專利名稱：用于開關電源啟動的輔助電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關電源電路技術，具體涉及一種用于開關電源啟動的輔助電源。
背景技術：
當開關電源的輸入電壓高于其控制電路的工作電壓時，開關電源在啟動時通常需要一個輔助電源臨時給控制電路供電，開關電源啟動完成后，開關電源自身給控制電路供電，該輔助電源就沒有任何用處。現(xiàn)有技術中大多采用限流電阻和穩(wěn)壓管組合電路直接給負載供電，如圖1所示，包括限流電阻1、穩(wěn)壓管2、電容3、負載4，以及外接直流電源正極25和參考地26，這種電路結構簡單，但通過限流電阻的電流不能小于負載對電流的需求，因此產(chǎn)生的功耗大。也有部分輔助電源采用工頻變壓器降壓后給負載供電，如圖2所示，包括外接交流電源接口 4，5、變壓器6、二極管7，8，9，10、電容11和負載3，由于外接輸入電壓高，激磁電流產(chǎn)生的功耗大，同時工頻變壓器工作頻率低，占用較大體積。
實用新型內容本實用新型的目的之一在于為解決現(xiàn)有用于開關電源啟動的輔助電源功耗大、體積大的缺點，提出一種新的用于開關電源啟動的輔助電源。本實用新型的目的之二在于為解決現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于開關電源啟動的輔助電源的驅動方法，具有功耗小、體積小的特點。為實現(xiàn)本實用新型的目的之一所采用的技術方案是:一種輔助電源，輸入為外部直流電壓源，包括第一電阻(12)、第二電阻(13)、第一三極管(14)、穩(wěn)壓管(17)、電容充放電電路、第二電容(24)和負載(3);所述第一電阻(12)的一端接外部直流電壓源正極(25)，第一電阻(12)的另一端、第二電阻(13)的一端與第一三極管(14)的集電極連接，第二電阻
(13)的另一端及穩(wěn)壓管(17)的陰極與第一三極管(14)的基極連接；第一三極管(14)的發(fā)射極與電容充放電電路的輸入端相連接；所述穩(wěn)壓管(17)的陽極連接在參考地(26)即外部直流電壓源負極上。所述電容充放電電路包括第三電阻(15)、第二三極管(16)、單結晶體管(21)、第一電容(22)和第四電阻(23);所述電容充放電電路的輸出端即單結晶體管(21)的陰極、第二電容(24)—端與負載(3)—端相連接，所述第二電容(24)另一端和負載(3)另一端連接在參考地(26)上；所述第二三極管(16)的發(fā)射極和第三電阻(15)的一端連接，此連接為電容充放電電路的輸入端，第三電阻(15)的另一端、第二三極管(16)的基極、第一電容(22)正極與單結晶體管(21)的陽極(18)連接；所述第一電容(22)的負極與第四電阻(23)的一端同時連接在參考地(26)上，第四電阻(23)的另一端、單結晶體管(21)的門極(19)與第二三極管(16)的集電極連接。所述負載(3)為開關電源的控制電路。[0009]所述第一電阻(12)為限流電阻。優(yōu)選的，所述穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值等于負載(3)的工作電壓。優(yōu)選的,所述第一電容(22)為電解電容,用于儲存電能,所述第二電容(24)容量小于第一電容(22)容量的十分之一。為實現(xiàn)本實用新型的目的之二所采用的技術方案:一種輔助電源的驅動方法，其基本思路是以小于負載正常工作所需的電流給儲能電容充電，目的是減小限流電阻功耗，當儲能電容上的電壓達到負載工作電壓時，再接入負載，由儲能電容給負載供電，對儲能電容容量的要求是，電容上電壓能維持高于負載最低允許工作電壓至開關電源完成啟動。包括如下步驟:步驟A、將電源正極(25)和參考地(26)接上直流電壓源，由電源正極(25)、第一電阻(12)、第二電阻(13)、穩(wěn)壓管(17)、參考地(26)構成的限壓回路使得第一三極管(14)發(fā)射極電壓等于穩(wěn)壓管(17)陰極電壓減去發(fā)射結正向導通電壓。