專利名稱：一種新型高壓恒流器及應(yīng)用該高壓恒流器的開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓恒流器，尤其是一種新型高壓恒流器及應(yīng)用該高壓恒流器的開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
電源轉(zhuǎn)換器由于可以將電源從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式而被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子設(shè)備中。常見的轉(zhuǎn)換形式有交流(AC)轉(zhuǎn)直流(DC)、直流轉(zhuǎn)交流和直流轉(zhuǎn)直流。電源轉(zhuǎn)換器包括線性電源和開關(guān)電源，本發(fā)明涉及開關(guān)電源。圖1是交流轉(zhuǎn)直流開關(guān)電源簡(jiǎn)化圖。一般交流轉(zhuǎn)直流電源(AC/DC)的輸入電壓變化范圍為120V到380V。如圖1所示,現(xiàn)有技術(shù)中的啟動(dòng)方法是通過電阻啟動(dòng)輸入電壓(Vin)通過啟動(dòng)電阻11對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，直到系統(tǒng)上電響應(yīng)，PWM控制器控制開關(guān)管Q2的脈沖寬度，系統(tǒng)通過反激的形式由變壓器Tl供電線圈經(jīng)二極管Dvcc對(duì)PWM調(diào)制器供電，次級(jí)線圈經(jīng)過由二極管Do和電容Co組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電。由于在系統(tǒng)正常工作時(shí)無(wú)法切斷啟動(dòng)電阻11到啟動(dòng)電容Cvcc的電流通路，所以當(dāng)采用較小的啟動(dòng)電阻時(shí)，在高輸入電壓下，會(huì)形成大的功率損失；但是當(dāng)采用較大的啟動(dòng)電阻時(shí)，在低輸入電壓下，又會(huì)造成緩慢的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。由此可見，采用電阻啟動(dòng)的方法會(huì)造成功率損失與系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間的矛盾。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種新型高壓恒流器，該高壓恒流器可應(yīng)用于開關(guān)電源，能夠在系統(tǒng)正常工作時(shí)徹底關(guān)斷啟動(dòng)開關(guān)，同時(shí)使系統(tǒng)有恒定的啟動(dòng)時(shí)間。本實(shí)用新型采用以下方案實(shí)現(xiàn)一種新型高壓恒流器，包括啟動(dòng)開關(guān)，其特征在于所述啟動(dòng)開關(guān)的漏極為所述高壓恒流器的高壓輸入端，源極連接到一充電通路的輸入端；所述充電通路的第一輸出端作為所述高壓恒流器的輸出端并連接一充電電容到地，第二輸出端連接到一恒流控制電路的輸入端；所述恒流控制電路的輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)的柵極；所述啟動(dòng)開關(guān)的柵極還連接到一上電響應(yīng)開關(guān)電路的一輸出端，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的另一輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)的源極，同時(shí)，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路還有一輸入端作為所述高壓恒流器的控制輸入端用以接收一外部控制信號(hào)。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述充電通路包括一個(gè)電流鏡、al個(gè)串聯(lián)的二極管和a2個(gè)串聯(lián)的二極管，其中al是大于等于I的常量，a2是大于等于O的常量；所述電流鏡的第一輸出端經(jīng)al個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述充電通路的第一輸出端，第二輸出端作為所述充電通路的第二輸出端，輸入端接有a2個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述充電通路的輸入端。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述恒流控制電路包括一個(gè)電流控制電壓源、一個(gè)比較器和一個(gè)第一開關(guān)；所述電流控制電壓源的輸入端作為所述恒流控制電路的輸入端，輸出端連接到所述比較器的正輸入端；所述比較器的負(fù)輸入端接一個(gè)基準(zhǔn)電壓信號(hào)，輸出端接所述第一開關(guān)的控制端；所述第一開關(guān)的一端作為所述恒流控制電路的輸出端，另一端連接到地。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路包括一個(gè)電阻、一個(gè)電壓控制電壓源、一個(gè)第二開關(guān)和b個(gè)二極管，其中b是大于等于I的常量；所述第二開關(guān)的一端連接到地，另一端作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的一輸出端，控制端連接到所述電壓控制電壓源的輸入端并作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的輸入端；所述電壓控制電壓源的輸出端經(jīng)b個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的另一輸出端；所述電阻并聯(lián)在所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的兩輸出端之間。