包含功率開關(guān)的低電流啟動(dòng)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于對(duì)電源電壓電容（407）充電的電子電路（420）。該電子電路（420）包括：柵極接口（421）和將電子電路（420）分別連接到功率開關(guān)（304）的柵極和源極的源極接口（422）；將電子電路（420）連接到電源電壓電容（407）的電容接口（423）；將柵極接口（421）連接到電容接口（423）的啟動(dòng)路徑；其中該啟動(dòng)路徑提供等于或者高于功率開關(guān)（304）的閾值電壓的電壓到柵極接口（412）；以及將源極接口（422）連接到電容接口（423）的充電路徑；其中當(dāng)功率開關(guān)（304）處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該充電路徑提供充電電流到電容接口（423）。
【專利說(shuō)明】包含功率開關(guān)的低電流啟動(dòng)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率開關(guān)的控制，尤其涉及含有功率開關(guān)的電路裝置如開關(guān)電源的啟動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]功率開關(guān)用于開關(guān)電源如直流-直流電源轉(zhuǎn)換器如降壓轉(zhuǎn)換器或SEPIC轉(zhuǎn)換器。該電源轉(zhuǎn)換器可用于包括有可充電電池的電子裝置(例如計(jì)算機(jī)設(shè)備)和/或用于包括有LED和/或OLED的固態(tài)照明裝置的驅(qū)動(dòng)電路的充電器。
[0003]該電源轉(zhuǎn)換器包括能量轉(zhuǎn)換器網(wǎng)以及一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)，其中該一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)通常工作于開/關(guān)模式，因此能量從該電源轉(zhuǎn)換器的輸入邊轉(zhuǎn)換到該電源轉(zhuǎn)換器的輸出邊。該能量通常由市電提供。為了使該一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)工作，需要一個(gè)電源電壓Vcc。一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)的電源電壓可用電源電壓電容來(lái)提供。
[0004]電源轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)過(guò)程中，為了提供電源電壓Vcc，電源電壓電容需要充電。限制電源電壓電容的大小(例如因?yàn)槌叽绾统杀镜脑?和/或限制所需的啟動(dòng)電流來(lái)對(duì)電源電壓電容充電(例如為了限制市電電壓的負(fù)載)通常是有必要的。一旦電源電壓電容已充分充電以提供電源電壓Vcc，通常一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)僅能開始正常工作。這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或者多個(gè)功率開關(guān)和電源轉(zhuǎn)換器具有相對(duì)長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間(例如在數(shù)秒范圍)。
[0005]電源電壓電容可使用專用功率晶體管充電，該功率晶體管用于在啟動(dòng)過(guò)程中將電源電壓電容連接到(已整流的)市電電壓。使用專用的功率晶體管來(lái)啟動(dòng)電源轉(zhuǎn)換器很昂貴，所以減少所需的功率晶體管的數(shù)量是有必要的。
[0006]本發(fā)明致力于解決上述技術(shù)問題。特別是本發(fā)明描述了從市電電源對(duì)電壓電容充電(以產(chǎn)生用于功率開關(guān)的電源電壓)的電子電路。該電子電路允許低啟動(dòng)時(shí)間間隔和/或與低電容量電源電壓結(jié)合使用。更近一步，該電子電路能夠利用電源轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)功率開關(guān)來(lái)對(duì)電源電壓電容充電，因而不需要額外的專用功率晶體管，也就是說(shuō)因此降低了電源轉(zhuǎn)換器的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在本發(fā)明的一個(gè)方面，描述了用于對(duì)電源電壓電容充電的電子電路(在這里也涉及啟動(dòng)電路)。該電源電壓電容可用于提供電源電壓Vcc (例如12V或者更低)給源極控制功率開關(guān)的柵極。該源極控制功率開關(guān)可與電源電壓電容連接，該電源電壓電容用于向功率開關(guān)的柵極提供恒定電源電壓。該功率開關(guān)的源極可用于控制該功率開關(guān)的工作模式。例如，該功率開關(guān)的源極的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制信號(hào)可令該功率開關(guān)處于第一模式(也涉及為開/關(guān)模式)?？蛇x地，該功率開關(guān)的源極的連續(xù)控制信號(hào)可令該功率開關(guān)處于第二模式(也涉及為線性模式)。該控制信號(hào)可由包含于該電子電路的控制單元產(chǎn)生。
[0008]該功率開關(guān)可與能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。特別是，當(dāng)處于第一模式(也就是開/關(guān)模式)時(shí)該功率開關(guān)可形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。該能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)可包括反激式網(wǎng)絡(luò)，降壓網(wǎng)絡(luò)和/或SEPIC (單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器)網(wǎng)絡(luò)。該功率開關(guān)可包含晶體管，BJT (雙極性結(jié)型晶體管)或者IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。
[0009]該功率開關(guān)可為增強(qiáng)型功率開關(guān)(具有正閾值電壓)。可選地，該功率開關(guān)可為耗盡型功率開關(guān)(具有負(fù)閾值電壓)。通常，在高功率應(yīng)用中增強(qiáng)型功率開關(guān)優(yōu)于耗盡型功率開關(guān)。
[0010]功率開關(guān)(特別是增強(qiáng)型功率開關(guān))的漏極和柵極可與上拉電阻連接(例如直接連接)。該上拉電阻可具有相對(duì)高的電阻(例如在1ΜΩ范圍)以限制流經(jīng)該上拉電阻的電流(特別是在啟動(dòng)時(shí)間間隔后的正常工作期間，以降低能量損耗)。功率開關(guān)的漏極可通過(guò)例如，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)和/或通過(guò)整流單元與市電電壓連接。例如，功率開關(guān)的漏極可通過(guò)能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)的電感與市電電源連接。功率開關(guān)柵極的電壓可為已整流的市電電壓(如已使用半波或全波整流單元整流的市電電壓)。該市電電壓可為230V (交流50Hz)的市電或IIOV (交流60Hz)的市電。
