專利名稱：一種驅(qū)動(dòng)mos管的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制控制MOSFET等電子器件構(gòu)成。開關(guān)電源產(chǎn)品以其體積小、重量輕、電能轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn) 而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、液晶顯示、通訊設(shè)備、視聽產(chǎn)品、數(shù)碼產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源(以MOS管為主開關(guān)管進(jìn)行恒定輸出的開關(guān)電源)是現(xiàn)如今常用的一種開關(guān)電源。參考圖1，圖I是現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖，輸入電壓Vin直接通過啟動(dòng)電阻Rst為原邊控制器Ul的VCC端連接的啟動(dòng)電容C2充電，當(dāng)啟動(dòng)電容C2兩端的電壓達(dá)到原邊控制器Ul的開啟電壓VCC_0N時(shí)，原邊控制器Ul開始正常工作，通過OUT端輸出開關(guān)控制信號驅(qū)動(dòng)控制外部MOS主開關(guān)管Q1。其中，CS端連接所述MOS主開關(guān)管Ql源極。開關(guān)電源控制器的啟動(dòng)時(shí)間是衡量開關(guān)電源性能的一個(gè)重要參數(shù)。圖I中，Ul的啟動(dòng)時(shí)間為
(VCC ON'/ = -/i.s7x('2xln i— -
I Vin J為了縮短啟動(dòng)時(shí)間,通過單純的減小啟動(dòng)電阻或者VCC電容都是不可取的。啟動(dòng)電阻Rst上的功耗為
「 ^ (Fm-VCC)2I isr =-
/M由于啟動(dòng)電阻Rst上的功耗會一直存在，通過上式可知，如果減小啟動(dòng)電阻Rst，會增加系統(tǒng)正常工作時(shí)的待機(jī)功耗。而減小啟動(dòng)電容C2會使得VCC端電壓變化增大，原邊控制器容易進(jìn)入U(xiǎn)VL0，將會影響開關(guān)電源的正常工作。其中，UVLO又稱低壓鎖定，即當(dāng)供電電壓低于集成電路的開啟門限電壓時(shí)的一種保護(hù)模式，可保證所述原邊控制器在供電電壓不足時(shí)不致于被損壞。因此，如何在不影響所述開關(guān)電源其他特性的前提下(不增加其功耗、避免開關(guān)電源進(jìn)入U(xiǎn)VL0)縮短開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間，提高開關(guān)電源的啟動(dòng)速度是驅(qū)動(dòng)MOS管開關(guān)電源研發(fā)領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，該開關(guān)電源在保證其他特性的前提下有效縮短了開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間，提高了啟動(dòng)速度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括變壓器、與所述變壓器連接的MOS主開關(guān)管、控制所述MOS主開關(guān)管開啟和閉合的控制器以及啟動(dòng)電阻；所述啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接；其中，所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述控制器為原邊控制器，其端口包括VCC端、OUT端、SR端、VCS端以及GND端；其中，OUT端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接，SR端與所述MOS主開關(guān)管的源極連接；GND端接地并通過調(diào)節(jié)電阻與VCS端連接；在開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，對OUT端電壓進(jìn)行鉗位，OUT端和VCC端均與GND斷路，SR端與VCS端斷路，通過SR端、VCC端為外部啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，SR端和VCC端斷路，SR端與VCS端導(dǎo)通，通過OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述原邊控制器的內(nèi)部電路包括啟動(dòng)電路、控制信號輸出電路；其中，所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在對OUT端電壓進(jìn)行鉗位的條件下，所述啟動(dòng)電路使所述MOS主開關(guān)管提供的電流依次通過SR端、限流模塊、VCC端對所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；所述控制信號輸出電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)完成后，通過所述OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述啟動(dòng)電路通過一個(gè)反向截止二極管經(jīng)過VCC端后與所述啟動(dòng)電容連接，所述反向二極管用以在電路啟動(dòng)后控制所述啟動(dòng)電路和控制信號輸出電路斷路，使所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)后對所述控制信號輸出電路不起作用。
