[发明专利]超宽输入电压开关电源的限流高压启动电路

说明书

本发明提供一种超宽输入电压开关电源的限流高压启动电路，至少包括高压启动电路和限流电路。高压启动电路包括：第五电阻一端和第四MOSFET管漏极与直流高压提供电路连接，接收一直流高压；第四MOSFET管栅极与第五电阻另一端连接；第七电阻，一端与第四MOSFET管源极连接；第五二极管，正极与第七电阻另一端连接，负极连接到辅助绕组电路。限流电路包括：第三三极管，集电极与第五电阻另一端连接，发射极与第五二极管正极连接；第六电阻，一端与第三三极管基极连接，另一端与第四MOSFET管源极连接；第七电阻，一端与第四MOSFET管源极连接，另一端与第五二极管正极连接。其中，第七电阻是高压启动电路和限流电路共用的。本发明功能全面、可靠性高且电路结构简单。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，具体来说，本发明涉及一种超宽输入电压范围三相开关电源的限流高压启动电路。

背景技术

随着开关电源朝着高频化、集成化发展，开关电源已经得到广泛运用。与线性电源相比，其具有效率高、灵活性强、输入输出电压范围宽、体积小和重量轻等众多优点。

众所周知，对于功率等级为150W（或者更低）的单端多输出的开关电源而言，反激式开关拓扑是一种普遍选择，不但高效可靠，而且外围器件少、成本低。

一般的开关电源是由单相供电的，输入电压范围为：85Vac～265Vac。但是在三相供电系统中，要求设备电源能适应三相电网。这样就要求在很宽的输入电压范围能正常运行，常见的范围为：65Vac～420Vac。

通常在反激式开关电源中，开机启动时从母线直流高压（VH）经过一个电阻充电，充电电流不小于1mA。当充电电压达到PWM控制芯片的启动电压门限值后，转而由辅助绕组供电。但是该方式存在以下缺点：

1）充电电路存在尖峰电压

直流母线电压高达600V，启动瞬间，充电回路上存在高于2KV的尖峰脉冲电压，将导致PWM控制芯片损坏，甚至炸机。

2）启动电阻功耗大

由于电源正常工作后并没有断开启动电路，启动电阻存在压降VR。

启动电阻的阻值：取82kΩ。

启动电阻的压降：VR=VH-Vcc=600V-12V=588V。

启动电阻的功耗：

其中，启动电阻上的功耗以发热的形式消耗。

3）可靠性低

由于启动电阻的功耗达4.2W，都以热量的散发，因此即使增加体积很大的散热器或者风扇，周边器件的温度仍会骤升，导致整个电源的可靠性和使用寿命大大降低。

为了解决高压启动问题，人们经过大量探索，并提出多种解决方案。例如，中国专利文献中公开了一种开关电源控制器的恒定电流高压启动电路（公开号：CN102761239）。其由高压恒流电路和恒流控制电路组成，通过检测充电电压值来关断（或启动）启动电路。该方案通过恒定的高压启动电流给开关电源控制器充电，从而实现了开关电源控制器的快速启动，且在开启动后能有效关断恒定的高压启动电路。

但是，由于恒流控制电路必须检测启动、关断两个电压门限值，而且还需提供一个参考电压值。这就必然存在以下不足：1.存在启动瞬间的高压脉冲信号；2.不能限幅充电电流；3.需增加参考电压和电压比较电路，电路结构复杂，降低其可靠性。

还有人发明了一种高压启动电路（公开号：CN102255489），包括PWM控制器，PWM控制器包括高压启动模块、电压基准模块、电阻分压模块、两个比较器、RS触发器、PWM发生器等组成。高压启动模块产生一路充电电流和两个基准电压信号，利用两个电压比较器和一个RS触发器完成充电回路的开通和关断。这种方式主要针对PWM控制芯片的启动门限电压和关断门限电压设计的，可以使启动时的充电电压始终保持在这个电压值之间。