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)開關(guān)是一個(gè)N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或耗盡型高壓N型金屬氧化物半導(dǎo)體管。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)開關(guān)和一個(gè)功率開關(guān)集成在一個(gè)集成塊中，所述啟動(dòng)開關(guān)的漏極與所述功率開關(guān)的漏極連接在一起。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述啟動(dòng)開關(guān)和一個(gè)功率開關(guān)不在一個(gè)集成塊中。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述充電通路、恒流控制電路和上電響應(yīng)開關(guān)電路集成在個(gè)集成塊中。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述充電通路、恒流控制電路、上電響應(yīng)開關(guān)電路和充電電容集成在一個(gè)集成塊中。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述充電通路、恒流控制電路和上電響應(yīng)開關(guān)電路集成在一個(gè)集成塊中，且所述啟動(dòng)開關(guān)和一個(gè)功率開關(guān)集成在一個(gè)集成塊中。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種應(yīng)用上述高壓恒流器的開關(guān)電源，該電源能夠較好地抑制啟動(dòng)電路的功率fe耗并具有穩(wěn)定的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的第一方案是本實(shí)用新型的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器、二極管和反饋單元，其特征在于所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第一端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器并且連接所述二極管到所述變壓器供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端或者所述變壓器供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述控制電路是一個(gè)由所述高壓恒流器與脈沖寬度調(diào)制器或者脈沖頻率調(diào)制器連接組成的集成電路。在本實(shí)用新型一實(shí)施例中，所述控制電路是由所述新型高壓恒流器與所述PWM/PFM調(diào)制器連接組成，其中所述新型高壓恒流器中的充電通路、恒流控制電路和上電響應(yīng)開關(guān)電路與所述PWM/PFM調(diào)制器集成在一個(gè)集成塊中。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的第二方案是本實(shí)用新型的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器、二極管和反饋單元，其特征在于所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器并且連接所述二極管到所述變壓器供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端或者所述變壓器供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的第三方案是本實(shí)用新型的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器和反饋單元，其特征在于所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的啟動(dòng)電路相比，能夠?qū)崿F(xiàn)如下有益效果該電路能夠在系統(tǒng)正常工作時(shí)徹底關(guān)斷啟動(dòng)開關(guān)，使得啟動(dòng)開關(guān)不再有電流流過，消除了啟動(dòng)開關(guān)上的功率損失；該電路能夠控制系統(tǒng)的啟動(dòng)電流為恒流值，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間與輸入電壓無(wú)關(guān)。