優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述原邊控制器通過第一開關(guān)連通SR端與VCS端，所述第一開關(guān)用以控制SR端與VCS端之間以及VCC端與VCS端之間的電路處于導(dǎo)通或是斷路。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述第一開關(guān)為MOS管。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，通過第二開關(guān)控制OUT端與VCC端斷路。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述第二開關(guān)為NPN型三極管。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，通過第三開關(guān)控制OUT端與GND端通路斷開。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述第三開關(guān)為MOS管。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流模塊包括限流元件，所述限流元件用于限制所述MOS主開關(guān)管的電流；鉗位元件，所述鉗位元件用于對OUT端電壓進(jìn)行鉗位；其中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接或者是分離設(shè)置。 優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件為電阻元件或電感元件。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件包括正輸出端與所述OUT端連接的受電壓控制的第一電流源；輸出端與所述第一電流源的負(fù)輸入端連接的第一電壓源；其中，串聯(lián)后的第一電流源和的第一電壓源與所述限流元件并聯(lián)后通過所述反向二極管連接VCC端。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件包括PMOS管、MOS管鏡像電流源；其中，所述MOS管鏡像電流源輸出端連接OUT端，其輸入端連接所述PMOS管漏極；所述PMOS管柵極和源極并聯(lián)在所述限流元件兩端。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件為匪OS管，所述NMOS管漏極與OUT端連接，其柵極和源極并聯(lián)在所述限流元件兩端。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件為穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管輸入端連接與所述反向截止二極管與所述限流元件之間，其輸出端連接OUT端。優(yōu)選的，上述開關(guān)電源中，所述限流元件與所述鉗位元件分離設(shè)置時(shí)，所述鉗位元件為設(shè)置在OUT端以及GND端之間的穩(wěn)壓管。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，包括變壓器、與變壓器連接的MOS主開關(guān)管、控制所述MOS主開關(guān)管開啟和閉合的控制器、以及啟動(dòng)電阻，其特征在于，所述啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接；其中，所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。由本發(fā)明技術(shù)方案可知，所述開關(guān)電源在進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，在所述限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管受控導(dǎo)通并提供啟動(dòng)電流，通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電。所述啟動(dòng)電流的大小由芯片內(nèi)部電路設(shè)定為一個(gè)較大的合適的電流值，相對于現(xiàn)有技術(shù)中直接通過所述啟動(dòng)電阻為所述啟動(dòng)電容充電，本發(fā)明技術(shù)方案啟動(dòng)電流經(jīng)過所述開關(guān)電源的主邊電感Lm、所述MOS主開關(guān)管，然后通過其控制器內(nèi)部電路，并通過所述限流模塊調(diào)控后為所述啟動(dòng)電容充電，可通過對所述MOS主開關(guān)管的控制以及所述啟動(dòng)模塊調(diào)控所述啟動(dòng)電流大小，使其為一個(gè)合適的較大值，所以能夠使得啟動(dòng)電容電壓快速到達(dá)所需要的啟動(dòng)電壓值，使得所述控制器開始正常工作，完成開關(guān)電源的啟動(dòng)；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。因此，所述開關(guān)電源啟動(dòng)速度較快，有效縮短了啟動(dòng)時(shí)間。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中一種常見的驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的又一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖；圖5為圖4中所示開關(guān)電源的限流模塊的另一種實(shí)現(xiàn)方式的電路圖；圖6為圖4中所示開關(guān)電源的限流模塊的又一種實(shí)現(xiàn)方式的電路圖；圖7為圖6所示限流模塊的等效電路圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鉗位元件和限流元件是獨(dú)立設(shè)置的驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源電路圖。