[0011]啟動(dòng)電路可包含柵極端口和/或源極端口(例如各自的引腳)，該柵極端口和該源極端口可用于將啟動(dòng)電路分別連接到功率開關(guān)的柵極和源極。更近一步，啟動(dòng)電路可包含電容接口(例如引腳)，該電容接口可用于將啟動(dòng)電路連接到該電源電壓電容。
[0012]啟動(dòng)電路可包含用于將柵極接口連接到電容接口的啟動(dòng)路徑。啟動(dòng)路徑可用以將電壓施加到該柵極接口。其中該柵極接口的電壓為功率開關(guān)的閾值電壓或者高于功率開關(guān)的閾值電壓。特別地，啟動(dòng)路徑可用于形成具有上拉電阻(特別是增強(qiáng)型功率開關(guān))的分壓器。設(shè)置分壓器，使從市電電壓分出的電壓施加到功率開關(guān)的漏極時(shí)，柵極接口的電壓等于或者高于功率開關(guān)電源閾值電壓(柵極-源極)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，該啟動(dòng)路徑可包括具有預(yù)設(shè)的擊穿電壓的齊納二極管。該預(yù)設(shè)的擊穿電壓可等于或大于功率開關(guān)的閾值電壓。這樣可以確保從市電電壓分壓施加到功率開關(guān)的漏極時(shí)，功率開關(guān)柵極的壓降足夠高以啟動(dòng)功率開關(guān)(也就是令該功率開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài))，而在同一時(shí)間限制功率開關(guān)的柵極的壓降(以保護(hù)功率開關(guān))。
[0013]進(jìn)一步，該啟動(dòng)電路可包含將源極接口連接到電容接口的充電路徑。當(dāng)功率開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該充電路徑將充電電流提供給電容接口。該充電路徑可包含充電電阻，其中該充電電阻的阻抗使該電源電壓電容在預(yù)設(shè)的啟動(dòng)時(shí)間間隔里充電。換句話說(shuō)，充電電阻的阻抗由市電電壓(如230V),電源電壓的電容值(如I μ F到100 μ F)和/或預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間間隔(如IOms到50ms)決定。
[0014]啟動(dòng)路徑可包含第一旁路開關(guān)，當(dāng)該第一旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該第一旁路開關(guān)將齊納二極管旁路，特別地，第一旁路開關(guān)將柵極接口和電容接口之間短路，以將電源電壓電容直接連接到功率開關(guān)的柵極。同樣的，充電路徑可包含第二旁路開關(guān)，當(dāng)該第二旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該第二旁路開關(guān)將充電電阻旁路。可選地，該第二旁路開關(guān)可啟用或禁用該充電路徑。更進(jìn)一步，該充電路徑可包括與充電電阻串聯(lián)的充電二極管，該充電二極管用于阻擋從電容接口到源極接口的電流。第二旁路開關(guān)可與充電二極管串聯(lián)。第二旁路開關(guān)可僅將充電電阻旁路而不旁路充電二極管。
[0015]充電二極管可用于阻擋從電容接口流到源極接口的電流，從而防止電源電壓電容放電。更進(jìn)一步，充電二極管可在正常工作(在啟動(dòng)間隔之后)中起尖峰保護(hù)作用。
[0016]啟動(dòng)電路更包括控制單元。該控制單元可用于控制功率開關(guān)的工作模式(如第一和/或第二模式)。可選地，該控制單元可用于控制該第一和/或第二旁路開關(guān)。特別地，該控制單元可用于在預(yù)設(shè)開啟時(shí)間間隔中，保持第一和第二旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)。若該第二旁路開關(guān)用于啟用或禁用充電路徑，該控制單元可用于在預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間間隔中，保持該第二旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)(從而啟用充電路徑)。這樣做可確保在啟動(dòng)過(guò)程中，柵極電壓施加到功率開關(guān)的柵極(使用啟動(dòng)路徑)，從而令功率開關(guān)進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。更進(jìn)一步，可確保電源電壓電容在控制方式下充電(使用充電路徑)。因此，單個(gè)功率開關(guān)(也是電源轉(zhuǎn)換器的一部分)可用于為電源電壓電容提供首次充電。
[0017]更進(jìn)一步，該控制單元可在預(yù)設(shè)開啟時(shí)間間隔后，保持第一和第二旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)。換句話說(shuō)，控制單元可在預(yù)設(shè)開啟時(shí)間間隔后旁路齊納二極管和/或充電電阻。通常情況下，啟動(dòng)電路僅用于功率開關(guān)的最初啟動(dòng)(及其電源電壓Vcc)。啟動(dòng)以后，啟動(dòng)路徑和/或充電路徑可通過(guò)令第一和/或第二旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)的來(lái)無(wú)效，從而無(wú)效啟動(dòng)電路。因此，在啟動(dòng)時(shí)間間隔后的正常工作期間，(已充電的)電源電壓電容可直接與功率開關(guān)的柵極連接(由于第一旁路開關(guān))和/或可以避免由流過(guò)充電電阻引起的可能損耗(由于第二旁路開關(guān))。若該第二旁路開關(guān)用于啟用或禁用充電路徑，該控制單元可在預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間間隔中，保持該第二旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)(從而啟用充電路徑)。
[0018]通常情況下，電源轉(zhuǎn)換器或者包括電源轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動(dòng)電路(如SSL裝置)包括直流-直流轉(zhuǎn)換器，該直流-直流轉(zhuǎn)換器用于在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后對(duì)電源電壓電容再充電。這樣可確保(在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后的)正常工作過(guò)程中以高效能的方式提供電源電壓Vcc到功率開關(guān)柵極。
