專利名稱：Ac-dc轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種啟動電路，具體涉及一種應(yīng)用于AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓 啟動電路。
背景技術(shù)：
如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)中AC-DC轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)圖。在電路啟動時， 啟動電壓HV通過電阻Rhv和電容C4對PWM控制IC的引腳VCC充電，當(dāng)引 腳VCC的電壓達到PWM控制IC內(nèi)部的UVLO模塊的啟動電壓時，PWM控制 IC工作，變壓器T1的第二繞組Ls2產(chǎn)生電壓，通過二極管D2、電阻R1和電 容C4給PWM控制IC提供主要的能量來源。但電路工作后，電阻Rhv上會一 直產(chǎn)生漏電流Istartup，造成功率損失。損失功率的計算公式如下P=Istartup2*Rhv在電阻Rhv兩端壓降不變的情況下，為了提高整個系統(tǒng)的效率，應(yīng)減小漏 電流Istartup,增大電阻Rhv，但增大電阻Rhv會使系統(tǒng)的啟動響應(yīng)時間加長。實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動 電路，其通過對PWM控制IC的內(nèi)部電路進行技術(shù)改進，在PWM控制IC完成 啟動后，關(guān)閉漏電流，同時避免了現(xiàn)有技術(shù)中電阻Rhv的影響，達到提高系統(tǒng)的效率并加快系統(tǒng)的啟動響應(yīng)時間的目的。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，包括PWM控制IC和供電電路，其 特征在于所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，PWM控制IC啟動時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生一啟動電流；所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路；其中， 第一場效應(yīng)管包含有第一端、第二端和第三端，第一場效應(yīng)管在系統(tǒng)上電 后由導(dǎo)通狀態(tài)過渡到截止?fàn)顟B(tài)，其第一端接地，第二端直接與啟動高壓連接，第三端提供第一供電電壓；開啟電路用于在系統(tǒng)上電后開啟PWM控制IC的內(nèi)部電路； 關(guān)閉電路用于在PWM控制IC完成啟動后關(guān)閉漏電路徑，使所述啟動電流變?yōu)?。所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器 以及用于初始化的電容C1和電容C2，其中，電容CI的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負極與 PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第 一供電電壓提供，其負電源端接地。所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、 NMOS管 Q5和反相器Q7，其中，NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的 柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓， 該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，弓l腳GND接地。所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器 以及用于初始化的電容C1和電容C2;所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、 NMOS管 Q5和反相器Q7;所述第一場效應(yīng)管的第三端與第二場效應(yīng)管的漏極連接；電容CI的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負極與 PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；
反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第 一供電電壓提供，其負電源端接地；NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓， 該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，弓l腳GND接地； NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。所述第一場效應(yīng)管的第三端通過一二極管正向?qū)ê筇峁┑谝还╇婋妷?。所述供電電路包含一二極管D2、 一電阻R1和一電容C4，用于在系統(tǒng)完成 啟動后給所述PWM控制IC供電，其中二極管D2的正極連接AC-DC轉(zhuǎn)換器的 一變壓器繞組，其負極經(jīng)電阻Rl與電容C4的正極連接，電容C4的正極還與 所述PWM控制IC的引腳VCC連接，電容C4的負極接地。所述第一供電電壓提供一連接端，該連接端通過一電容C3接地，用于增強 所述第一供電電壓的穩(wěn)定性。所述第一場效應(yīng)管是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。所述第二場效應(yīng)管是NMOS管。