具體實(shí)施例方式正如背景技術(shù)所述，如何在不改變現(xiàn)有集成電路其他性能的條件下，即在既不增加電路正常工作時(shí)的功率損耗，又不影響原邊控制器的VCC端電壓的情況下，改進(jìn)所述驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源電路，提高其啟動(dòng)速度，從而縮短啟動(dòng)時(shí)間是本發(fā)明技術(shù)方案所要解決的問題。圖I中所述開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間為
「 n m , Λ VCC ΟΝλt = -Rstx( 2xln I--二-
V Vm J上式等價(jià)于
Γ2χ ,ΓΓ ONt =---
/CC ST其中，ICC_ST是啟動(dòng)電流，即開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)對所述啟動(dòng)電容的充電電流。由上式分析可知，由于啟動(dòng)電壓值VCC_0N是一定的，所以，若想減少啟動(dòng)時(shí)間，力口速集成電路的啟動(dòng)，還可以通過增大啟動(dòng)電流icc_ST來實(shí)現(xiàn)。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，所述開關(guān)電源的MOS主開關(guān)管Ql在集成電路啟動(dòng)時(shí)沒有工作。同時(shí)，鑒于所述MOS主開關(guān)管Ql本身為一個(gè)電壓控制元件的開關(guān)管且可以流過較大電流，所以可利用其上述特性并通過所述開關(guān)電源內(nèi)部電路使得啟動(dòng)電流為一個(gè)合適的較大值，、從而加快所述開關(guān)電源的啟動(dòng)速度。因此，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，利用其所述MOS主開關(guān)管Ql實(shí)現(xiàn)所述開關(guān)電源的啟動(dòng)，加速了啟動(dòng)速度，縮短所述開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間，且不改變所述開關(guān)電源的其他性能?；谏鲜鲅芯?，本發(fā)明提供了一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括變壓器、與變壓器連接的MOS主開關(guān)管、控制所述MOS主開關(guān)管開啟和閉合的控制器、以及啟動(dòng)電阻；所述啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接；其中，所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。所述開關(guān)電源在進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)，在所述限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管受控導(dǎo)通并提供一個(gè)較大的啟動(dòng)電流，通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電。所述啟動(dòng)電流的大小由芯片內(nèi)部電路設(shè)定為一個(gè)較大的合適的電流值，相對于現(xiàn)有技術(shù)中直接通過所述啟動(dòng)電阻為所述啟動(dòng)電容充電，增大了啟動(dòng)電流，所以能夠使得啟動(dòng)電容電壓快速到達(dá)所需要的啟動(dòng)電壓值，使得所述控制器開始正常工作，完成開關(guān)電源的啟動(dòng)；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。因此，所述開關(guān)電源啟動(dòng)速度較快，有效縮短了啟動(dòng)時(shí)間。以上是本申請的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的具體附圖，對本發(fā)明實(shí)施 例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示裝置件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。實(shí)施例一基于所述核心思想，本實(shí)施例提供了一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述開關(guān)電源的MOS主開關(guān)管的柵極連接。啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。需要說明的是，所述限流模塊可獨(dú)立于所述控制器外分別單獨(dú)設(shè)置，還可以將所述限流模塊集成于所述控制器內(nèi)部。由于將所述限流模塊集成于所述控制器內(nèi)部集成度更高，能夠減小開關(guān)電源電路的空間體積，所以本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的將所述限流模塊集成于所述控制器內(nèi)部。所述開關(guān)電源的限流模塊包括相互耦合的限流元件和鉗位元件。參考圖2，圖2為本實(shí)施例所提供的一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖，所述開關(guān)電源為原邊控制開關(guān)電源，包括啟動(dòng)電阻Rst，所述啟動(dòng)電阻Rst的輸入端連接輸入電壓Vin，其輸出端連接所述開關(guān)電源的MOS主開關(guān)管Ql的柵極；原邊控制器U2，圖2中較大虛線方框所示部分，所述原邊控制器U2的端口包括VCC端、OUT端、SR端、VCS端以及GND端；其中，OUT端與所述MOS主開關(guān)管Ql的柵極連接，SR端與所述MOS主開關(guān)管Ql的源極連接；GND端接地并通過調(diào)節(jié)電阻Rcs與VCS端連接；在開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，對OUT端電壓進(jìn)行鉗位，OUT端和VCC端均與GND斷路，SR端與VCS端斷路，通過SR端、VCC端為外部啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，SR端和VCC端斷路，SR端與VCS端導(dǎo)通，通過OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)；變壓器Tl，所述變壓器Tl包括主邊電感Lm、副邊電感Lsec、輔助邊電感Laux，其中，所述主邊電感Lm的輸入端連接所述輸入電壓Vin和所述啟動(dòng)電阻Rst的輸入端，輸出端連接所述MOS主開關(guān)管Ql的漏極；所述副邊電感Lsec連接負(fù)載電路；所述輔助邊電感輸入端通過二極管D2連接所述啟動(dòng)電容C2，其輸出端接地。