[0019]控制單元可進(jìn)一步用于令功率開關(guān)工作于某個(gè)換向周期率和/或占空比的開關(guān)模式(也就是第一模式)，從而形成與電源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。通過(guò)選擇合適的換向周期律和/或占空比，可設(shè)置電源轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換率。如上面指出的，功率開關(guān)可為功率晶體管。這樣的話，控制單元可使功率開關(guān)工作于線性模式(也就是第二模式)，因此受控的電流流過(guò)功率開關(guān)，從而給市電電壓提供受控的負(fù)載。如本發(fā)明陳述的，市電電壓的受控負(fù)載可用于確保在市電電壓的(由切相調(diào)光器引起的)切相角的可靠性保護(hù)。這樣該功率開關(guān)可用以切相角保護(hù)目的。控制單元可包括一個(gè)或者多個(gè)控制開關(guān)，該控制開關(guān)產(chǎn)生令功率開關(guān)工作于第一和/或第二模式的控制信號(hào)。特別地，該一個(gè)或者多個(gè)控制開關(guān)可產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制控制信號(hào)以令功率開關(guān)工作于開關(guān)模式。
[0020]總體來(lái)說(shuō)，該電子電路可令單個(gè)功率開關(guān)工作于三種不同的模式。特別地，該功率開關(guān)可工作于啟動(dòng)模式，從而通過(guò)功率開關(guān)啟用電源電壓電容的首次充電。更進(jìn)一步功率開關(guān)可工作于第一(開關(guān))模式(從而將該功率開關(guān)作為電源轉(zhuǎn)換器)，和/或該功率開關(guān)可工作于第二模式(從而將功率開關(guān)作為切相角保護(hù)的受控回路)。
[0021]在另一個(gè)方面，本發(fā)明描述了用于對(duì)電源電壓電容的電子電路。如本發(fā)明概述的，電源電壓電容可提供電源電壓到源極控制功率開關(guān)的柵極。該源極控制功率開關(guān)可與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。
[0022]在本發(fā)明的再一個(gè)方面描述了電路裝置。該電路裝置可為驅(qū)動(dòng)電路如SSL裝置的驅(qū)動(dòng)電路。該電路裝置可包括源極控制功率開關(guān)和電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)。該功率開關(guān)可與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。更進(jìn)一步，該電路裝置可包括電源電壓電容，其中電源電壓電容可將電源電壓提供給功率開關(guān)的柵極。另外，該電路裝置可包括連接到功率開關(guān)的漏極和柵極的上拉電阻。功率開關(guān)的漏極可連接到市電電壓。換句話說(shuō)，功率開關(guān)的漏極電壓可為源于市電電壓的電壓。
[0023]另外，該電路裝置可包括本發(fā)明描述的電子電路(也就是啟動(dòng)電路)。該電子電路可用于在電路裝置啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)電源電壓電容充電。此外，該電子電路可使該電子電路的啟動(dòng)路徑無(wú)效和/或減小該電子電路在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后的正常工作過(guò)程中充電路徑的損耗。
[0024]該電路裝置的功率開關(guān)可作為電平轉(zhuǎn)換器，從而使電子電路免受市電電壓的傷害。因此，該電子電路的原件不需要經(jīng)受相對(duì)高的電壓如市電電壓。所以，該電子電路可為使用CMOS技術(shù)的集成電路。
[0025]應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明概述的實(shí)施例中的方法和系統(tǒng)是單獨(dú)的或者可與本發(fā)明的其他方法和系統(tǒng)結(jié)合。系統(tǒng)中描述的特征同樣也適用于相應(yīng)的方法，反之亦然。此外，本發(fā)明概述的方法和系統(tǒng)的所有方面可任意組合。特別地，權(quán)利要求的特征可與另一任意方式的特征結(jié)合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]下面本發(fā)明以示例的方式參照附圖作出說(shuō)明，其中
[0027]圖1為燈泡組件實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖2a為SSL燈的驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2b為SSL燈的驅(qū)動(dòng)電路控制單元實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖3a為電源電壓電容首次充電的示例電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖3b為電源電壓電容首次充電的示例電路的另一結(jié)構(gòu)圖；
[0032]圖4為當(dāng)使用耗盡型功率開關(guān)時(shí)，電源電壓電容首次充電示的例電路的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]如【背景技術(shù)】部分指出的，本發(fā)明旨在提供用于從市電電源產(chǎn)生電源，具有低啟動(dòng)時(shí)間和成本效益的電壓電子電路。該電子電路將以SSL設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電路為背景進(jìn)行描述，因?yàn)楫?dāng)該電子電路用于該驅(qū)動(dòng)電路時(shí)，該電子電路特別有用。然而，應(yīng)當(dāng)要注意的是，該電子電路也產(chǎn)生電源電壓提供給用于其他裝置(如電子設(shè)備的充電器的情況或者更一般地開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的情況)的功率開關(guān)。
[0034]通常地，歐洲電源為50Hz，230-240V的交流電，北美電源為60Hz，110-120V的交流電。本發(fā)明涉及一般市電電源，以及本發(fā)明的原理應(yīng)用于任何合適的電源，包括已提及的市電/電力線，直流電源以及整流的交流電源。在某些應(yīng)用中，直流電源可輸入到驅(qū)動(dòng)電路。例如，市電電壓的后備電池(直流電源)的情況。
[0035]圖1為燈泡組件的示意圖。組件I包括燈泡外殼2和電連接模塊4。電連接模塊4可為螺口型或者卡口型。電連接模塊的通常例子為E11，E14以及E27歐洲螺口型和E12，E17以及E26北美螺口型。更進(jìn)一步，光源6 (通常也為發(fā)光體)設(shè)置于外殼2中。例如，光源6為固態(tài)光源6,如發(fā)光二極管(LED)或者有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)(后來(lái)的技術(shù)也稱為固態(tài)發(fā)光SSL)。光源6可由單個(gè)發(fā)光器件或者多個(gè)LED提供。在本發(fā)明中使用SSL裝置作為光源6的例子。[0036]驅(qū)動(dòng)電路8位于燈泡外殼2中，用于將從電連接模塊4接收的電源轉(zhuǎn)換成用于光源6的受控驅(qū)動(dòng)電流。在固態(tài)光源6的情況下，驅(qū)動(dòng)電路8用于提供受控的直流驅(qū)動(dòng)電流給光源6。
[0037]傳統(tǒng)燈泡組件(白熾燈)的照明度可使用所謂的切相調(diào)光器控制，切相調(diào)光器用于切除市電電源的前沿和/或后沿。當(dāng)控制基于燈泡組件I的固態(tài)照明的照明度時(shí)，切相調(diào)光器通常不能正確地運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致如閃爍，多次啟動(dòng)等問題。