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)方式；圖2是本實(shí)用新型高壓恒流器的電路連接示意圖；圖3是本實(shí)用新型高壓恒流器的實(shí)施例電路連接示意圖；圖4是本實(shí)用新型基于高壓恒流器的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電路第一個(gè)實(shí)施例連接示意圖；圖5是本實(shí)用新型基于高壓恒流器的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電路第二個(gè)實(shí)施例連接示意圖；圖6是本實(shí)用新型基于高壓恒流器的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電路第三個(gè)實(shí)施例連接示意圖；圖7是本實(shí)用新型基于高壓恒流器的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的電路第四個(gè)實(shí)施例連接示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0038]如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種高壓恒流器，包括啟動(dòng)開關(guān)101，其特征在于所述啟動(dòng)開關(guān)101的漏極為所述高壓恒流器的高壓輸入端，源極連接到一充電通路102的輸入端；所述充電通路102的第一輸出端作為所述高壓恒流器的輸出端并連接一充電電容到地，第二輸出端連接到一恒流控制電路103的輸入端；所述恒流控制電路103的輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)101的柵極；所述啟動(dòng)開關(guān)101的柵極還連接到一上電響應(yīng)開關(guān)電路104的一輸出端，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104的另一輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)101的源極，同時(shí)，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104還有一輸入端作為所述高壓恒流器的控制輸入端用以接收一外部控制信號(hào)。如圖3是本實(shí)用新型高壓恒流器實(shí)施例的連接示意圖。圖中輸入端HV連接啟動(dòng)開關(guān)101的漏極；所述啟動(dòng)開關(guān)101的源極連接充電通路102的輸入端；所述充電通路102包括一個(gè)電流鏡110、al個(gè)串聯(lián)的二極管Dl和a2個(gè)串聯(lián)的二極管，其中al是大于等于I的常量，a2是大于等于O的常量；所述電流鏡110的第一輸出端經(jīng)al個(gè)串聯(lián)的二極管Dl作為所述充電通路102的第一輸出端，連接一充電電容Cvcc到地，第二輸出端作為所述充電通路102的第二輸出端連接到恒流控制電路103的輸入端，輸入端接有a2個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述充電通路102的輸入端。所述恒流控制電路103包括一個(gè)電流控制電壓源CCVS111、一個(gè)比較器113和一個(gè)第一開關(guān)Kl ;所述電流控制電壓源111的輸入端作為所述恒流控制電路103的輸入端，輸出端連接到所述比較器113的正輸入端；所述比較器113的負(fù)輸入端接一個(gè)基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref，輸出端接所述第一開關(guān)Kl的控制端；所述第一開關(guān)Kl的一端作為所述恒流控制電路103的輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)101的柵極，另一端連接到地。上電響應(yīng)開關(guān)電路104包括一個(gè)電阻R1、一個(gè)電壓控制電壓源VCVS 112、一個(gè)第二開關(guān)K2和b個(gè)二極管D2，其中b是大于等于I的常量；所述第二開關(guān)K2的一端連接到地，另一端作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104的一輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)101的柵極，控制端連接到所述電壓控制電壓源112的輸入端并作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104的控制輸入端；所述電壓控制電壓源112的輸出端經(jīng)b個(gè)串聯(lián)的二極管D2作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104的另一輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)101的源極；所述電阻Rl并聯(lián)在所述上電響應(yīng)開關(guān)電路104的兩輸出端之間。具體工作原理為剛開始上電時(shí),啟動(dòng)電容Cvcc上的起始電壓為0V,啟動(dòng)開關(guān)101由于電阻Rl的連接使得其柵極和源極的電壓相等。啟動(dòng)開關(guān)101在起始階段開啟，高壓輸入端HV通過啟動(dòng)開關(guān)101的電流流經(jīng)電流鏡110和二極管Dl，向Cvcc充電。二極管D2反相截止。 電流鏡110輸出一個(gè)鏡像電流114，恒流控制電路103中的電流控制電壓源111檢測(cè)電流信號(hào)114,產(chǎn)生一個(gè)電壓信號(hào)Vm，Vm隨114信號(hào)增大而增大，當(dāng)Vm大于比較器的基準(zhǔn)電壓Vref時(shí)，輸出一個(gè)反饋信號(hào)控制第一開關(guān)Kl的閉合，從而控制啟動(dòng)開關(guān)101的柵極和源極，減小流過101的電流，也就減小114信號(hào)。由此可以得到一個(gè)恒定的充電電流。當(dāng)Cvcc上的電壓VCC達(dá)到系統(tǒng)的開啟電壓時(shí)，通過外部控制(如利用PWM/PFM調(diào)制器)將UVLO信號(hào)從O V跳變?yōu)?V控制K2閉合，將啟動(dòng)開關(guān)101的柵極電壓拉低，同時(shí)電壓控制電壓源112輸出一個(gè)電壓信號(hào)Vn。