本實用新型是對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的內(nèi)部電路進行技術(shù)改 進，在PWM控制IC內(nèi)部增設(shè)了第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路。第一場 效應(yīng)管為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，其第一端接地，第二端通過導(dǎo)線與啟動高壓連 接。當(dāng)啟動高壓上升到使第一場效應(yīng)管的第一端和第二端之間的壓差達到其 夾斷電壓，第一場效應(yīng)管截止，其第三端電壓維持在該夾斷電壓的絕對值附 近，提供第一供電電壓作為反相器Q6的正電源端電壓，也可以經(jīng)二極管正向 導(dǎo)通后提供第一供電電壓。開啟電路中電容C1、 C2用于初始化電路，PMOS 管Q3和反相器Q6組成的鎖存器用于鎖存電路的初始狀態(tài)和變化過程狀態(tài)。在 PWM控制IC啟動之前電容C1、 C2的電壓為0V，在PWM控制IC啟動瞬間，電 容C1、 C2兩端的電壓保持不變，PMOS管Q3導(dǎo)通，反相器Q6輸出低電平，第 二場效應(yīng)管的柵極電位逐漸升高，第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，PWM控制IC工作電路 開啟。第二場效應(yīng)管導(dǎo)通后，其源極電位逐漸升高，提供反相器Q7的正電源 端電壓。當(dāng)該電位升高到使UVLO模塊發(fā)生動作時，UVLO模塊引腳SHD的電
位由低變高，NMOS管Q5導(dǎo)通，反相器Q7翻轉(zhuǎn)，NMOS管Q4關(guān)閉，PMOS管 Q3和反相器Q6組成的鎖存器翻轉(zhuǎn)，第二場效應(yīng)管截止，啟動高壓到地之間沒 有任何漏電路徑，PWM控制IC的內(nèi)部電路關(guān)閉，系統(tǒng)完成高壓啟動過程。本實用新型的有益效果在于，通過對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的 內(nèi)部電路進行技術(shù)改進，使系統(tǒng)完成高壓啟動后自動關(guān)閉PWM控制IC內(nèi)部電 路，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑，克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于漏電流帶 來功率損耗的缺點，提高了整個系統(tǒng)的效率。本實用新型采用傳統(tǒng)元器件， 成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟效益。


以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的闡述。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路圖；圖2為本實用新型具體實施方式
的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路圖；圖3為本實用新型具體實施方式
的開啟電路和關(guān)閉電路的原理圖。
具體實施方式
參閱圖2，其為本實用新型具體實施方式
的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路 圖。如圖所示，高壓交流電經(jīng)整流橋整流，將正弦信號轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動直流信號， 再經(jīng)濾波電容Chv濾波得到較平滑的高壓直流信號，提供啟動高壓HV。高壓交 流電輸入范圍在64V 264V之間，獲得直流高壓范圍在30V 500V之間。啟動 高壓HV通過導(dǎo)線直接與PWM控制IC的引腳HV連接，提供啟動電流Istartup。 通過PWM控制IC內(nèi)部開啟電路和關(guān)閉電路的動作，系統(tǒng)完成啟動，并自動關(guān) 閉啟動高壓HV到地的漏電路徑，啟動電流Istartup變?yōu)?。 PWM控制IC的引 腳VCC通過電容C4接地，該引腳還通過電阻R1與二極管D2的負極連接。二 極管D2的正極與AC-DC轉(zhuǎn)換器的變壓器Tl的第二繞組Ls2的同名端連接， 并通過該繞組接地。PWM控制IC的引腳OUT與NMOS管Q8的柵極連接。 NMOS管Q8的源極通過電阻R2接地，其漏極與AC-DC轉(zhuǎn)換器的變壓器Tl的 第一繞組Lp的同名端連接，并通過該繞組與啟動高壓連接。直流高壓經(jīng)變壓器 Tl降壓及濾波處理后得到輸出電壓Vout。當(dāng)PWM控制IC內(nèi)部的UVLO模塊的引腳VCC的電位上升到使UVLO模 塊動作，PWM控制IC工作，其引腳OUT輸出驅(qū)動信號控制NMOS管Q8導(dǎo)通，
變壓器Tl的第一繞組Lp上產(chǎn)生電流，第二繞組Ls2的同名端通過電磁感應(yīng)獲 得正電位，通過由二極管D2、電阻R1和電容C4組成的供電電路對PWM控制 IC供電，提供PWM控制IC主要的能量來源，維持其工作狀態(tài)。PWM控制IC的引腳GND接地，電壓反饋引腳Vfb與一反饋電路連接，反 饋電路包含電阻R3、光電耦合器Ul和穩(wěn)壓二極管D3，輸出電壓Vout經(jīng)電阻 R3、光電耦合器U1反饋輸入到PWM控制IC內(nèi)部的誤差放大器，與基準電壓 比較后產(chǎn)生誤差電壓。電流檢測引腳Isense與NMOS管Q8的源極連接，用于 將變壓器Tl的第一繞組Lp中電流在電阻R2上產(chǎn)生的電壓與誤差電壓進行比 較，產(chǎn)生調(diào)制脈沖的寬度，使誤差信號對電路的峰值電流進行控制，達到限流保 護的目的。PWM控制IC的內(nèi)部電路，除本實用新型技術(shù)改進部分以外，均采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的電路連接結(jié)構(gòu)，工作原理在此不贅述。下面結(jié)合圖3，對本實用新型技術(shù)改進部分PWM控制IC內(nèi)部的開啟電路和關(guān)閉電路的電路結(jié)構(gòu)及工作原理進行詳細說明。如圖3所示，為本實用新型具體實施方式
