一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC?DC開關電源用供電電路，包括開關電源管理芯片、變壓器、供電二極管、電源濾波電容、高壓MOS管、偏置電阻和輸出整流濾波器，變壓器原邊繞組的一端連接高壓MOS管的漏極，副邊繞組連接輸出整流濾波器，輔助繞組的一端連接供電二極管的正極，另一端接地；供電二極管的負極串聯(lián)電源濾波電容后接地，在供電二極管和電源濾波電容之間引出支路連接開關電源管理芯片的VCC引腳，偏置電阻連接在高壓MOS管的漏極和柵極之間，高壓MOS管的源極連接開關電源管理芯片的開關SW引腳，高壓MOS管的柵極連接開關電源管理芯片的DRV引腳。本供電電路利用MOS管可實現(xiàn)高壓快速啟動，具有啟動時間短、成本低、待機功耗小等優(yōu)點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種集成電路，具體涉及一種AC-DC開關電源用供電電路，尤其涉及一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源上電啟動用供電電路。
技術介紹
AC-DC(交流轉直流)開關電源應用在一些感性類負載上，其使用特性為工作時間短，空載待機狀態(tài)長。根據全世界要求的低碳生活，尤其是歐美市場正不斷能效標準，對此類電源產品的待機功耗的要求是越來越高。在現(xiàn)有的AC-DC開關電源中通常采用反激變換器實現(xiàn)交直流轉換，這種反激式AC-DC開關電源上電啟動時，傳統(tǒng)的啟動方式包括外接電阻直接充電啟動以及高壓開關電流源充電啟動。外接電阻充電啟動是通過電阻對控制電路的供電儲能電容進行充電從而啟動電源。外接電阻充電啟動的方式為了達到較快的啟動速度，外接的啟動電阻取值并不能取得過大，同時因為在啟動完成后不能夠關閉，啟動后仍然會有能量損耗，為了避免啟動電阻的損耗過大，取值又不能取值過小，外接啟動電阻直接啟動的方式啟動速度不夠快，同時有較大損耗。如圖1所示的外接電阻充電啟動供電電路，啟動電路101和PWM電路102集成在一起，作為控制電路103，功率開關管M1作為功率輸出級，Rcs為電流采樣電阻，變壓器T1包含三個繞組，原邊繞組AB，副邊繞組EF，輔助繞組CD，R1為啟動電阻，C1為控制電路103的電源濾波電容，VIN為來自AC經過整流后的電源。上電時，通過R1對C1進行充電，當VCC電壓達到開啟電壓時，電路啟動，并通過輔助繞組CD給控制電路103持續(xù)供電，啟動過程完成。但啟動后，啟動電阻R1也一直在消耗能量，R1的大小，影響待機功耗，電阻越小，功耗越大，電阻越大，功耗越小，但電阻過大無法滿足啟動所需要的電流，會造成啟動困難或啟動時間過長的問題，所以綜合起來該種方式待機功耗非常大，無法滿足日益嚴格的能效要求。而且大的電流通過采樣電阻Rcs，也會增加功耗，降低系統(tǒng)效率。高壓開關電流源充電啟動方式是通過一個高壓開關即一個高壓增強型的MOS管流過受控的充電電流到開關電源芯片的供電電容進行充電從而啟動電路。如圖2所示的高壓開關電流源充電啟動供電電路，將高壓MOS管M2和電容D2集成到控制電路203中，啟動時，通過M2可以實現(xiàn)快速啟動，啟動完畢時，通過啟動電路201關閉M2，則可實現(xiàn)降低電路功耗的目的，但高壓集成工藝復雜，成本較高。采樣電阻Rcs與圖1中的采樣電阻Rcs具有同樣的增加功耗的問題。因此，迫切的需要一種新型的成本低、啟動速度快且待機功耗小的反激式AC-DC開關電源上電啟動的供電電路來解決上述技術問題。