步驟B、電源正極(25)、第一電阻(12)、第一三極管(14)、第二三極管(16)、第一電容(22)以及參考地(26)形成充電回路，對第一電容(22)充電，第一電容(22)兩端電壓即單結晶體管(21)陽極電壓隨之升高。步驟C、判斷第二三極管是否截止；由于第一三極管(14)發(fā)射極電壓等于穩(wěn)壓管(17)陰極電壓減去發(fā)射結正向導通電壓，因此隨著第一電容(22)兩端電壓的升高，充電電流也隨之減小，最終使得第三電阻(15)上的電壓低于第二三極管(16)發(fā)射結正向導通所需電壓，于是第二三極管(16)截止，導致單結晶體管(21)陽極(18)電壓高于門極(19)電壓；第二三極管(16)截止后，第一電容(22)通過第三電阻(15)繼續(xù)充電。步驟D、當單結晶體管(21)陽極(18)電壓高于陰極(20)電壓時，單結晶體管(21)導通，第一電容(22)開始放電，給負載(3)即開關電源控制電路供電，從而啟動開關電源。步驟E、開關電源啟動完成后就可以通過自身電源給控制電路提供工作電壓，由于第一電容(22)兩端電壓低于穩(wěn)壓管(17)穩(wěn)壓值即控制電路工作電壓，故單結晶體管(21)因其陽極(18)電壓低于陰極(20)電壓而截止；執(zhí)行步驟B。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果:(I)本實用新型中流過限流電阻的電流不直接供給負載，而是以小于負載正常工作所需的電流給儲能電容充電，因此限流電阻功耗小。(2)本實用新型中，當開關電源完成啟動后，單結晶體管(21)因其陽極(18)電壓低于陰極(20)電壓而截止，使得第一電容(22)只充電不放電，其上電壓越來越高，最終導致第一三極管(14)截止，充電電流為零，因此進一步較小了限流電阻的功耗。(3)本實用新型提出的輔助電源不需要工頻變壓器降壓，因此體積小、重量輕。
圖1是現(xiàn)有技術電路的第一種結構示意圖。圖2是現(xiàn)有技術電路的第二種結構示意圖。圖3是本實用新型電路的結構示意圖。圖4是本實用新型電路的驅動方法的控制流程圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。如圖3所示，本實用新型輔助電源結構，包括第一電阻12、第二電阻13、第一三極管14、穩(wěn)壓管17、電容充放電電路、第二電容24和負載3 ;所述第一電阻12的一端接外部直流電壓源正極25，第一電阻12的另一端、第二電阻13的一端與第一三極管14的集電極連接，第二電阻13的另一端及穩(wěn)壓管17的陰極與第一三極管14的基極連接；第一三極管14的發(fā)射極與電容充放電電路的輸入端相連接；所述穩(wěn)壓管17的陽極連接在參考地26即外部直流電壓源負極上。所述電容充放電電路包括第三電阻15、第二三極管16、單結晶體管21、第一電容22和第四電阻23 ;所述電容充放電電路的輸出端即單結晶體管21的陰極、第二電容24 —端與負載3 —端相連接，所述第二電容24另一端和負載3另一端連接在參考地26上；所述第二三極管16的發(fā)射極和第三電阻15的一端連接，此連接為電容充放電電路的輸入端，第三電阻15的另一端、第二三極管16的基極、第一電容22正極與單結晶體管21的陽極18連接；所述第一電容22的負極與第四電阻23的一端同時連接在參考地26上，第四電阻23的另一端、單結晶體管21的門極19與第二三極管16的集電極連接。如圖4所示，由上述電路實現(xiàn)的單結晶體管輔助電源的驅動方法說明:將電源正極25和參考地26分別接直流電壓源正、負極，由電源正極25、第一電阻12、第二電阻13、穩(wěn)壓管17、參考地26構成的限壓回路使得第一三極管14發(fā)射極電壓等于穩(wěn)壓管(17)陰極電壓減去發(fā)射結正向導通電壓。