[0038]圖2a為使用受輸入電壓341控制的調(diào)光器來(lái)控制SSL裝置104的照明度的示例系統(tǒng)300.該示例系統(tǒng)300可包括驅(qū)動(dòng)電路8 (例如驅(qū)動(dòng)電路350)以及圖1中的光源6 (如SSL裝置104)。該系統(tǒng)300的輸入電壓341由市電電壓電源308提供(如提供給調(diào)光器)。驅(qū)動(dòng)電路350用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓342和驅(qū)動(dòng)電流345。驅(qū)動(dòng)電壓350通常為對(duì)應(yīng)于SSL裝置104的開啟電壓的恒定電壓。驅(qū)動(dòng)電流345通常為與SSL裝置104設(shè)定的照明度對(duì)應(yīng)的恒定電流。
[0039]驅(qū)動(dòng)電路350可包括整流單元306，整流單元306用于對(duì)輸入電壓341進(jìn)行整流。整流單元306可包括半波或者全波整流器。更進(jìn)一步，整流單元306可包括EMI (電磁干涉)濾波元件。一般來(lái)說(shuō)，整流單元306用于與穩(wěn)定電容307結(jié)合，穩(wěn)定電容用于平滑已整流的輸入電壓。
[0040]更進(jìn)一步，驅(qū)動(dòng)電路350通常包括電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)331。在顯示的例子中，電源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)331為SEPIC (單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器)網(wǎng)絡(luò)，SEPIC網(wǎng)絡(luò)包括線圈332，電容333，335和二極管/開關(guān)304。電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)331可用于與開關(guān)304結(jié)合形成用于將能量從輸入電壓341轉(zhuǎn)移到負(fù)載104的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。特別地，能量轉(zhuǎn)換器331，304可工作以使已整流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成SSL裝置104的恒定電壓342。
[0041]開關(guān)304 (如晶體管，特別是功率晶體管)可工作于第一模式(也涉及為開/關(guān)模式)，其中開關(guān)304以預(yù)設(shè)的換向周期率和預(yù)設(shè)的占空比在導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間變換(其中占空比規(guī)定了在換向周期中導(dǎo)通狀態(tài)的部分)。換向周期率和占空比可用于控制電源轉(zhuǎn)換器331，304的轉(zhuǎn)換率。此外，開關(guān)304可工作于第二模式(也涉及為線性模式)。開關(guān)304控制允許預(yù)設(shè)的漏極-源極電流通過(guò)該開關(guān)304。通過(guò)該開關(guān)304的電流可用于重置(已整流的)輸入電壓341。特別地，通過(guò)該開關(guān)304的電流可用于對(duì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的電容307放電，從而允許訪問“不平滑的”(已整流)輸入電壓341，以允許切相角的可靠測(cè)試。另夕卜，流過(guò)開關(guān)304的受控電流代表了市電電壓308的受控負(fù)載，從而確保了切相調(diào)光器的功能。這樣，開關(guān)304可用于可靠地檢測(cè)由切相調(diào)光器設(shè)置的輸入電壓341的切相角。
[0042]開關(guān)304的第一和第二模式通過(guò)由控制單元320產(chǎn)生的柵極控制信號(hào)343控制?？刂茊呜?20可包括模式選擇器321,該模式選擇器321用于在第一控制信號(hào)產(chǎn)生單兀325和第二控制信號(hào)產(chǎn)生單元322之間轉(zhuǎn)換。第一控制信號(hào)產(chǎn)生單元325用于產(chǎn)生用于開關(guān)304第一模式的柵極控制信號(hào)343，第二控制信號(hào)產(chǎn)生單元322用于產(chǎn)生用于開關(guān)304第二模式的柵極控制信號(hào)343?？刂七壿?24可用于控制基于反饋信號(hào)344的模式選擇器321，其中反饋信號(hào)344可表示流過(guò)開關(guān)304的電流。例如，流過(guò)開關(guān)304的電流可由傳感電阻305檢測(cè)，從而給傳感電阻305提供壓降，該壓降與流過(guò)開關(guān)304的電流成正比。在示例中，反饋信號(hào)344對(duì)應(yīng)于傳感電阻305的壓降并且與流過(guò)開關(guān)304的電流成正比。
[0043]為了使開關(guān)304工作于第一模式，控制邏輯324設(shè)置模式選擇器321以使開關(guān)304的柵極與包括運(yùn)算放大器的第一控制信號(hào)產(chǎn)生單元325連接。更進(jìn)一步，控制邏輯324可用于提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，脈沖寬度調(diào)制信號(hào)由第一控制信號(hào)產(chǎn)生單元325轉(zhuǎn)換成柵極控制信號(hào)343，柵極控制信號(hào)343令開關(guān)304在預(yù)設(shè)的換向轉(zhuǎn)換周期和預(yù)設(shè)的占空比中在導(dǎo)通狀態(tài)和斷開狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。
[0044]為了使開關(guān)304工作于第二模式，控制邏輯324設(shè)置模式選擇器321以使開關(guān)304的柵極與包括比較器的第二控制信號(hào)產(chǎn)生單元322連接。比較器可使用反饋信號(hào)344執(zhí)行反饋回路，從而決定柵極控制信號(hào)343而使反饋信號(hào)344對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的參考信號(hào)326。特別地，可確定柵極控制信號(hào)343以使流過(guò)開關(guān)304的電流對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的放電電流?？蛇x擇預(yù)設(shè)的放電電流以使驅(qū)動(dòng)電路350的元件(尤其是電源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)331和整流器306)受到過(guò)載保護(hù)和/或放電在預(yù)設(shè)的放電時(shí)間間隔內(nèi)執(zhí)行。更進(jìn)一步，預(yù)設(shè)的放電電流可根據(jù)市電電壓308所需的負(fù)載設(shè)置，以確保輸入電壓341的切相角的可靠保護(hù)。通常預(yù)設(shè)的放電電流由過(guò)載保護(hù)和放電時(shí)間間隔之間折中決定?？蛇x地，預(yù)設(shè)的放電電流可基于功率損耗的考慮決定。例如，預(yù)設(shè)的放電電流可設(shè)在10mA，IOOmA或者200mA范圍?？刂茊卧?20可還包括反饋處理模塊323，用于分析反饋信號(hào)344.[0045]控制邏輯324可決定象征切相角的切相時(shí)間間隔。切相時(shí)間間隔可對(duì)應(yīng)于開關(guān)304進(jìn)入第二模式時(shí)和輸入電壓341高于預(yù)設(shè)閾值時(shí)之間(也就是說(shuō)檢測(cè)到切相調(diào)光器開啟)的時(shí)間間隔。換句話說(shuō)，如果檢測(cè)到切相調(diào)光器開啟，控制邏輯324可控制模式選擇器321令開關(guān)304進(jìn)入第一模式。