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術正是針對現(xiàn)有技術中存在的技術問題，提供一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路，該電路整體結構設計巧妙，利用PowerMOS管來實現(xiàn)高壓快速啟動的目的，具有啟動速度快、整體能耗低、無需復雜的高壓集成工藝流程、實現(xiàn)方式簡單以及待機功耗低等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術采用的技術方案為，一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路，包括開關電源管理芯片、變壓器、供電二極管、電源濾波電容、高壓MOS管、偏置電阻和輸出整流濾波器，所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，所述原邊繞組的一端引出作為供電電路的輸入端，所述供電電路的輸入端連接直流輸入電源，所述直流輸入電源為交流電經過整流濾波后的電源，原邊繞組的另一端連接高壓MOS管的漏極，所述副邊繞組連接輸出整流濾波器的輸入端，所述輸出整流濾波器的輸出端引出作為供電電路的輸出端，所述輔助繞組的一端連接供電二極管的正極，另一端接地；供電二極管的負極串聯(lián)電源濾波電容后接地，在供電二極管和電源濾波電容之間引出支路連接開關電源管理芯片的VCC引腳，所述偏置電阻連接在高壓MOS管的漏極和柵極之間，所述高壓MOS管的源極連接開關電源管理芯片的開關SW（Switch）引腳，高壓MOS管的柵極連接開關電源管理芯片的驅動輸出DRV（Driver）或GATE引腳，所述開關電源管理芯片的GND引腳接地。作為本專利技術的一種改進，還包括第一低壓MOS管、第二低壓MOS管、內部啟動供電二極管和電流采樣電阻，所述第一低壓MOS管、第二低壓MOS管、內部啟動供電二極管和電流采樣電阻采用常規(guī)CMOS工藝集成在開關電源管理芯片中，所述開關電源管理芯片包括啟動電路和PWM電路，所述啟動電路的輸入端連接VCC引腳，啟動電路的輸出端連接PWM電路的輸入端，PWM電路的輸出端連接DRV引腳，所述內部啟動供電二極管的正極連接SW引腳，負極連接啟動電路的輸入端，所述第一低壓MOS管和第二低壓MOS管的漏極連接SW引腳，第一低壓MOS管和第二低壓MOS管的柵極連接DRV引腳，第一低壓MOS管的源極連接GND引腳，第二低壓MOS管的源極串聯(lián)電流采樣電阻后連接GND引腳，所述PWM電路的電流采樣CS（Currentsampling）引腳連接在第二低壓MOS管的源極上。作為本專利技術的一種改進，所述第一低壓MOS管和第二低壓MOS管的寬長比成比例設置，其中第一低壓MOS管的寬長比比第二低壓MOS管的寬長比小，第一低壓MOS管的寬長比為第二低壓MOS管寬長比的幾百至幾千分之一。作為本專利技術的一種改進，所述高壓MOS管的耐壓值范圍為500V-1000V，所述第一低壓MOS管和第二低壓MOS管的耐壓值范圍為20-40V。作為本專利技術的一種改進，所述偏置電阻采用高阻值電阻，其取值為兆歐及以上級別。作為本專利技術的一種改進，所述高壓MOS管、第一低壓MOS管和第二低壓MOS管均采用N溝道增強型MOS管。作為本專利技術的一種改進，所述輸出整流濾波器包括續(xù)流二極管和濾波電容，輸出整流濾波器的輸入端為續(xù)流二極管的正極端，續(xù)流二極管的正極連接變壓器的副邊繞組的一端，副邊繞組的另一端接地，續(xù)流二極管的負極串聯(lián)濾波電容后接地，在續(xù)流二極管的負極與濾波電容之間引出支路作為輸出整流濾波器的輸出端。相對于現(xiàn)有技術，本專利技術的整體結構設計巧妙實用，成本較低，通過PowerMOS管（即高壓MOS管）本身就可實現(xiàn)AC-DC開關電源的高壓快速啟動，上電啟動速度快，用戶體驗度高，由于對高壓MOS管進行偏置的偏置電阻采用兆歐及以上級別的高阻值電阻，在不影響電路啟動效果的基礎上，可大大降低整個電源的待機功耗，提高產品的可靠性和市場競爭力；而且通過將低壓MOS管以及電流采樣電阻采用CMOS工藝集成到開關電源管理芯片內，這樣不需要采用復雜的高壓工藝就可以實現(xiàn)高壓快速啟動，簡化產品生產流程，降低了產品的成本。