的開啟電路和關(guān)閉電路的原理圖。開啟電路包含第二場效應(yīng)管Q2、 PMOS管Q3、反相器Q6以及用于初始化 的電容C1和電容C2。 PMOS管Q3和反相器Q6組成鎖存器結(jié)構(gòu)。關(guān)閉電路包 含第二場效應(yīng)管Q2、 UVLO模塊、NMOS管Q4、 NMOS管Q5和反相器Q7。 第一場效應(yīng)管Q1具有第一端柵極、第二端漏極和第三端源極，其第一端柵極接 地，第二端漏極對應(yīng)PWM控制IC的外部引腳HV，通過導(dǎo)線與啟動高壓連接， 第三端源極通過二極管Dl與第二場效應(yīng)管Q2的漏極連接，二極管Dl的負極 提供第一供電電壓VCC1。 二極管D1的負極還通過電容C3接地，用于增強第 一供電電壓VCC1的穩(wěn)定性，防止電壓信號抖動帶來誤操作。電容C1的正極與 PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管Q2的漏極連接，負極與PMOS管Q3的漏 極和第二場效應(yīng)管Q2的柵極連接。電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接， 負極接地。PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接。反相器Q6的輸 入端與第二場效應(yīng)管Q2的柵極連接，其正電源端電壓由第一供電電壓VCC1提 供，其負電源端接地。NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極 接地。NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管 Q2的柵極連接，源極接地。UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管Q2的源極 連接，提供第二供電電壓VCC，第二供電電壓VCC提供反相器Q7的正電源端 電壓，Q7的負電源端接地。UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連
接，引腳GND接地。NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。該具體實施方式
中第一場效應(yīng)管Ql為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，其漏極和源 極是對稱的，可以互換。第二場效應(yīng)管Q2為NMOS管。系統(tǒng)上電前第一場效 應(yīng)管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài)，上電后，當(dāng)啟動高壓上升到使第一場效應(yīng)管Q1的柵極 和漏極之間的壓差達到其夾斷電壓，第一場效應(yīng)管Q1截止，其源極電位維持在 場效應(yīng)管的夾斷電壓的絕對值附近，通過二極管D1正向?qū)?，得到第一供電?壓VCC1，電壓值在17V左右。電容C3用于濾去電流中的毛剌，增強第一供電 電壓VCC1的穩(wěn)定性。在系統(tǒng)啟動之前，電容C1和電容C2上的電壓為0V。在系統(tǒng)啟動瞬間，電 容Cl和電容C2兩端的電壓保持不變，電容Cl和電容C2的正極電位仍為0V， 此時PMOS管Q3導(dǎo)通，反相器Q6輸出低電平。由于PMOS管Q3導(dǎo)通，第二 場效應(yīng)管Q2的柵極電位升高使第二場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通，PWM控制IC內(nèi)部電路 開啟。第二場效應(yīng)管Q2導(dǎo)通后，第二供電電壓VCC逐漸升高到15V左右，提 供反相器Q7的正電源端電壓，同時使UVLO模塊發(fā)生動作，此時UVLO模塊 引腳SHD的電位由低變高，使NMOS管Q5導(dǎo)通，反相器Q7翻轉(zhuǎn)，反相器Q7 的輸出端電位由高變低，使NMOS管Q4截止。NMOS管Q5導(dǎo)通后，其漏極 電位由高變低，PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，第二場效應(yīng) 管Q2截止，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑，PWM控制IC的內(nèi)部電路關(guān) 閉，系統(tǒng)完成高壓啟動過程。盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施 方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域。本實用新 型中開啟電路和關(guān)閉電路的開關(guān)管主要采用NMOS管，這是由于相對于使用 PMOS管而言，使用NMOS管可以在很大程度上減小芯片的面積，節(jié)約成本。 對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)N管和P管之間的替換和其他的修 改，因此在不背離等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的 細節(jié)和這里示出的具體實施方式
。