[0046]進(jìn)一步，圖3a的驅(qū)動(dòng)電路350可包括輸入電壓測(cè)量器件390 (如分壓器)。輸入電壓測(cè)量器件390可將輸入電壓341分出的電壓392提供給控制單元320.控制單元320可包括接收電壓392的引腳。當(dāng)(絕對(duì))輸入電壓341大于預(yù)設(shè)輸入電壓閾值時(shí)，控制單元320可用于令開關(guān)304工作于第一模式。更進(jìn)一步，當(dāng)(絕對(duì))輸入電壓341小于預(yù)設(shè)輸入電壓閾值(指示輸入電壓341的切相角)時(shí)，控制單元320可用于令開關(guān)304工作于第二模式。
[0047]這樣，單個(gè)功率開關(guān)304可工作于最少兩種不同的模式，從而提供兩種不同的功能。特別地，單個(gè)功率開關(guān)304可工作于第一(開/關(guān))模式，從而提供與電源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)331結(jié)合的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。進(jìn)一步，單個(gè)功率開關(guān)304可作為受控的電流源工作于第二 (線性)模式，從而啟用輸入電壓341的切相角的可靠保護(hù)。
[0048]圖3b展示了示例的驅(qū)動(dòng)電路300的控制單元320，380的結(jié)構(gòu)圖。圖3b的控制單元320對(duì)應(yīng)于圖3b中的控制單元。更進(jìn)一步，圖3b的控制單元包括開關(guān)372，開關(guān)372用于提供脈沖寬度調(diào)制柵極控制信號(hào)343給開關(guān)304，以將開關(guān)304工作于開/關(guān)模式。另夕卜，圖3b的控制單元320包括晶體管371，晶體管371用于控制開關(guān)304的柵極控制信號(hào)343，從而控制流過(guò)開關(guān)304的電流。
[0049]圖3b (右手邊)展示了示例的控制單元380的結(jié)構(gòu)圖，控制單元380可用于與柵極控制開關(guān)304結(jié)合。在這種情況下，開關(guān)304具有電平轉(zhuǎn)換器的功能，該電平轉(zhuǎn)換器由開關(guān)304的源極控制的。圖3b的開關(guān)304 (右手邊)與電源電壓Vcc (如Vcc=12V)連接。控制單元380包括第一支路，第一支路包括PMW驅(qū)動(dòng)器381和工作于開/關(guān)模式的PMW控制開關(guān)。進(jìn)一步，控制單元380包括第二支路，第二支路包括開關(guān)383和電流源384。第一支路可令開關(guān)304工作于第一模式(也就是開/關(guān)模式)。第二支路可令開關(guān)304工作于第二模式(也就是線性模式)。流過(guò)功率開關(guān)304的電流可用電流源384來(lái)固定。當(dāng)工作于第二模式時(shí)，第一支路的開關(guān)382可保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。因沒有包括控制回路和/或使用少數(shù)的引腳，控制單元380是有益的。
[0050]這樣，單個(gè)功率開關(guān)304可工作于最少兩種不同的模式，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)電路350提供兩種不同的功能。如上面提到的，功率開關(guān)304的電壓電源Vcc從市電電源308產(chǎn)生。在驅(qū)動(dòng)電路350啟動(dòng)過(guò)程中(如當(dāng)具有驅(qū)動(dòng)電路350的燈泡組件I打開時(shí))，電源電壓Vcc可以在短啟動(dòng)時(shí)間間隔內(nèi)提供(如為了確保在已經(jīng)打開組件I之后，燈泡組件I在短時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)光)?？梢酝ㄟ^(guò)使用額外的外部功率開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該外部功率開關(guān)將市電308 (和/或輸入電壓341)與電源電壓電容連接以對(duì)電源電壓電容充電，電源電壓電容提供電壓電源Vcc。但是，缺點(diǎn)是使用額外的外部功率開關(guān)相當(dāng)昂貴。
[0051]圖3a展示了電子電路420的結(jié)構(gòu)圖，電子電路420允許短啟動(dòng)時(shí)間以提供穩(wěn)定電壓電源Vcc。圖3a的電子電路420用于在相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)電源電壓電容407充電，不需要額外的外部功率開關(guān)。圖3a的電子電路420利用已使用的功率開關(guān)304來(lái)提供開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器(當(dāng)工作于第一模式)。
[0052]圖3a展示了工作于源極控制方式的開關(guān)304 (與圖2b類似，右手邊)。更進(jìn)一步，圖3a展示了控制開關(guān)401，控制開關(guān)401可令開關(guān)304工作于一個(gè)或者多個(gè)模式。例如，控制開關(guān)401可用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制(PMW)源信號(hào)，從而使功率開關(guān)304工作于第一(也就是開/關(guān))模式?？蛇x地，控制開關(guān)可工作為受控電流源，從而將功率開關(guān)304工作于第二模式(也就是線性)模式。這樣，控制開關(guān)401可具有圖2b中的控制單元320，380的功能(或者可包括于圖2b中的控制單元320，380)
[0053]圖3a中的電子電路可用于驅(qū)動(dòng)電路350的啟動(dòng)階段以使用電源電壓電容407產(chǎn)生功率開關(guān)304的電源電壓Vcc。電源電壓電容407的電容值可為I到10或者100 μ F范圍。如上面所述的，功率開關(guān)304可通過(guò)電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)或者通過(guò)整流單元306與市電電源308連接。在啟動(dòng)期間，功率開關(guān)304可(默認(rèn))處于斷開狀態(tài)。這是由于在啟動(dòng)期間功率開關(guān)304的柵極-源極電壓不超過(guò)功率開關(guān)304的閾值電壓VT。
[0054]電子電路420可包括柵極接口 421 (如引腳)，柵極接口 421用于將電子電路420與功率開關(guān)304的柵極連接。更進(jìn)一步，電子電路420可包括電容接口 423(如引腳)，電容接口 423用于將電子電路420連接到電源電壓電容407。另外，電子電路420可包括源極接口 421 (如引腳)，源極接口 421用于將電子電路420與功率開關(guān)304的源極連接。
