專利名稱：Ac－dc轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種啟動電路，具體涉及一種應(yīng)用于AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中AC-DC轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)圖。在電路啟動時，啟動電壓HV通過電阻Rhv和電容C4對PWM控制IC的引腳VCC充電，當(dāng)引腳VCC的電壓達(dá)到PWM控制IC內(nèi)部的UVLO模塊的啟動電壓時，PWM控制IC工作，變壓器T1的第二繞組Ls2產(chǎn)生電壓，通過二極管D2、電阻R1和電容C4給PWM控制IC提供主要的能量來源。但電路工作后，電阻Rhv上會一直產(chǎn)生漏電流Istartup，造成功率損失。損失功率的計算公式如下P＝Istartup2*Rhv在電阻Rhv兩端壓降不變的情況下，為了提高整個系統(tǒng)的效率，應(yīng)減小漏電流Istartup，增大電阻Rhv，但增大電阻Rhv會使系統(tǒng)的啟動響應(yīng)時間加長。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其通過對PWM控制IC的內(nèi)部電路進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，在PWM控制IC完成啟動后，關(guān)閉漏電流，同時避免了現(xiàn)有技術(shù)中電阻Rhv的影響，達(dá)到提高系統(tǒng)的效率并加快系統(tǒng)的啟動響應(yīng)時間的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，包括PWM控制IC和供電電路，其特征在于所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，PWM控制IC啟動時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生一啟動電流；所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路；其中，
第一場效應(yīng)管包含有第一端、第二端和第三端，第一場效應(yīng)管在系統(tǒng)上電后由導(dǎo)通狀態(tài)過渡到截止?fàn)顟B(tài)，其第一端接地，第二端直接與啟動高壓連接，第三端提供第一供電電壓；開啟電路用于在系統(tǒng)上電后開啟PWM控制IC的內(nèi)部電路；關(guān)閉電路用于在PWM控制IC完成啟動后關(guān)閉漏電路徑，使所述啟動電流變?yōu)?。
所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用于初始化的電容C1和電容C2，其中，電容C1的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負(fù)極與PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負(fù)極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第一供電電壓提供，其負(fù)電源端接地。
所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、NMOS管Q5和反相器Q7，其中，NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓，該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負(fù)電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，引腳GND接地。
所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用于初始化的電容C1和電容C2；所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、NMOS管Q5和反相器Q7；所述第一場效應(yīng)管的第三端與第二場效應(yīng)管的漏極連接；電容C1的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負(fù)極與PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負(fù)極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；
反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第一供電電壓提供，其負(fù)電源端接地；NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓，該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負(fù)電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，引腳GND接地；NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。
所述第一場效應(yīng)管的第三端通過一二極管正向?qū)ê筇峁┑谝还╇婋妷骸?br> 所述供電電路包含一二極管D2、一電阻R1和一電容C4，用于在系統(tǒng)完成啟動后給所述PWM控制IC供電，其中二極管D2的正極連接AC-DC轉(zhuǎn)換器的一變壓器繞組，其負(fù)極經(jīng)電阻R1與電容C4的正極連接，電容C4的正極還與所述PWM控制IC的引腳VCC連接，電容C4的負(fù)極接地。
所述第一供電電壓提供一連接端，該連接端通過一電容C3接地，用于增強(qiáng)所述第一供電電壓的穩(wěn)定性。
所述第一場效應(yīng)管是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。
所述第二場效應(yīng)管是NMOS管。
本發(fā)明是對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的內(nèi)部電路進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，在PWM控制IC內(nèi)部增設(shè)了第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路。第一場效應(yīng)管為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，其第一端接地，第二端通過導(dǎo)線與啟動高壓連接。當(dāng)啟動高壓上升到使第一場效應(yīng)管的第一端和第二端之間的壓差達(dá)到其夾斷電壓，第一場效應(yīng)管截止，其第三端電壓維持在該夾斷電壓的絕對值附近，提供第一供電電壓作為反相器Q6的正電源端電壓，也可以經(jīng)二極管正向?qū)ê筇峁┑谝还╇婋妷?。開啟電路中電容C1、C2用于初始化電路，PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器用于鎖存電路的初始狀態(tài)和變化過程狀態(tài)。在PWM控制IC啟動之前電容C1、C2的電壓為0V，在PWM控制IC啟動瞬間，電容C1、C2兩端的電壓保持不變，PMOS管Q3導(dǎo)通，反相器Q6輸出低電平，第二場效應(yīng)管的柵極電位逐漸升高，第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，PWM控制IC工作電路開啟。第二場效應(yīng)管導(dǎo)通后，其源極電位逐漸升高，提供反相器Q7的正電源端電壓。當(dāng)該電位升高到使UVLO模塊發(fā)生動作時，UVLO模塊引腳SHD的電位由低變高，NMOS管Q5導(dǎo)通，反相器Q7翻轉(zhuǎn)，NMOS管Q4關(guān)閉，PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器翻轉(zhuǎn)，第二場效應(yīng)管截止，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑，PWM控制IC的內(nèi)部電路關(guān)閉，系統(tǒng)完成高壓啟動過程。