此電壓經(jīng)二極管D2將啟動(dòng)開關(guān)101的源極電壓嵌位至其閾值電壓以上，徹底關(guān)斷啟動(dòng)開關(guān)101，啟動(dòng)開關(guān)101上不再有電流流過。此時(shí)VCC比啟動(dòng)開關(guān)101的源極電壓高，電流鏡110不再有電流流過。Rl上的電流只由電壓控制電壓源112的輸出電壓Vn經(jīng)D2提供。當(dāng)設(shè)置電阻Rl為大電阻時(shí)，可以將其上流經(jīng)的電流減小到微安培級(jí)別。比如可以設(shè)置Rl為350K，啟動(dòng)開關(guān)101的源極電壓嵌位至7V，這樣流經(jīng)Rl的電流為20微安。由于此時(shí)啟動(dòng)開關(guān)101被徹底關(guān)斷，所以高壓輸入端HV到啟動(dòng)電容Cvcc之間不再有電流通路，達(dá)到了啟動(dòng)開關(guān)上的零功率損失。啟動(dòng)時(shí)，由于對(duì)充電電流的恒流控制，實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)時(shí)間不再跟隨高壓輸入端HV電壓變化，在高低壓輸入條件下，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間都相等。這里要說明的是本實(shí)用新型盡管以示例方式應(yīng)用于開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中，但本實(shí)用新型本身具有示例以外更廣的應(yīng)用范圍。如圖4是基于所述高壓恒流器的開關(guān)電源電路的第一個(gè)實(shí)施例，包括控制電路1100、功率開關(guān)Q2、變壓器Tl、二極管Dvcc和反饋單元1300，其特征在于所述控制電路1100由所述高壓恒流器100與PWM/PFM調(diào)制器(即脈沖寬度調(diào)制器或者脈沖頻率調(diào)制器)110組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端HV連接所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第一端并連接到高壓輸入(Vin)，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器110并且連接所述二極管D2到所述變壓器Tl供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器110 —輸出端連接到所述高壓恒流器100的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)Q2的柵極上；所述功率開關(guān)Q2兩端連接在所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器Tl次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)1200 ;所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200設(shè)有一電容Co和二極管Do組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元1100的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200的反饋端或者所述變壓器Tl供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器110。高壓輸入端Vin經(jīng)高壓恒流器100對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，啟動(dòng)電容Cvcc上的電壓VCC達(dá)到啟動(dòng)電壓后，控制PWM/PFM調(diào)制器110輸出UVLO信號(hào)，關(guān)斷高壓恒流器100內(nèi)部的啟動(dòng)開關(guān)101，PWM/PFM調(diào)制器110控制功率開關(guān)Q2開啟，變壓器Tl的初級(jí)線圈有電流流過，當(dāng)變壓器Tl初級(jí)電流達(dá)到限流值時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110關(guān)斷功率開關(guān)Q2，變壓器Tl通過反激的形式在次級(jí)線圈和供電線圈都產(chǎn)生電流。PWM/PFM調(diào)制器110通過反饋單元1300的信號(hào)控制功率開關(guān)Q2的脈沖寬度/脈沖頻率，穩(wěn)定輸出電壓Vo。同時(shí)PWM/PFM調(diào)制器110的供電電壓VCC由變壓器Tl供電線圈對(duì)Cvcc充電來(lái)提供，當(dāng)輸出電壓Vo穩(wěn)定時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110供電電壓VCC也穩(wěn)定。