[0055]電子電路420包括齊納二極管403，齊納二極管403相對(duì)于已整流的市電電壓(和/或已整流的輸入電壓341)工作于反向偏置的模式。圖3a的齊納二極管403可與上拉電阻402 (上拉電阻402具有相對(duì)高的如在1ΜΩ范圍的阻抗)串聯(lián)。上拉電阻402通常用于承受高電壓(在市電電壓范圍)。在啟動(dòng)過(guò)程中，上拉電阻402，(反向偏置的)齊納二極管403以及電源電壓電容407可與(已整流的)市電電壓(和/或已整流的輸入電壓341)串聯(lián)。更進(jìn)一步，上拉電阻402可設(shè)置于功率二極管304的柵極和電源電壓電容407之間。特別地，上拉電阻402和齊納二極管403可形成(經(jīng)整流的)市電電壓(或源于市電電壓的電壓)的分壓器，該分壓器的中間點(diǎn)(直接)連接到功率開關(guān)304柵極。
[0056]齊納二極管403可具有擊穿電壓(也涉及為齊納電壓)。擊穿電壓可適應(yīng)于功率開關(guān)304的閾值電壓VT，例如擊穿電壓可高于5V范圍，其中閾值電壓Vt在IV范圍。在啟動(dòng)過(guò)程中，也就是說(shuō)，當(dāng)施加市電電壓308 (或者源于市電電壓的電壓)到包括電子電路420的驅(qū)動(dòng)電路350時(shí)，齊納二極管403確保功率開關(guān)304柵極的(幾乎)瞬時(shí)壓降，其中瞬時(shí)壓降由(也通常對(duì)應(yīng)于)齊納二極管403的擊穿電壓限制。盡管電源電壓電容407還沒有充電，通過(guò)選擇基于功率開關(guān)304的閾值電壓Vt的齊納二極管403的擊穿電壓，可確保功率開關(guān)304 (幾乎)立即轉(zhuǎn)到導(dǎo)通狀態(tài)。這樣功率開關(guān)304可對(duì)電源電壓電容407充電。
[0057]齊納二極管403工作于或者高于其擊穿電壓。充電電流可流過(guò)上拉電阻402以及(反向偏置的但被擊穿的)齊納二極管403，從而對(duì)電源電壓電容407充電。上拉電阻402通常選擇相對(duì)高的阻抗(如在1ΜΩ范圍)，以限制流過(guò)上拉電阻402的電流，從而限制在隨后的驅(qū)動(dòng)電路350和電子電路420的(正常)工作中引起的損耗。
[0058]第一旁路開關(guān)405 (與示例的柵極-源極電阻406結(jié)合)可與齊納二極管403串聯(lián)。當(dāng)?shù)谝慌月烽_關(guān)405處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，第一旁路開關(guān)405可將齊納二極管403旁路。特別是，當(dāng)?shù)谝慌月烽_關(guān)405處于導(dǎo)通狀態(tài)，將齊納二極管403旁路時(shí)，第一旁路開關(guān)405可將上拉電阻402與電源電壓電容407連接。在電子電路420啟動(dòng)期間，第一旁路開關(guān)405處于斷開狀態(tài)(從而允許齊納二極管403提供擊穿電壓)。第一旁路開關(guān)405可在啟動(dòng)之后轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)(使用控制開關(guān)412)。例如，第一旁路開關(guān)405可在預(yù)設(shè)的充電時(shí)間間隔之后轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)(從而確保電源電壓電容充分充電以提供電源電壓Vcc)，以及/或者當(dāng)電源電壓電容407的壓降高于預(yù)設(shè)的電壓閾值(如電源電壓Vcc的預(yù)設(shè)部分)，第一旁路開關(guān)405可轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)。第一旁路開關(guān)405通常在啟動(dòng)后保持導(dǎo)通狀態(tài)，從而確保來(lái)源于電源電壓電容407的電源電壓Vcc可直接提供給功率開關(guān)304的柵極。
[0059]上拉電阻402通常與功率開關(guān)304的柵極電容形成RC電路，柵極電容在InF范圍。這意味著在由功率開關(guān)304的柵極電容和上拉電阻402的阻抗的乘積提供的時(shí)間間隔(如lMQ*lnF，時(shí)間間隔約為Ims)之后，功率開關(guān)304轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)，響應(yīng)于施加齊納二極管403的擊穿電壓到功率開關(guān)304柵極。
[0060]電子電路420還包括與充電開關(guān)408 (充電二極管)串聯(lián)的充電電阻409。充電電阻409和充電開關(guān)408可形成充電路徑。充電路徑可將功率開關(guān)304的源極與電源電壓電容407連接。進(jìn)一步，充電路徑可與功率開關(guān)304的柵極連接(如通過(guò)齊納二極管403)。
[0061]當(dāng)功率開關(guān)304轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)(施加齊納二極管403的擊穿電壓到功率開關(guān)304柵極之后)，漏極-柵極電流流過(guò)功率開關(guān)304和充電路徑到電源電壓電容407。這樣，電源電壓電容407通過(guò)功率開關(guān)304充電，充電時(shí)間通過(guò)調(diào)節(jié)充電電阻409的阻抗來(lái)調(diào)節(jié)。通常，充電電阻409的壓降由齊納二極管402的擊穿電壓和功率開關(guān)304的閾值電壓Vt的差來(lái)提供(以及可能是充電開關(guān)408的壓降)。假如擊穿電壓電源是5V以及閾值電壓\是IV，充電電阻的壓降約為4V。例如，充電電阻409的阻抗選擇為允許電源電壓電容407充電的阻抗，也就是說(shuō)啟動(dòng)時(shí)間間隔在10-50ms范圍。假如電源電壓電容407為100 μ F，啟動(dòng)充電電阻約為100 Ω。
[0062]與第一旁路開關(guān)405類似，第二旁路開關(guān)410 (與柵極-源極電阻413結(jié)合)可與充電電阻409串聯(lián)，從而在電源電壓電容407的首次充電之后允許旁路充電電阻409。第二旁路開關(guān)410可通過(guò)各自的控制開關(guān)411控制。與第一旁路開關(guān)405類似，在啟動(dòng)電子電路420和驅(qū)動(dòng)電路350的期間，第二旁路開關(guān)410可處于斷開狀態(tài)(從而允許啟動(dòng)充電電阻409控制充電電流)。在啟動(dòng)之后(也就是在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后)，第二旁路開關(guān)410可處于導(dǎo)通狀態(tài)。例如，在預(yù)設(shè)充電時(shí)間間隔之后，第二旁路開關(guān)410可轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)(從而確保電源電壓電容已充分充電以提供電源電壓Vcc)，以及/或者當(dāng)電源電壓電容407的壓降高于預(yù)設(shè)的電壓閾值(如電源電壓Vcc的預(yù)設(shè)部分)時(shí)，第二旁路開關(guān)410可轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)。在啟動(dòng)之后，弟二芳路開關(guān)410通常保持導(dǎo)通狀態(tài)，從而降低電子電路420在啟動(dòng)之后的損耗。
