[发明专利]启动电路及其开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种用于为开关电源控制器提供电能的启动电路以及使用这种启动电路的开关电源。

背景技术

目前，开关电源电路利用PWM(脉宽调制的简称)控制芯片控制功率场效应管的开启或者关断，其中很多开关电源系统都要求在PWM芯片内集成高电压的器件来构成一个启动电路，从而产生芯片内部所需要的较低的偏置电压。这样不仅对芯片的设计提出了要求，更重要的是这种方案要求晶元厂能够提供承受相当高压的器件。但事实上并不是每一个晶元厂家都能满足要求，而且耐高压的器件往往比普通器件在价格上要高出很多。美国专利US 5581453披露了一种用于开关电源的启动电路。该电源包括一个变压器，由一个开关晶体管切换，以便周期性连接到输入电压。驱动所述开关晶体管的周期脉冲是由一个电源控制电路提供的。为了能够启动这样的电源，该电源装备有一个启动电路，包括一个启动电阻和一个电容。该启动电路为电源控制电路提供初始电能。此外，所述电源控制电路还由变压器上的一个辅助绕组供电，该绕组上的电压被整流，然后提供给电源控制电路。在电源启动过程中，为电源控制电路的供电完全由启动电路承担。上述启动电阻将为电容充电，使得电源控制电路的电压上升。开始时，变压器上电压较低，因此，变压器的辅助绕组上电压不参与为电源控制电路供电。过了一段启动时间之后，电源的输出电压开始上升。于是，在变压器辅助绕组上可以获得的电压也开始上升。当辅助绕组上的电压足够高时，所述绕组将代替启动电路为电源控制电路供电。该电源的缺陷在于启动时间较长。为了减小启动电阻中的功耗，启动电阻的阻值被选为尽可能大，但是这样会使启动变慢，因为高阻值使得只能获得很小的启动电流来为与其耦合的电容充电。

为了克服与能耗有关的缺陷，上述美国专利US5581453披露了一种开关晶体管，使其集-射主电流路径与启动电阻串联。在电源启动期间，该开关晶体管处于导通状态，使得所述电阻启动电流。在电源正常运行期间，所述开关晶体管处于非导通状态，防止了启动电阻中的能耗。该结构的缺陷之一是很容易引起开关晶体管的退化，因为该开关晶体管是通过将基-射结反偏来停止导通的；上述方案的另一缺陷是需要耐高压器件。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的上述缺点，提供一种不要求所用的PWM控制芯片中包含耐高压的器件，同时能有效降低整个系统功率损耗和尽量减少系统的启动时间的启动电路以及使用这种启动电路的开关电源。

按照本发明的第一方面，提供一种开关电源的启动电路，对控制器(115)的供电进行控制使之有电流较小的启动模式和电流较大的正常模式，包括：顺序串联连接在开关电源电压输入端和地之间的用于降低功耗的电阻和用于在启动模式下减少启动时间的第一电容，所述电阻和所述第一电容之间的联接节点连接到所述控制器的供电端；连接在所述控制器检测端和地之间的用于在正常工作模式下与所述第一电容103相并联以提高系统稳定性的第二电容107；连接在所述控制器所述供电端和和所述检测端之间、用于在启动或正常工作模式下，断开或闭合的可控开关；所述控制器115检测到所述检测端子VCC电压大于预定参考值时，通过CONTROL端子控制所述可控开关106闭合，使得第一103和第二电容107并联连接，使控制器进入工作电流较大的正常工作模式；所述控制器(115)检测到所述检测端子VCC(104)电压小于预定参考值时则工作在工作电流较小的启动模式。

按照本发明的第二方面，提供一种使用所述启动电路的开关电源，包括：电压输入端、电压输出端、变压器、开关装置、控制所述开关装置切换的控制器，以及在启动阶段为所述控制器供电的启动电路；其特征在于：所述启动电路包括：顺序串联连接在所述电压输入端和地之间的用于降低功耗的电阻和用于在启动模式下减少启动时间的第一电容，所述电阻和所述第一电容之间的联接节点连接到所述控制器的供电端；连接在所述控制器检测端和地之间的用于在正常工作模式下与所述第一电容相并联以提高系统稳定性的第二电容；连接在所述控制器所述供电端和和所述检测端之间、用于在启动或正常工作模式下，断开或闭合的可控开关；所述控制器115检测到所述检测端子VCC电压大于预定参考值时，通过CONTROL端子控制所述可控开关106闭合，使得第一电容103和第二电容107并联连接，使控制器进入工作电流较大的正常工作模式；所述控制器115检测到所述检测端子VCC电压小于预定参考值时则工作在工作电流较小的启动模式。