如圖5是基于所述高壓恒流器的開關(guān)電源電路的第二個(gè)實(shí)施例，包括控制電路1100、功率開關(guān)Q2、變壓器Tl、二極管Dvcc和反饋單元1300，其特征在于所述控制電路1100由所述高壓恒流器100與PWM/PFM調(diào)制器110組成；所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第一端連接高壓輸入(Vin);所述高壓恒流器的高壓輸入端HV連接所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器110并且連接所述二極管D2到所述變壓器Tl供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器110 —輸出端連接到所述高壓恒流器100的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)Q2的柵極上；所述功率開關(guān)Q2兩端連接在所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器Tl次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)1200 ;所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200設(shè)有一電容Co和二極管Do組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元1100的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200的反饋端或者所述變壓器Tl供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器110。[0049]高壓輸入端Vin經(jīng)變壓器Tl的初級(jí)線圈和高壓恒流器100對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，啟動(dòng)電容Cvcc上的電壓VCC達(dá)到啟動(dòng)電壓后，PWM/PFM調(diào)制器110輸出UVLO信號(hào)，關(guān)斷高壓恒流器100內(nèi)部的啟動(dòng)開關(guān)101，PWM/PFM調(diào)制器110控制功率開關(guān)Q2開啟，變壓器Tl的初級(jí)線圈有電流流過。當(dāng)變壓器Tl初級(jí)電流達(dá)到限流值時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110關(guān)斷功率開關(guān)Q2，變壓器Tl通過反激的形式在次級(jí)線圈和供電線圈都產(chǎn)生電流。PWM/PFM調(diào)制器110通過反饋單元1300的信號(hào)控制功率開關(guān)Q2的脈沖寬度/脈沖頻率，穩(wěn)定輸出電壓Vo。同時(shí)PWM/PFM調(diào)制器110的供電電壓VCC由變壓器Tl供電線圈對(duì)Cvcc充電來(lái)提供，當(dāng)輸出電壓Vo穩(wěn)定時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器供電電壓VCC也穩(wěn)定。如圖6是基于所述高壓恒流器的開關(guān)電源電路的第三個(gè)實(shí)施例，包括控制電路1100、功率開關(guān)Q2、變壓器Tl和反饋單元1300，其特征在于所述控制電路1100由所述高壓恒流器100與PWM/PFM調(diào)制器110組成；所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第一端連接高壓輸A(Vin);所述高壓恒流器的高壓輸入端HV連接所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器110 ;所述PWM/PFM調(diào)制器110 —輸出端連接到所述高壓恒流器100的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)Q2的柵極上；所述功率開關(guān)Q2兩端連接在所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器Tl次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)1200 ;所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200設(shè)有一電容Co和二極管Do組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元1100的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200的反饋端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器110。高壓輸入端Vin經(jīng)變壓器的初級(jí)線圈和高壓恒流器100對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，啟動(dòng)電容Cvcc上的電壓VCC達(dá)到啟動(dòng)電壓后，PWM/PFM調(diào)制器110輸出UVLO信號(hào)，關(guān)斷高壓恒流器100內(nèi)部的啟動(dòng)開關(guān)101。PWM/PFM調(diào)制器110控制功率開關(guān)Q2開啟，變壓器Tl的初級(jí)線圈有電流流過。當(dāng)變壓器Tl初級(jí)電流達(dá)到限流值時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110關(guān)斷功率開關(guān)Q2，變壓器Tl通過反激的形式在次級(jí)線圈產(chǎn)生電流，同時(shí)由高壓恒流器100再次對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，無(wú)需變壓器Tl供電線圈。PWM/PFM調(diào)制器110通過反饋單元1300的信號(hào)控制功率開關(guān)Q2的脈沖寬度/脈沖頻率，穩(wěn)定輸出電壓No。