權(quán)利要求1.一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，包括PWM控制IC和供電電路，其特征在于所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，PWM控制IC啟動時，在導(dǎo)線上產(chǎn)生一啟動電流；所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路，其中，第一場效應(yīng)管包含有第一端、第二端和第三端，第一場效應(yīng)管在系統(tǒng)上電后由導(dǎo)通狀態(tài)過渡到截止?fàn)顟B(tài)，其第一端接地，第二端直接與啟動高壓連接，第三端提供第一供電電壓；開啟電路用于在系統(tǒng)上電后開啟PWM控制IC的內(nèi)部電路；關(guān)閉電路用于在PWM控制IC完成啟動后關(guān)閉漏電路徑，使所述啟動電流變?yōu)?。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所 述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用 于初始化的電容C1和電容C2，其中，電容CI的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負極與 PMOS管Q3的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負極接地； PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第 一供電電壓提供，其負電源端接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所 述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、 NMOS管Q5和反 相器Q7，其中，NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓，該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，弓l腳GND接地。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于， 所述開啟電路包含第二場效應(yīng)管、PMOS管Q3和反相器Q6組成的鎖存器以及用于初始化的電容Cl和電容C2;所述關(guān)閉電路包含第二場效應(yīng)管、UVLO模塊、NMOS管Q4、 NMOS管 Q5和反相器Q7;所述第一場效應(yīng)管的第三端與第二場效應(yīng)管的漏極連接；電容Cl的正極與PMOS管Q3的源極和第二場效應(yīng)管的漏極連接，負極與 PMOS管的漏極和第二場效應(yīng)管的柵極連接；電容C2的正極與PMOS管Q3的柵極連接，負極接地；PMOS管Q3的柵極還與反相器Q6的輸出端連接；反相器Q6的輸入端與第二場效應(yīng)管的柵極連接，其正電源端電壓由所述第 一供電電壓提供，其負電源端接地；NMOS管Q4的柵極與反相器Q7的輸出端連接，其源極接地；NMOS管Q5的柵極與反相器Q7的輸入端連接，其漏極與第二場效應(yīng)管的 柵極連接，源極接地；UVLO模塊的引腳VCC與第二場效應(yīng)管的源極連接，提供第二供電電壓， 該第二供電電壓提供反相器Q7的正電源端電壓；反相器Q7的負電源端接地；UVLO模塊的引腳SHD與NMOS管Q5的柵極連接，弓,GND接地； NMOS管Q4的漏極與反相器Q6的輸出端連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在 于所述第一場效應(yīng)管的第三端通過一二極管正向?qū)ê筇峁┑谝还╇婋妷骸?br> 6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特征在于所 述供電電路包含一二極管D2、 一電阻R1和一電容C4，用于在系統(tǒng)完成啟動后 給所述PWM控制IC供電，其中二極管D2的正極連接AC-DC轉(zhuǎn)換器的-變壓 器繞組，其負極經(jīng)電阻Rl與電容C4的正極連接，電容C4的正極還與所述PWM 控制IC的引腳VCC連接，電容C4的負極接地。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路， 其特征在于所述第一供電電壓提供一連接端，該連接端通過-電容C3接地，用 于增強所述第一供電電壓的穩(wěn)定性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，其特 征在于所述第一場效應(yīng)管是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4任一所述的AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路， 其特征在于所述第二場效應(yīng)管是NMOS管。
專利摘要一種AC-DC轉(zhuǎn)換器的高壓啟動電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。包括PWM控制IC和供電電路，其特征在于，所述PWM控制IC的一引腳通過導(dǎo)線與啟動高壓連接，所述PWM控制IC內(nèi)部包含第一場效應(yīng)管、開啟電路和關(guān)閉電路。本實用新型通過對高壓啟動電路的核心PWM控制IC的內(nèi)部電路進行技術(shù)改進，使系統(tǒng)完成高壓啟動后自動關(guān)閉PWM控制IC內(nèi)部電路，啟動高壓到地之間沒有任何漏電路徑。本實用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中由于漏電流帶來功率損耗的缺點，提高了整個系統(tǒng)的效率，采用傳統(tǒng)元器件，成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟效益。
文檔編號H02M7/12GK201054548SQ20072015177
公開日2008年4月30日 申請日期2007年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者偉 劉, 范立新 申請人:綠達光電(蘇州)有限公司