所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，所述MOS主開關(guān)管Ql將受控導(dǎo)通，然后通過所述原邊控制器U2的SR端、VCC端，對與所述VCC端連接的啟動(dòng)電容C2充電；啟動(dòng)完成后，SR端與VCC端之間電路斷開，并且SR端與VCS端之間電路導(dǎo)通，通過OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)。其中，可通過第一開關(guān)Ml控制SR端和VCS端之間的導(dǎo)通和斷路。具體的，所述原邊控制器內(nèi)部電路包括啟動(dòng)電路、控制信號輸出電路。所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在對OUT端電壓進(jìn)行鉗位的條件下，即對所述MOS主開關(guān)管Ql的柵極電壓進(jìn)行控制，使得所述MOS主開關(guān)管Ql受控導(dǎo)通，并通過限流模塊10控制啟動(dòng)電 流的大小，使其為一個(gè)合適的較大值，所述啟動(dòng)電流依次通過SR端、限流模塊10、VCC端對所述啟動(dòng)電容C2充電；所述控制信號輸出電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)完成后，通過所述OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管Ql的開關(guān)狀態(tài)?，F(xiàn)有技術(shù)直接通過啟動(dòng)電阻Rst為所述啟動(dòng)電容C2充電，即啟動(dòng)電流流經(jīng)過啟動(dòng)電阻Rst后直接對所述啟動(dòng)電容C2充電以啟動(dòng)開關(guān)電源，即啟動(dòng)開關(guān)電源的原邊控制器，而上述啟動(dòng)方式為了縮短啟動(dòng)時(shí)間只能減小啟動(dòng)電阻Rst或是減小啟動(dòng)電容C2,但是如上分析這樣會影響開關(guān)電源的其他特性。而本實(shí)施例技術(shù)方案，所述啟動(dòng)電阻并不提高啟動(dòng)電流，其作用時(shí)在開關(guān)電源啟動(dòng)階段，即所述原邊控制器啟動(dòng)階段控制所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通，在輸入電壓Vin作用下，啟動(dòng)電流經(jīng)過主邊電感Lm、所述MOS主開關(guān)管、SR端、所述限流模塊、VCC端這條電路為所述啟動(dòng)電容充電進(jìn)行啟動(dòng)。此時(shí)，可通過所述MOS主開關(guān)管電壓特性以及限流模塊控制流經(jīng)所述電路的啟動(dòng)電流的大小，使其為一個(gè)合適的較大值，增大了啟動(dòng)電流，從而提高了啟動(dòng)速度。所述啟動(dòng)電路通過一個(gè)反向截止二極管Dl經(jīng)過VCC端后與所述啟動(dòng)電容連接，所述反向二極管Dl用以在電路啟動(dòng)后控制所述啟動(dòng)電路和控制信號輸出電路斷路，使所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)后對所述控制信號輸出電路不起作用。所述反向二極管Dl輸出端連接VCC端后與所述啟動(dòng)電容C2的輸入端連接；其輸入端與所述限流模塊10的輸出端連接。所述限流模塊10包括鉗位元件，所述鉗位元件用于對OUT端電壓進(jìn)行鉗位，在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，使所述MOS主開關(guān)管受控導(dǎo)通；限流元件，所述限流元件用于限制所述MOS主開關(guān)管Ql電流的限流元件，即用于控制所述啟動(dòng)電流為一個(gè)適當(dāng)值的較大電流值，避免由于電流過大而造成所述MOS主開關(guān)管Ql被燒壞。所述限流元件與所述鉗位元件可以相互耦合連接或者是分離設(shè)置。本實(shí)施例所述限流模塊10是由相互耦合在一起的限流元件和鉗位元件構(gòu)成，即所述限流模塊10有兩個(gè)輸入端■ 與SR端連接的限流元件輸入端11 ;與OUT端連接的鉗位元件輸入端12。其輸出端13連接所述反向截止二極管Dl的輸入端。其中，所述控制信號輸出電路包括控制模塊(圖中較小虛線方框所示部分)、第一開關(guān)Ml。所述第二開關(guān)Q2的第一輸入端連接電壓源Va ;其第二輸入端依次通過開關(guān)k3、后連接電壓源Vb，同時(shí)通過開關(guān)k2與所述GND端連接后接地；其輸出端連接所述OUT端以及所述第三開關(guān)kl ;所述第一開關(guān)Ml連接于所述SR端以及VCS端之間。其中圓圈中所示箭頭表示該處電流Il的方向。和常規(guī)的控制芯片一樣,在在啟動(dòng)之后的正常工作過程中，OUT端輸出方波信號，驅(qū)動(dòng)所述MOS主開關(guān)管Ql的柵極。