如圖7是基于所述高壓恒流器的開關(guān)電源電路的第四個(gè)實(shí)施例，包括控制電路4100、功率開關(guān)Q2、變壓器Tl、二極管Dvcc和反饋單元1300，其特征在于所述控制電路4100由所述高壓恒流器100的上電響應(yīng)開關(guān)104、恒流控制電路103、充電通路102與PWM/PFM調(diào)制器110組成并且集成在一個(gè)集成塊中；所述高壓恒流器的啟動(dòng)開關(guān)101的漏極連接所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第一端并連接到高壓輸入(Vin);所述高壓恒流器100的輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器110并且連接所述二極管D2到所述變壓器Tl供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器110 —輸出端連接到所述高壓恒流器100的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)Q2的柵極上；所述功率開關(guān)Q2兩端連接在所述變壓器Tl初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器Tl次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)1200 ;所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200設(shè)有一電容Co和二極管Do組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元1100的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)1200的反饋端或者所述變壓器Tl供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器110。高壓輸入端Vin經(jīng)高壓恒流器100對(duì)啟動(dòng)電容Cvcc充電，啟動(dòng)電容Cvcc上的電壓VCC達(dá)到啟動(dòng)電壓后，控制PWM/PFM調(diào)制器110輸出UVLO信號(hào)，關(guān)斷高壓恒流器100內(nèi)部的啟動(dòng)開關(guān)101，PWM/PFM調(diào)制器110控制功率開關(guān)Q2開啟，變壓器Tl的初級(jí)線圈有電流流過，當(dāng)變壓器Tl初級(jí)電流達(dá)到限流值時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110關(guān)斷功率開關(guān)Q2，變壓器Tl通過反激的形式在次級(jí)線圈和供電線圈都產(chǎn)生電流。PWM/PFM調(diào)制器110通過反饋單元1300的信號(hào)控制功率開關(guān)Q2的脈沖寬度/脈沖頻率，穩(wěn)定輸出電壓Vo。同時(shí)PWM/PFM調(diào)制器110的供電電壓VCC由變壓器Tl供電線圈對(duì)Cvcc充電來(lái)提供，當(dāng)輸出電壓Vo穩(wěn)定時(shí)，PWM/PFM調(diào)制器110供電電壓VCC也穩(wěn)定。上列較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓恒流器，包括啟動(dòng)開關(guān)，其特征在于 所述啟動(dòng)開關(guān)的漏極為所述高壓恒流器的高壓輸入端，源極連接到一充電通路的輸入端; 所述充電通路的第一輸出端作為所述高壓恒流器的輸出端并連接一充電電容到地，第二輸出端連接到一恒流控制電路的輸入端； 所述恒流控制電路的輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)的柵極； 所述啟動(dòng)開關(guān)的柵極還連接到一上電響應(yīng)開關(guān)電路的一輸出端，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的另一輸出端連接到所述啟動(dòng)開關(guān)的源極，同時(shí)，所述上電響應(yīng)開關(guān)電路還有一輸入端作為所述高壓恒流器的控制輸入端用以接收一外部控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓恒流器，其特征在于所述充電通路包括一個(gè)電流鏡、al個(gè)串聯(lián)的二極管和a2個(gè)串聯(lián)的二極管，其中al是大于等于I的常量，a2是大于等于O的常量；所述電流鏡的第一輸出端經(jīng)al個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述充電通路的第一輸出端，第二輸出端作為所述充電通路的第二輸出端，輸入端接有a2個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述充電通路的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓恒流器，其特征在于所述恒流控制電路包括一個(gè)電流控制電壓源、一個(gè)比較器和一個(gè)第一開關(guān)；所述電流控制電壓源的輸入端作為所述恒流控制電路的輸入端，輸出端連接到所述比較器的正輸入端；所述比較器的負(fù)輸入端接一個(gè)基準(zhǔn)電壓信號(hào)，輸出端接所述第一開關(guān)的控制端；所述第一開關(guān)的一端作為所述恒流控制電路的輸出端，另一端連接到地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓恒流器，其特征在于所述上電響應(yīng)開關(guān)電路包括一個(gè)電阻、一個(gè)電壓控制電壓源、一個(gè)第二開關(guān)和b個(gè)