電源正極25、第一電阻12、第一三極管14、第二三極管16、第一電容22以及參考地26形成充電回路，對第一電容22充電，第一電容22兩端電壓即單結晶體管21陽極電壓隨之升高。由于第一三極管14發(fā)射極電壓等于穩(wěn)壓管17陰極電壓減去發(fā)射結正向導通電壓，因此隨著第一電容22兩端電壓的升高，充電電流也隨之減小，最終使得第三電阻(15)上的電壓低于發(fā)射結正向導通所需電壓，于是第二三極管16截止，導致單結晶體管21陽極18電壓高于門極19電壓；第二三極管16截止后，第一電容22通過第三電阻15繼續(xù)充電。當單結晶體管21陽極18電壓同時高于門極19和陰極20電壓時，單結晶體管21導通，第一電容22開始放電，給負載3即開關電源控制電路供電，從而啟動開關電源，開關電源啟動完成后就可以通過自身電源給控制電路提供工作電壓，由于第一電容22兩端電壓低于穩(wěn)壓管17穩(wěn)壓值即控制電路工作電壓，故單結晶體管21因其陽極18電壓低于陰極20電壓而截止，使得第一電容22又回到充電狀態(tài)。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.用于開關電源啟動的輔助電源，其特征在于，輸入為外部直流電壓源，包括第一電阻(12)、第二電阻(13)、第一三極管(14)、穩(wěn)壓管(17)、電容充放電電路、第二電容(24)和負載(3);所述第一電阻(12)的一端接外部直流電壓源正極(25)，第一電阻(12)的另一端、第二電阻(13)的一端與第一三極管(14)的集電極連接，第二電阻(13)的另一端及穩(wěn)壓管(17)的陰極與第一三極管(14)的基極連接；第一三極管(14)的發(fā)射極與電容充放電電路的輸入端相連接；所述穩(wěn)壓管(17)的陽極連接在參考地(26)即外部直流電壓源負極上。
2.根據(jù)權利要求1所述的輔助電源，其特征在于:所述電容充放電電路包括第三電阻(15)、第二三極管(16)、單結晶體管(21)、第一電容(22)和第四電阻(23);所述電容充放電電路的輸出端即單結晶體管(21)的陰極、第二電容(24)—端與負載(3)—端相連接，所述第二電容(24)另一端和負載(3)另一端連接在參考地(26)上；所述第二三極管(16)的發(fā)射極和第三電阻(15)的一端連接，此連接為電容充放電電路的輸入端，第三電阻(15)的另一端、第二三極管(16)的基極、第一電容(22)正極與單結晶體管(21)的陽極(18)連接；所述第一電容(22)的負極與第四電阻(23)的一端同時連接在參考地(26)上，第四電阻(23)的另一端、單結晶體管(21)的門極(19)與第二三極管(16)的集電極連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于開個電源啟動的輔助電源，該電路包括第一電阻、第二電阻、第一三極管、穩(wěn)壓管、電容充放電電路、第二電容和負載，第一電阻外接在直流電源正極；第一電阻、第二電阻及穩(wěn)壓管的陰極依次連接；第一三極管基極連接在第二電阻和穩(wěn)壓管陰極連接點上，第一三極管集電極接在第一電阻和第二電阻連接點上，第一三極管發(fā)射極與電容充放電電路的輸入端相連接；電容充放電電路的輸出端、第二電容一端與負載一端相連接；所述第二電容另一端和負載另一端連接點連接在電源的參考地上。本實用新型還公開了輔助電源的驅動方法。本實用新型輔助電源具有功耗低、重量輕、體積小的特點。
文檔編號H02M1/36GK202997922SQ201220707048
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權日2012年12月19日
發(fā)明者王劍, 宋小波, 田聯(lián)房 申請人:華南理工大學