另外，通過利用兩個低壓MOS管按較大的寬長比比例（幾百至幾千）分流的方式對高壓MOS管進行電流采樣，可有效降低電流采樣電阻的功耗，提高系統(tǒng)效率。附圖說明圖1為現(xiàn)有AC-DC開關電源用外接電阻充電啟動供電電路結構圖。圖2為現(xiàn)有AC-DC開關電源用高壓開關電流源充電啟動供電電路結構圖。圖3為本專利技術優(yōu)選實施例的電路結構圖。具體實施方式為了加深對本專利技術的理解和認識，下面結合附圖和優(yōu)選實施例對本專利技術作進一步描述和介紹。如圖3所示，一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路，包括開關電源管理芯片303、變壓器T1、供電二極管D1、電源濾波電容C2C1、高壓MOS管M1、第一低壓MOS本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC?DC開關電源用供電電路，其特征在于：包括開關電源管理芯片、變壓器、供電二極管、電源濾波電容、高壓MOS管、偏置電阻和輸出整流濾波器，所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，所述原邊繞組的一端引出作為供電電路的輸入端，原邊繞組的另一端連接高壓MOS管的漏極，所述副邊繞組連接輸出整流濾波器的輸入端，所述輸出整流濾波器的輸出端引出作為供電電路的輸出端，所述輔助繞組的一端連接供電二極管的正極，另一端接地；供電二極管的負極串聯(lián)電源濾波電容后接地，在供電二極管和電源濾波電容之間引出支路連接開關電源管理芯片的VCC引腳，所述偏置電阻連接在高壓MOS管的漏極和柵極之間，所述高壓MOS管的源極連接開關電源管理芯片的SW引腳，高壓MOS管的柵極連接開關電源管理芯片的DRV引腳，所述開關電源管理芯片的GND引腳接地。

【技術特征摘要】
1.一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路，其特征在于：包括開關電源管理芯片、變壓器、供電二極管、電源濾波電容、高壓MOS管、偏置電阻和輸出整流濾波器，所述變壓器包括原邊繞組、副邊繞組和輔助繞組，所述原邊繞組的一端引出作為供電電路的輸入端，原邊繞組的另一端連接高壓MOS管的漏極，所述副邊繞組連接輸出整流濾波器的輸入端，所述輸出整流濾波器的輸出端引出作為供電電路的輸出端，所述輔助繞組的一端連接供電二極管的正極，另一端接地；供電二極管的負極串聯(lián)電源濾波電容后接地，在供電二極管和電源濾波電容之間引出支路連接開關電源管理芯片的VCC引腳，所述偏置電阻連接在高壓MOS管的漏極和柵極之間，所述高壓MOS管的源極連接開關電源管理芯片的SW引腳，高壓MOS管的柵極連接開關電源管理芯片的DRV引腳，所述開關電源管理芯片的GND引腳接地。2.如權利要求1所述的一種利用PowerMOS管實現(xiàn)高壓快速啟動的AC-DC開關電源用供電電路，其特征在于，還包括第一低壓MOS管、第二低壓MOS管、內部啟動供電二極管和電流采樣電阻，所述第一低壓MOS管、第二低壓MOS管、內部啟動供電二極管和電流采樣電阻采用CMOS工藝集成設置在開關電源管理芯片中，所述開關電源管理芯片包括啟動電路和PWM電路，所述啟動電路的輸入端連接VCC引腳，啟動電路的輸出端連接PWM電路的輸入端，PWM電路的輸出端連接DRV引腳，所述內部啟動供電二極管的正極連接SW引腳，負極連接啟動電路的輸入端，所述第一低壓MOS管和第二低壓MOS管的漏極連接SW引腳，第一低壓MOS...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：譚在超，羅寅，丁國華，張海濱，薛金鑫，
申請(專利權)人：蘇州鍇威特半導體有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32