二極管，其中b是大于等于I的常量；所述第二開關(guān)的一端連接到地，另一端作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的一輸出端，控制端連接到所述電壓控制電壓源的輸入端并作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的輸入端；所述電壓控制電壓源的輸出端經(jīng)b個(gè)串聯(lián)的二極管作為所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的另一輸出端；所述電阻并聯(lián)在所述上電響應(yīng)開關(guān)電路的兩輸出端之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的高壓恒流器，其特征在于所述啟動(dòng)開關(guān)是一個(gè)N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管或耗盡型高壓N型金屬氧化物半導(dǎo)體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓恒流器，其特征在于所述啟動(dòng)開關(guān)和一個(gè)功率開關(guān)集成在一個(gè)集成塊中，所述啟動(dòng)開關(guān)的漏極與所述功率開關(guān)的漏極連接在一起。
7.一種應(yīng)用權(quán)利要求1中的高壓恒流器制作而成的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器、二極管和反饋單元，其特征在于 所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第一端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器并且連接所述二極管到所述變壓器供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端或者所述變壓器供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源，其特征在于所述控制電路是由所述高壓恒流器與所述PWM/PFM調(diào)制器連接組成，其中所述高壓恒流器中的充電通路、恒流控制電路和上電響應(yīng)開關(guān)電路與所述PWM/PFM調(diào)制器集成在一個(gè)集成塊中。
9.一種應(yīng)用權(quán)利要求1中的高壓恒流器制作而成的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器、二極管和反饋單元，其特征在于 所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器并且連接所述二極管到所述變壓器供電線圈的第一端；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端或者所述變壓器供電線圈的第一端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1中的高壓恒流器制作而成的開關(guān)電源，包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器和反饋單元，其特征在于 所述變壓器初級(jí)線圈第一端為所述開關(guān)電源的高壓輸入端；所述控制電路由所述高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器組成；所述高壓恒流器的高壓輸入端連接所述變壓器初級(jí)線圈的第二端，輸出端連接所述PWM/PFM調(diào)制器；所述PWM/PFM調(diào)制器一輸出端連接到所述高壓恒流器的控制輸入端，另一輸出端連接到所述功率開關(guān)的柵極上；所述功率開關(guān)兩端連接在所述變壓器初級(jí)線圈的第二端和地之間；所述變壓器次級(jí)線圈連接有一輸出網(wǎng)絡(luò)；所述輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)有一電容和二極管組成的濾波網(wǎng)絡(luò)為負(fù)載供電并作為一反饋端；所述反饋單元的輸入端連接到所述輸出網(wǎng)絡(luò)的反饋端，輸出端連接到所述PWM/PFM調(diào)制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型高壓恒流器及應(yīng)用該高壓恒流器的開關(guān)電源，該高壓恒流器包括充電通路、啟動(dòng)開關(guān)、恒流控制電路和上電響應(yīng)開關(guān)電路，經(jīng)啟動(dòng)開關(guān)對(duì)啟動(dòng)電容恒流充電完成啟動(dòng)，并在啟動(dòng)后徹底關(guān)斷該啟動(dòng)開關(guān)，達(dá)到啟動(dòng)開關(guān)上的零功率損失；該開關(guān)電源包括控制電路、功率開關(guān)、變壓器和反饋單元，控制電路與反饋單元相連，以產(chǎn)生一個(gè)開關(guān)調(diào)制信號(hào)調(diào)節(jié)所述變壓器的脈沖寬度或者脈沖頻率，所述的控制電路由所述新型高壓恒流器與PWM/PFM調(diào)制器連接組成。該電源不僅能較好地抑制啟動(dòng)損耗而且能夠?qū)崿F(xiàn)全電壓范圍內(nèi)恒定的啟動(dòng)時(shí)間。
文檔編號(hào)H02M3/335GK202840921SQ201220390248
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者高耿輝, 葉英, 王利, 李鐸 申請(qǐng)人:大連連順電子有限公司, 友順科技股份有限公司, 福建福順微電子有限公司