當(dāng)OUT端為“高”電平時(shí)，所述MOS主開關(guān)管Ql導(dǎo)通，這樣Vin到地就有一個(gè)通路，這個(gè)通路是輸入信號Vin —主邊電感Lm的輸入端一主邊電感Lm的輸出端一所述MOS主開關(guān)管Ql的漏極一所述MOS主開關(guān)管Ql的源極一SR端一VCS端一Rcs的輸入端一Rcs的輸出端一地,有電流Ipri (即此時(shí)經(jīng)過所述MOS主開關(guān)管Ql漏極和源極之間的電流)由Vin經(jīng)過變壓器Tl的主邊電感Lm和所述MOS主開關(guān)管Ql流向接地端，變壓器Tl的副邊電感Lsec和輔助邊電感Laux中電流為0，變壓器Tl的能量存儲在主邊電感Lm中；0UT端為“低”電平時(shí)，所述MO S主開關(guān)管Ql截止，變壓器Tl的主邊電感Lm和所述MOS主開關(guān)管Ql中的電流Ipri為0，變壓器Tl的副邊電感Lsec中有電流Isec流過，同時(shí)變壓器Tl輔助邊電感Laux中有電流Iaux流過，主邊電感Lm中存儲的能量轉(zhuǎn)移到副邊電感Lsec和輔助邊電感Laux中。由上所述，本實(shí)施例所述驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源在電路啟動(dòng)時(shí)縮短了開關(guān)電源的啟動(dòng)時(shí)間；同時(shí)保證了所述開關(guān)電源的其他性能，保證在啟動(dòng)后開關(guān)電源可以正常工作。需要說明的是本發(fā)明所述技術(shù)方案在于提供一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，與采用其他開關(guān)管作為主開關(guān)管的開關(guān)電源不同的是，其MOS主開關(guān)管有自身特有的工作特性，為了使其能夠在啟動(dòng)階段提供可控的較大的啟動(dòng)電流用于啟動(dòng)所述開關(guān)電源，并在啟動(dòng)完成后控制變壓器的恒定輸出，所述原邊控制器U2其端口的導(dǎo)通與否的控制是技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。下面所述開關(guān)電源的原邊控制器U2的具體內(nèi)部電路介紹所述開關(guān)電源的設(shè)計(jì)原理。參考圖3，圖3為本發(fā)明提供的另一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源的電路圖，所述限流模塊10 (圖3中實(shí)線方框所示結(jié)構(gòu))包括限流元件Ri，所述限流元件Ri為電阻值為Ri的電阻或電感等電子元件，鉗位元件，所述鉗位元件包括正控制輸出端與所述OUT端連接的受電壓控制的第一電流源Gl ;輸入端與所述第一電流源的負(fù)輸入端連接的第一電壓源Vl ；其中，串聯(lián)后的第一電流源Gl和的第一電壓源Vl與所述限流元件Ri并聯(lián)后通過所述反向二極管Dl連接VCC端，即所述第一電流源Gl的正控制輸入端如所述限流元件Ri的輸入端連接，所述第一電壓源的輸出端與所述限流元件Ri的輸出端。所述限流模塊10與所述反向截止二極管Dl構(gòu)成所述原邊控制器內(nèi)部的啟動(dòng)電路。在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，所述啟動(dòng)電路配合所述原邊控制器U2外部元件啟動(dòng)電阻Rst、主邊電感Lm、MOS主開關(guān)管Ql、以及啟動(dòng)電容C2共同完成所述開關(guān)電源的啟動(dòng)。圖3中所示開關(guān)電源在保證其他性能不變的條件下，通過控制其所述MOS主開關(guān)管Ql的導(dǎo)通從而在啟動(dòng)階段為所述啟動(dòng)電容C2提供一個(gè)合適的較大的啟動(dòng)電流，以此加快所述開關(guān)電源的啟動(dòng)速度，滿足了驅(qū)動(dòng)所述MOS主開關(guān)管Ql的三個(gè)條件。第一在快速啟動(dòng)的同時(shí)保證了啟動(dòng)時(shí)所述MOS主開關(guān)管Ql消耗的功率小于等于其允許的最大耗散功率，以避免所述MOS主開關(guān)管Ql由于啟動(dòng)電流過大而被燒壞。通過所述第一開關(guān)管Ml在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)用以使所述MOS主開關(guān)管Ql的源極和所述VCS端斷路，所述第一開關(guān)Ml可以采用MOS管或其他具有開關(guān)特性的電子元件。同時(shí)，所述第一開關(guān)Ml還配合所述原邊控制器U2內(nèi)部啟動(dòng)電路避免所述MOS主開關(guān)管Ql被損壞，即確保所述MOS主開關(guān)管Ql上消耗的功率小于等于其允許的最大耗散功率，即
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，其特征在于，包括 變壓器、與所述變壓器連接的MOS主開關(guān)管、控制所述MOS主開關(guān)管開啟和閉合的控制器以及啟動(dòng)電阻； 所述啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接； 其中，所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充 電；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述控制器為原邊控制器，其端口包括VCC端、OUT端、SR端、VCS端以及GND端； 其中，OUT端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接，SR端與所述MOS主開關(guān)管的源極連接；GND端接地并通過調(diào)節(jié)電阻與VCS端連接；在開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，對OUT端電壓進(jìn)行鉗位，OUT端和VCC端均與GND斷路，SR端與VCS端斷路，通過SR端、VCC端為外部啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，SR端和VCC端斷路，SR端與VCS端導(dǎo)通，通過OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述原邊控制器的內(nèi)部電路包括啟動(dòng)電路、控制信號輸出電路； 