本發(fā)明的有益效果在于，通過對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的內(nèi)部電路進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使系統(tǒng)完成高壓啟動后自動關(guān)閉PWM控制IC內(nèi)部電路，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于漏電流帶來功率損耗的缺點，提高了整個系統(tǒng)的效率。本發(fā)明采用傳統(tǒng)元器件，成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路圖；圖2為本發(fā)明具體實施方式
的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路圖；圖3為本發(fā)明具體實施方式
的開啟電路和關(guān)閉電路的原理圖。
具體實施例方式
參閱圖2，其為本發(fā)明具體實施方式
的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路圖。如圖所示，高壓交流電經(jīng)整流橋整流，將正弦信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動直流信號，再經(jīng)濾波電容Chv濾波得到較平滑的高壓直流信號，提供啟動高壓HV。高壓交流電輸入范圍在64V～264V之間，獲得直流高壓范圍在30V～500V之間。啟動高壓HV通過導(dǎo)線直接與PWM控制IC的引腳HV連接，提供啟動電流Istartup。通過PWM控制IC內(nèi)部開啟電路和關(guān)閉電路的動作，系統(tǒng)完成啟動，并自動關(guān)閉啟動高壓HV到地的漏電路徑，啟動電流Istartup變?yōu)?。PWM控制IC的引腳VCC通過電容C4接地，該引腳還通過電阻R1與二極管D2的負(fù)極連接。二極管D2的正極與AC-DC轉(zhuǎn)換器的變壓器T1的第二繞組Ls2的同名端連接，并通過該繞組接地。PWM控制IC的引腳OUT與NMOS管Q8的柵極連接。NMOS管Q8的源極通過電阻R2接地，其漏極與AC-DC轉(zhuǎn)換器的變壓器T1的第一繞組Lp的同名端連接，并通過該繞組與啟動高壓連接。直流高壓經(jīng)變壓器T1降壓及濾波處理后得到輸出電壓Vout。
當(dāng)PWM控制IC內(nèi)部的UVLO模塊的引腳VCC的電位上升到使UVLO模塊動作，PWM控制IC工作，其引腳OUT輸出驅(qū)動信號控制NMOS管Q8導(dǎo)通，變壓器T1的第一繞組Lp上產(chǎn)生電流，第二繞組Ls2的同名端通過電磁感應(yīng)獲得正電位，通過由二極管D2、電阻R1和電容C4組成的供電電路對PWM控制IC供電，提供PWM控制IC主要的能量來源，維持其工作狀態(tài)。
PWM控制IC的引腳GND接地，電壓反饋引腳Vfb與一反饋電路連接，反饋電路包含電阻R3、光電耦合器U1和穩(wěn)壓二極管D3，輸出電壓Vout經(jīng)電阻R3、光電耦合器U1反饋輸入到PWM控制IC內(nèi)部的誤差放大器，與基準(zhǔn)電壓比較后產(chǎn)生誤差電壓。電流檢測引腳Isense與NMOS管Q8的源極連接，用于將變壓器T1的第一繞組Lp中電流在電阻R2上產(chǎn)生的電壓與誤差電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生調(diào)制脈沖的寬度，使誤差信號對電路的峰值電流進(jìn)行控制，達(dá)到限流保護(hù)的目的。PWM控制IC的內(nèi)部電路，除本發(fā)明技術(shù)改進(jìn)部分以外，均采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的電路連接結(jié)構(gòu)，工作原理在此不贅述。
下面結(jié)合圖3，對本發(fā)明技術(shù)改進(jìn)部分PWM控制IC內(nèi)部的開啟電路和關(guān)閉電路的電路結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖3所示，為本發(fā)明具體實施方式
的開啟電路和關(guān)閉電路的原理圖。
開啟電路包含第二場效應(yīng)管Q2、PMOS管Q3、反相器Q6以及用于初始化的電容C1和電容C2。PMOS管Q3和反相器Q6組成鎖存器結(jié)構(gòu)。關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管Q2、UVLO模塊、NMOS管Q4、NMOS管Q5和反相器Q7。第一場效應(yīng)管Q1具有第一端柵極、第二端漏極和第三端源極，其第一端柵極接地，第二端漏極對應(yīng)PWM控制IC的外部引腳HV，通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，第三端源極通過二極管D1與第二場效應(yīng)管Q2的漏極連接，二極管D1的負(fù)極提供第一供電電壓VCC1。二極管D1的負(fù)極還通過電容C3接地，用于增強(qiáng)第一供電電壓VCC1的穩(wěn)定性，防止電壓信號抖動帶來誤操作。電容C1的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管Q2的漏極連接，負(fù)極與PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管Q2的柵極連接。電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負(fù)極接地。PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接。反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管Q2的柵極連接，其正電源端電壓由第一供電電壓VCC1提供，其負(fù)電源端接地。NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地。NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管Q2的柵極連接，源極接地。UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管Q2的源極連接，提供第二供電電壓VCC，第二供電電壓VCC提供反相器Q7的正電源端電壓，Q7的負(fù)電源端接地。UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，引腳GND接地。NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。
該具體實施方式
中第一場效應(yīng)管Q1為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，其漏極和源極是對稱的，可以互換。第二場效應(yīng)管Q2為NMOS管。系統(tǒng)上電前第一場效應(yīng)管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，上電后，當(dāng)啟動高壓上升到使第一場效應(yīng)管Q1的柵極和漏極之間的壓差達(dá)到其夾斷電壓，第一場效應(yīng)管Q1截止，其源極電位維持在場效應(yīng)管的夾斷電壓的絕對值附近，通過二極管D1正向?qū)?，得到第一供電電壓VCC1，電壓值在17V左右。電容C3用于濾去電流中的毛刺，增強(qiáng)第一供電電壓VCC1的穩(wěn)定性。
