專利名稱：含有輔助電源的開關(guān)電源電路及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路及其驅(qū)動(dòng)方法，特別是低輸入電壓的開關(guān)電源電路。
目前業(yè)界常用的一種輔助電源電路如

圖1所示，其獨(dú)立的輔助電源電路由脈寬調(diào)制控制器PWM1和BOOST電路構(gòu)成，完成從VIN到VCC的升壓。該VCC為主功率電路的脈寬調(diào)制控制器PWM2和驅(qū)動(dòng)電路DRIVE供電，完成對(duì)主功率電路BUCK/BOOST的控制。該電路采用了二個(gè)獨(dú)立的PWM控制器。
目前業(yè)界常用的另一種輔助電源電路如圖2所示，其獨(dú)立的VCC升壓電路由脈寬調(diào)制控制器PWM1和BOOST電路構(gòu)成，完成從VIN到VCC的升壓.該VCC為主功率電路的驅(qū)動(dòng)電路DRIVE供電，完成對(duì)主功率電路BUCK/BOOST的控制。該電路采用了二個(gè)獨(dú)立的PWM控制器。與圖1的區(qū)別是該電路的主脈寬調(diào)制控制器PWM2可由輸入電源供電。
上述現(xiàn)有的輔助電源電路需要用專用的脈寬調(diào)制控制器(PWM IC)，器件多，成本高，電路復(fù)雜。
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提供一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路及其驅(qū)動(dòng)方法，使其結(jié)構(gòu)簡單、效率高、成本低。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的方案是一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路，包括輔助升壓電路、主功率電路、驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制控制器，輸入電壓經(jīng)輔助升壓電路升高后得到輔助電壓，輔助電源為驅(qū)動(dòng)電路提供電壓；脈寬調(diào)制控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路，其特征是脈寬調(diào)制控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)還驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路，做為輔助升壓電路的驅(qū)動(dòng)脈沖。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的方案還包括上述開關(guān)電源電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括如下步驟由脈寬調(diào)制控制器產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)；該脈寬調(diào)制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路，其中驅(qū)動(dòng)電路的供電電壓由輔助升壓電路提供；其特征是所述脈沖控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路的同時(shí)，該脈沖控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)還驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路。
采用以上方案的有益效果本發(fā)明充分利用了低壓脈寬調(diào)制控制器可以在較低電壓下工作的優(yōu)點(diǎn)，取消輔助電源專用低壓脈寬調(diào)制控制器，由一個(gè)脈寬調(diào)制控制器同時(shí)提供輔助電源驅(qū)動(dòng)脈沖和主功率電路的驅(qū)動(dòng)脈沖，這樣便節(jié)省了一個(gè)輔助電源脈寬調(diào)制控制器，簡化了電路，降低了成本。
圖2是常用的另一種輔助電源電路示意圖。
圖3是本發(fā)明的一種輔助電源電路方框示意圖。
圖4是本發(fā)明的一種輔助電源電路應(yīng)用示意圖。
下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
見圖3，該開關(guān)電源電路包括輔助升壓電路1(圖中用BOOST表示)、主功率電路2(圖中用BOOST/BUCK表示)、驅(qū)動(dòng)電路3(圖中用DRIVE表示)、脈寬調(diào)制控制器4(圖中用PWM表示)，輸入電壓Vin經(jīng)輔助升壓電路1升高后得到輔助電壓，輔助電壓接至驅(qū)動(dòng)電路；脈寬調(diào)制控制器4輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路3接到主功率電路2，其特征是脈寬調(diào)制控制器4輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)至少還有一路接到輔助升壓電路1，做為輔助升壓電路1的驅(qū)動(dòng)脈沖。
見圖4，所述輔助升壓電路1包括開關(guān)器件(圖中為三極管)Q6、電感L3和整流二極管D2，輸入電壓Vin經(jīng)電感L3接整流二極管D2輸入極和開關(guān)器件Q6集電極，開關(guān)器件Q6的發(fā)射極接地，基極接脈寬調(diào)制控制器4輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)。
所述主功率電路2也以是BOOST電路，也可以是BUCK電路。圖4中所示主功率電路2是一種BOOST電路，所述主功率電路2中包含有至少兩個(gè)同步整流管Q1、Q2(為便于繪圖，圖4中未將Q1畫入方框中)，它們的漏極接輸入電壓Vin，其中第一同步整流管Q1的源極接地，第二同步整流管Q2的源極為主功率電路2的輸出端；所述脈寬調(diào)制控制器4輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)直接送到輔助升壓電路1的脈寬調(diào)制信號(hào)同時(shí)還接到第一同步整流管Q1的柵極，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路3的脈寬調(diào)制信號(hào)就接到第二同步整流管Q2的柵極。可見，其中Q2是浮地同步整流管，它的驅(qū)動(dòng)需要足夠高的驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)電路3就是為了實(shí)現(xiàn)這一功能。而Q1的驅(qū)動(dòng)可以直接采用脈寬調(diào)制控制器4的輸出信號(hào)。