其中，所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在對OUT端電壓進(jìn)行鉗位的條件下，所述啟動(dòng)電路使所述MOS主開關(guān)管提供的電流依次通過SR端、限流模塊、VCC端對所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；所述控制信號輸出電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)完成后，通過所述OUT端輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述啟動(dòng)電路通過一個(gè)反向截止二極管經(jīng)過VCC端后與所述啟動(dòng)電容連接，所述反向二極管用以在電路啟動(dòng)后控制所述啟動(dòng)電路和控制信號輸出電路斷路，使所述啟動(dòng)電路在所述開關(guān)電源啟動(dòng)后對所述控制信號輸出電路不起作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述原邊控制器通過第一開關(guān)連通SR端與VCS端，所述第一開關(guān)用以控制SR端與VCS端之間以及VCC端與VCS端之間的電路 處于導(dǎo)通或是斷路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述第一開關(guān)為MOS管。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，通過第二開關(guān)控制OUT端與VCC端斷路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述第二開關(guān)為NPN型三極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，在所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，通過第三開關(guān)控制OUT端與GND端通路斷開。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述第三開關(guān)為MOS管。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流模塊包括 限流元件，所述限流元件用于限制所述MOS主開關(guān)管的電流； 鉗位元件，所述鉗位元件用于對OUT端電壓進(jìn)行鉗位； 其中，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接或者是分離設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件為電阻元件或電感元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件包括 正輸出端與所述OUT端連接的受電壓控制的第一電流源； 輸出端與所述第一電流源的負(fù)輸入端連接的第一電壓源； 其中，串聯(lián)后的第一電流源和的第一電壓源與所述限流元件并聯(lián)后通過所述反向二極管連接VCC端。
14.據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件包括 PMOS管、MOS管鏡像電流源； 其中，所述MOS管鏡像電流源輸出端連接OUT端，其輸入端連接所述PMOS管漏極；所述PMOS管柵極和源極并聯(lián)在所述限流元件兩端。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件為NMOS管，所述NMOS管漏極與OUT端連接，其柵極和源極并聯(lián)在所述限流元件兩端。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件與所述鉗位元件相互耦合連接時(shí)，所述鉗位元件為穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管輸入端連接與所述反向截止二極管與所述限流元件之間，其輸出端連接OUT端。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源，其特征在于，所述限流元件與所述鉗位元件分離設(shè)置時(shí)，所述鉗位元件為 設(shè)置在OUT端以及GND端之間的穩(wěn)壓管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種驅(qū)動(dòng)MOS管的開關(guān)電源，包括變壓器、與所述變壓器連接的MOS主開關(guān)管、控制所述MOS主開關(guān)管開啟和閉合的控制器以及啟動(dòng)電阻；所述啟動(dòng)電阻的輸入端連接輸入電壓；所述啟動(dòng)電阻的輸出端與所述MOS主開關(guān)管的柵極連接；其中，所述開關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)，在限流模塊的控制下，所述MOS主開關(guān)管導(dǎo)通進(jìn)而提供啟動(dòng)電流，所述啟動(dòng)電流通過所述控制器內(nèi)部電路后為所述開關(guān)電源的啟動(dòng)電容充電；啟動(dòng)完成后，通過所述控制器內(nèi)部電路輸出控制信號控制所述MOS主開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài)。所述開關(guān)電源在啟動(dòng)時(shí)，其MOS主開關(guān)管受控導(dǎo)通，提供啟動(dòng)電流，通過設(shè)置其控制器內(nèi)部電路控制所述啟動(dòng)電路為一個(gè)合適的較大的值，加快了啟動(dòng)速度。
文檔編號H02M1/36GK102664516SQ201210163218
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者方邵華, 羅東旭 申請人:上海新進(jìn)半導(dǎo)體制造有限公司