[0063]啟動(dòng)以后，如電源電壓電容407的首次充電之后，第一，二旁路開關(guān)405，410均轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)，從而將齊納二極管403和充電電阻409旁路。如上面指出的，啟動(dòng)時(shí)間間隔可在10-50ms范圍。啟動(dòng)之后，電源電壓電容407的再充電通常使用專門的直流-直流轉(zhuǎn)換器(沒有在圖3a中示出)以幾乎無(wú)損的方式進(jìn)行。通過(guò)使用圖3a中的電子電路420，電源電壓電容407的首次充電可用相對(duì)短的啟動(dòng)時(shí)間完成，不需要額外的功率開關(guān)。電子電路420允許功率開關(guān)304的再使用，功率開關(guān)304也處于驅(qū)動(dòng)電路350中，用于(與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)331結(jié)合)提供開關(guān)電源。[0064]應(yīng)當(dāng)注意的是，電子電路420不需要任何需要承受在市電電壓范圍的電壓的元件。功率開關(guān)304起電平轉(zhuǎn)換器的作用且保護(hù)電子電路420的元件使其免受市電電壓的高電壓的傷害。僅上拉電阻402連接到市電電壓。
[0065]啟動(dòng)之后，也就是在驅(qū)動(dòng)電路350的正常工作期間，通過(guò)使用分別旁路齊納二極管403和充電電阻409的第一，第二旁路開關(guān)405，410，電子電路420的損耗可保持低值。進(jìn)一步，上拉電阻402的阻抗可相對(duì)高，從而限制在正常工作期間(也就是啟動(dòng)時(shí)間間隔之后)流過(guò)上拉電阻402的電流。
[0066]應(yīng)當(dāng)注意的是，充電開關(guān)408可在正常工作過(guò)程中使用以保護(hù)功率開關(guān)304免受高電容電壓尖峰的損害。如圖3a所示，充電開關(guān)408可為二極管408，二極管408在驅(qū)動(dòng)電路350 (和功率開關(guān)304)正常工作期間反向偏置?？梢钥闯觯谡９ぷ髌陂g，二極管408將功率開關(guān)304的源極連接到功率開關(guān)304的柵極，這樣二極管308通常由功率開關(guān)304的閾值電壓Vt反向偏置。由于功率開關(guān)304的漏極和源極之間的電容效應(yīng)，功率開關(guān)304的源極可出現(xiàn)電壓尖峰，電壓尖峰可通過(guò)(隨后正向偏置的)二極管408鉗制到電源電壓電容407。這樣二極管408可起尖峰濾波器的作用。
[0067]圖3b展示了另一示例電子電路420的結(jié)構(gòu)圖，電子電路420用于對(duì)電源電壓電容407進(jìn)行初次充電。圖3b的電路420對(duì)應(yīng)于圖3a的電路420。然而，第一以及第二旁路開關(guān)405，410 (以及各自的柵極-源極電阻406，413以及各自的控制開關(guān)412，411)以其所起的作用表不為第一以及第二旁路開關(guān)505, 510。
[0068]總體來(lái)說(shuō)，電子電路420包括在柵極接口 421和電容接口 423之間的啟動(dòng)路徑，啟動(dòng)路徑令功率開關(guān)304進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，從而通過(guò)功率開關(guān)304和充電路徑使電源電壓電容充電。在所示的例子中，啟動(dòng)路徑包括齊納二極管403和第一旁路開關(guān)405。上拉電阻402具有相對(duì)高的阻抗，以確保在正常工作期間(在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后)因電流流過(guò)上拉電阻402而產(chǎn)生的能量損耗保持為低值。更進(jìn)一步，電子電路402包括在源極接口 422和電容接口 423之間的充電路徑，充電路徑用于使用功率開關(guān)304的漏極-柵極電流對(duì)電源電壓電容407充電。
[0069]圖3a和3b展示了示例的使用具有正閾值電壓Vt的功率開關(guān)304時(shí)(也就是說(shuō)使用增強(qiáng)型功率開關(guān)304或晶體管時(shí))的電路圖。圖4展示了電子電路620使用具有負(fù)閾值電壓Vt的耗盡型功率開關(guān)604的示例電路圖。這樣，功率開關(guān)604在啟動(dòng)期間處于導(dǎo)通狀態(tài)。這是由于，在啟動(dòng)期間功率開關(guān)604柵極的電壓通常為O，也就是說(shuō)高于耗盡型功率開關(guān)604的負(fù)閾值電壓。這樣啟動(dòng)路徑僅僅包括功率開關(guān)604柵極和電容接口 423之間的聯(lián)系(由功率開關(guān)604柵極和電容接口 423組成)。
[0070]更進(jìn)一步，圖4展示了充電路徑的變形，充電路徑也可以結(jié)合圖3a和3b的電路圖使用。以類似的方式，圖3a和圖3b的充電路徑可結(jié)合耗盡型功率開關(guān)604使用。圖4中的充電路徑包括旁路開關(guān)610，旁路開關(guān)610用于啟用/禁用充電路徑。旁路開關(guān)610與充電電阻409和/或充電二極管408串聯(lián)。電子電路620的控制單元可用于在啟動(dòng)期間和/或在總的啟動(dòng)時(shí)間間隔內(nèi)令旁路開關(guān)610轉(zhuǎn)換成導(dǎo)通狀態(tài)和/或令旁路開關(guān)610保持導(dǎo)通狀態(tài)。更進(jìn)一步，電子電路620的控制單元可用于在啟動(dòng)時(shí)間間隔之后使旁路開關(guān)610轉(zhuǎn)換成斷開狀態(tài)和/或令旁路開關(guān)610保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。
[0071]應(yīng)當(dāng)要注意的是增強(qiáng)型功率開關(guān)304通常更適合于高功率應(yīng)用，因?yàn)樵鴱?qiáng)型功率開關(guān)304通常比耗盡型功率開關(guān)604承受更高的漏極-源極電流。
[0072]在本發(fā)明中，描述了在啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)電源電壓電容充電的電子電路。該電子電路可與包括功率開關(guān)的開關(guān)電源結(jié)合使用。電子電路具有允許開關(guān)電源的功率開關(guān)再使用的優(yōu)點(diǎn)，從而不需要額外的專門在啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)電源電壓電容充電的功率開關(guān)。進(jìn)一步，電子電路允許短啟動(dòng)時(shí)間間隔啟動(dòng)。
[0073]應(yīng)當(dāng)注意的是說(shuō)明書和附圖僅僅闡述了提出的方法和系統(tǒng)的原理。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計(jì)不同的裝置，這些裝置雖然沒有在這里明確地描述或展示，但是體現(xiàn)了本發(fā)明的原理，因此包含于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明的所有例子和實(shí)施例主要意圖僅為解釋目的以幫助理解提出的方法和系統(tǒng)的原理。此外，此處提供的本發(fā)明的原理，特征，實(shí)施例以及其特定的例子的全部陳述均屬于其相等物。
【權(quán)利要求】