在系統(tǒng)啟動之前，電容C1和電容C2上的電壓為0V。在系統(tǒng)啟動瞬間，電容C1和電容C2兩端的電壓保持不變，電容C1和電容C2的正極電位仍為0V，此時PMOS管Q3導(dǎo)通，反相器Q6輸出低電平。由于PMOS管Q3導(dǎo)通，第二場效應(yīng)管Q2的柵極電位升高使第二場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，PWM控制IC內(nèi)部電路開啟。第二場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通后，第二供電電壓VCC逐漸升高到15V左右，提供反相器Q7的正電源端電壓，同時使UVLO模塊發(fā)生動作，此時UVLO模塊引腳SHD的電位由低變高，使NMOS管Q5導(dǎo)通，反相器Q7翻轉(zhuǎn)，反相器Q7的輸出端電位由高變低，使NMOS管Q4截止。NMOS管Q5導(dǎo)通后，其漏極電位由高變低，PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，第二場效應(yīng)管Q2截止，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑，PWM控制IC的內(nèi)部電路關(guān)閉，系統(tǒng)完成高壓啟動過程。
盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域。本發(fā)明中開啟電路和關(guān)閉電路的開關(guān)管主要采用NMOS管，這是由于相對于使用PMOS管而言，使用NMOS管可以在很大程度上減小芯片的面積，節(jié)約成本。對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)N管和P管之間的替換和其他的修改，因此在不背離等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出的具體實施方式
。
權(quán)利要求
1.一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，包括PWM控制IC和供電電路，其特征在于所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，PWM控制IC啟動時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生一啟動電流；所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路，其中，第一場效應(yīng)管包含有第一端、第二端和第三端，第一場效應(yīng)管在系統(tǒng)上電后由導(dǎo)通狀態(tài)過渡到截止?fàn)顟B(tài)，其第一端接地，第二端直接與啟動高壓連接，第三端提供第一供電電壓；開啟電路用于在系統(tǒng)上電后開啟PWM控制IC的內(nèi)部電路；關(guān)閉電路用于在PWM控制IC完成啟動后關(guān)閉漏電路徑，使所述啟動電流變?yōu)?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用于初始化的電容C1和電容C2，其中，電容C1的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負(fù)極與PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負(fù)極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第一供電電壓提供，其負(fù)電源端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、NMOS管Q5和反相器Q7，其中，NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓，該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負(fù)電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，引腳GND接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于，所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用于初始化的電容C1和電容C2；所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、NMOS管Q5和反相器Q7；所述第一場效應(yīng)管的第三端與第二場效應(yīng)管的漏極連接；電容C1的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負(fù)極與PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負(fù)極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第一供電電壓提供，其負(fù)電源端接地；NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓，該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負(fù)電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，引腳GND接地；NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述第一場效應(yīng)管的第三端通過一二極管正向?qū)ê筇峁┑谝还╇婋妷骸?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述供電電路包含一二極管D2、一電阻R1和一電容C4，用于在系統(tǒng)完成啟動后給所述PWM控制IC供電，其中二極管D2的正極連接AC-DC轉(zhuǎn)換器的一變壓器繞組，其負(fù)極經(jīng)電阻R1與電容C4的正極連接，電容C4的正極還與所述PWM控制IC的引腳VCC連接，電容C4的負(fù)極接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述第一供電電壓提供一連接端，該連接端通過一電容C3接地，用于增強(qiáng)所述第一供電電壓的穩(wěn)定性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述第一場效應(yīng)管是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所述第二場效應(yīng)管是NMOS管。
全文摘要
一種AC－DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。包括PWM控制IC和供電電路，其特征在于，所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路。本發(fā)明通過對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的內(nèi)部電路進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，使系統(tǒng)完成高壓啟動后自動關(guān)閉PWM控制IC內(nèi)部電路，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于漏電流帶來功率損耗的缺點，提高了整個系統(tǒng)的效率，采用傳統(tǒng)元器件，成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號H02M1/08GK101060288SQ200710123469
公開日2007年10月24日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者范立新, 劉偉 申請人:開源集成電路(蘇州)有限公司