一電阻、第二電阻，該第二運算放大器的反 相輸入端連接于串聯的第一電阻、第二電阻的公共端點，該第一電阻的另一端連接于電源 的輸出電流檢測端，獲取一與開關電源的輸出電流等比例的電壓采樣信號，該第二電阻的 另一端接地，該運算放大器的同相輸入端與基準電壓電路產生的第二基準電壓端V^REF連 接，該運算放大器的輸出端連接開關電源的初級功率控制電路； 所述啟動電路包括第一開關管、第二開關管、電壓設定單元，所述第一開關管的輸入端 連接第二開關管的控制端，用于控制第二開關管的關斷，第一開關管的控制端通過所述電 壓設定單元連接于開關電源輸出端，第一開關管的輸出端接地;所述第二開關管的輸入端 通過一第三電阻連接于所述第一電阻和第二電阻的公共端點，所述第二開關管的控制端還 連接于電源的輸出電壓端用于獲取所需驅動電壓，第二開關管的輸出端接地； 開關電源啟動期間，當電源輸出電壓小于電壓設定單元所提供的設定電壓時，所述第 一開關管關斷、所述第二開關管導通，按照預設的參數設置所述第三電阻、所述設定電壓， 使得開關電源的電流控制環路開環，開關電源以開環模式啟動； 當電源輸出電壓進一步增大，等于或大于設定電壓時，所述第一開關管導通、所述第二 開關管關斷，開關電源由電流控制環路控制，開關電源啟動階段結束，按設定的恒流模式工 作，開關電源正常工作。6. 如權利要求5所述的開關電源，其特征在于，所述電壓設定單元包括第一穩壓二極 管，所述穩壓二極管的陰極連接開關電源輸出端，該穩壓二極管的陽極連接第一開關管的 控制端。7. 如權利要求5或6所述的開關電源，其特征在于，所述環路選擇單元包括第一二極管、 第二二極管，所述第二二極管的陰極連接于電流控制環路的輸出端，所述第一二極管的陰 極連接于電壓控制環路的輸出端，所述第一二極管的陽極、所述第二二極管的陽極分別通 過一限流電阻連接于所述隔離器件的輸入端。8. 如權利要求5所述的開關電源，其特征在于，所述基準電壓電路包括一 NPN三極管、偏 置電阻、第二穩壓二極管，該NPN三極管的基極連接于第二穩壓二極管的陰極，第二穩壓二 極管的陽極接地，所述NPN三極管的集電極與開關電源的輸出電壓端連接，偏置電阻連接于 NPN三極管的基極與集電極之間，所述NPN三極管的發射極連接于第一運算放大器的同相輸 入端，為第一運算放大器的同相輸入端提供第一基準電壓，所述NPN三極管的發射極還通過 兩串聯的分壓電阻接地，所述兩串聯的分壓電阻的公共端連接于第二運算放大器的同相輸 入端，為所述第二運算放大器的同相輸入端提供第二基準電壓。9. 如權利要求5或6所述的開關電源，其特征在于，所述基準電壓電路包括可控精密穩 壓源、連接于可控精密穩壓源的陰極和陽極間的二串聯的第一分壓電阻、第二分壓電阻，所 述第一分壓電阻、第二分壓電阻的公共端點連接可控精密穩壓源的參考端，所述可控精密 穩壓源的陰極連接于第一運算放大器的同相輸入端，為所述第一運算放大器提供第一基準 電壓;所述精密穩壓源的參考端還通過兩串聯的第三分壓電阻、第四分壓電阻接地，該第三 分壓電阻、第四分壓電阻的公共端連接于第二運算放大器的同相輸入端，為所述第二運算 放大器的同相輸入端提供第二基準電壓。
【文檔編號】H02M1/36GK205584009SQ201620305756
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月13日
【發明人】鄧勇, 丁華, 張楊
【申請人】深圳市贏新光電發展有限公司