1.一種用于對(duì)電源電壓電容(407)充電的電子電路(420)，其特征在于，電源電壓電容(407)用于提供電源電壓給源極控制開關(guān)(304)的柵極；功率開關(guān)(304)與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)(331)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器；以及，其中，功率開關(guān)(304)的漏極與市電電壓(308)連接；其中，該電子電路(420)包括: 柵極接口(421)和將電子電路(420)分別連接到功率開關(guān)(304)的柵極和源極的源極接口(422)； 將電子電路(420)連接到電源電壓電容(407)的電容接口(423)； 將柵極接口(421)連接到電容接口(423)的啟動(dòng)路徑；其中，該啟動(dòng)路徑提供等于或者高于功率開關(guān)(304)的閾值電壓的電壓到柵極接口(412);以及 將源極接口(422)連接到電容接口(423)的充電路徑；其中，當(dāng)功率開關(guān)(304)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該充電路徑提供充電電流到電容接口( 423 )。
2.如權(quán)利要求1所述的電子電路(420)，其特征在于: 功率開關(guān)(304)的漏極和柵極通過(guò)上拉電阻連接；以及 啟動(dòng)路徑用于形成具有上拉電阻的分壓器，使得柵極接口(412)的電壓等于或者高于功率開關(guān)(304)的閾值電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的電子電路(420)，其特征在于 該啟動(dòng)路徑包括具有預(yù)設(shè)擊穿電壓的齊納二極管(403);以及 該預(yù)設(shè)的擊穿電壓等于或者大于功率開關(guān)(304)的閾值電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的電子電路(420)，其特征在于，該啟動(dòng)路徑包括第一旁路開關(guān)(405, 505),當(dāng)?shù)谝慌月烽_關(guān)(405，505)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),第一旁路開關(guān)(405，505)將齊納二極管(403)旁路。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電子電路(420)，其特征在于， 該充電路徑包括充電電阻(409);以及 充電電阻(409)的阻抗使該電源電壓電容(407)在預(yù)設(shè)的啟動(dòng)時(shí)間間隔里充電。
6.如權(quán)利要求5所述的電子電路(420)，其特征在于，充電路徑包含第二旁路開關(guān)(410，510)，當(dāng)該第二旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，該第二旁路開關(guān)將充電電阻(409)旁路；或者當(dāng)該第二旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，該第二旁路開關(guān)用于禁用該充電路徑。
7.如權(quán)利要求5-6任一項(xiàng)所述的電子電路(420)，其特征在于，充電路徑還包括充電二極管(408 )，該充電二極管與充電電阻(409 )串聯(lián)且用于阻擋電流從電容接口( 423 )流到源極接口(422)。
8.如權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的電子電路(420),還包括控制單元(320，401，411，412)，該控制單元用于: 在預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間間隔期間，保持第一和第二旁路開關(guān)處于斷開狀態(tài)；和/或 在預(yù)設(shè)啟動(dòng)時(shí)間間隔之后，保持第一和第二旁路開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求8所述的電子電路(420)，其特征在于，控制單元(320，401)還用于令功率開關(guān)(304)工作于某個(gè)換向周期律和/或占空比的開關(guān)模式，從而與電源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)(331)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求9所述的電子電路(420)，其特征在于: 功率開關(guān)(304)為功率晶體管；以及控制單元(320，401)使功率開關(guān)工作于線性模式，以使受控的電流流過(guò)功率開關(guān)(304)，從而給市電電壓(308)提供受控的負(fù)載。
11.如權(quán)利要求9-10任一項(xiàng)所述的電子電路(420)，其特征在于，控制單元(320，401)包括控制開關(guān)(401)，該控制開關(guān)(401)用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制控制信號(hào)以令功率開關(guān)(304)工作于開關(guān)模式。
12.用于對(duì)電源電壓電容(407)充電的權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)所述的電子電路(420)的應(yīng)用，其特征在于，電源電壓電容(407)用于提供電源電壓給源極控制開關(guān)(304)的柵極；以及功率開關(guān)(304)與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)(331)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器。
13.一種電路裝置(350)，包括: 源極控制功率開關(guān)(304); 電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)(331)，該功率開關(guān)(304)與電源轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)(331)結(jié)合形成開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器； 電源電壓電容(407)，用于將電源電壓提供給功率開關(guān)(304)的柵極； 連接到功率開關(guān)(304)的漏極和柵極的上拉電阻(402)，其中，功率開關(guān)(304)的漏極連接到市電電壓；以及 權(quán)利要求1_11任一項(xiàng)所述的電子電路(420)。
14.如權(quán)利要求13所述的電路裝置(350)，其特征在于，能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)(331)包括反激式網(wǎng)絡(luò)，降壓網(wǎng)絡(luò)和/或單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡(luò)。`
15.如權(quán)利要求13-14任一項(xiàng)所述的電路裝置(350)，功率開關(guān)(304)用作于電平轉(zhuǎn)換器，從而使電子電路(420 )免受市電電壓的傷害。
【文檔編號(hào)】H02M1/36GK103633826SQ201310155899
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】霍斯特·克內(nèi)德根 申請(qǐng)人:Dialog半導(dǎo)體有限公司