所述脈寬調(diào)制控制器4可用現(xiàn)成的PWM芯片組成，例如MIC2185芯片等。
見圖4，驅(qū)動(dòng)電路3包括三極管Q3、Q4和功率管Q5，脈寬調(diào)制控制器4輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)就接在功率管Q5的柵極，功率管Q5的源極接地，漏極接三極管Q3和Q4的共同基極，Q3和Q4的共同發(fā)射極輸出的就是經(jīng)放大的脈寬調(diào)制信號(hào)，該信號(hào)接到主功率電路中的第二同步整流管Q2的柵極，三極管Q4的集電極接地，Q3的集電極接輔助電壓VCC。
由以上描述可知，本發(fā)明是用同一個(gè)PWM芯片既驅(qū)動(dòng)主電路的同步整流管Q1、Q2(當(dāng)然，其中對(duì)Q2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)還須經(jīng)過放大)，又驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路1中的三極管Q3，這樣輔助電源就無需專用低壓脈寬調(diào)制控制器，簡化了電路。
本發(fā)明所提出的上述輔助電源電路已為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，所述電路被用在3.3V直流輸入，5V/8A直流輸出的DC/DC電源中(主功率電路采用BOOST電路)，功率級(jí)效率達(dá)93％以上。
權(quán)利要求
1.一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路，包括輔助升壓電路(1)、主功率電路(2)、驅(qū)動(dòng)電路(3)、脈寬調(diào)制控制器(4)，輸入電壓(Vin)經(jīng)輔助升壓電路(1)升高后得到輔助電壓(Vcc)，輔助電源(Vcc)為驅(qū)動(dòng)電路(3)提供電壓；脈寬調(diào)制控制器(4)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路(3)變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路(2)，其特征是脈寬調(diào)制控制器(4)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)還驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路(1)，做為輔助升壓電路(1)的驅(qū)動(dòng)脈沖。
2.如權(quán)利要求1所述的含有輔助電源的開關(guān)電源電路，其特征是所述輔助升壓電路(1)包括第六三極管(Q6)、電感(L3)和整流二極管(D2)，輸入電壓(Vin)經(jīng)電感(L3)接整流二極管(D2)輸入極和第六三極管(Q6)集電極，第六三極管(Q6)的發(fā)射極接地，基極接脈寬調(diào)制控制器(4)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的含有輔助電源的開關(guān)電源電路，其特征是所述主功率電路(2)中包含第一同步整流管(Q1)和第二同步整流管(Q2)，所述第一同步整流管(Q1)和第二同步整流管(Q2)的漏極接輸入電壓(Vin)，其中第一同步整流管(Q1)的源極接地，第二同步整流管(Q2)的源極接主功率電路(2)的輸出端；脈寬調(diào)制控制器(4)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)，直接送到第一同步整流管(Q1)的柵極和輔助升壓電路(1)，同時(shí)還經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路(3)送到第二同步整流管(Q2)的柵極。
4.如權(quán)利要求1或2所述的含有輔助電源的開關(guān)電源電路，其特征是驅(qū)動(dòng)電路(3)包括第三三極管(Q3)、第四三極管(Q4)和第五功率管(Q5)，脈寬調(diào)制控制器(4)輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)就接在第五功率管(Q5)的柵極，第五功率管(Q5)的源極接地，漏極接所述第三三極管(Q3)和第四三極管(Q4)的共同基極，所述第三三極管(Q3)和第四三極管(Q4)的共同發(fā)射極輸出的就是經(jīng)放大的脈寬調(diào)制信號(hào)，該信號(hào)接到主功率電路中的第二同步整流管(Q2)的柵極，第四三極管(Q4)的集電極接地，第三三極管(Q3)的集電極接輔助電壓(VCC)。
5.一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路的驅(qū)動(dòng)方法，包括如下步驟由脈寬調(diào)制控制器(4)產(chǎn)生一個(gè)脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM Pulse)；該脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM Pulse)通過驅(qū)動(dòng)電路(3)變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路(2)，其中驅(qū)動(dòng)電路(3)的供電電壓(Vcc)由輔助升壓電路(1)提供；其特征是所述脈沖控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM Pulse)通過驅(qū)動(dòng)電路(3)變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路(2)的同時(shí)，該脈沖控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)(PWM Pulse)還驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種含有輔助電源的開關(guān)電源電路,包括輔助升壓電路、主功率電路、驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制控制器,輸入電壓經(jīng)輔助升壓電路升高后得到輔助電壓,輔助電源為驅(qū)動(dòng)電路提供電壓;脈寬調(diào)制控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路變換后驅(qū)動(dòng)主功率電路,其特征是:脈寬調(diào)制控制器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)還驅(qū)動(dòng)輔助升壓電路,做為輔助升壓電路的驅(qū)動(dòng)脈沖。本發(fā)明充分利用了低壓脈寬調(diào)制控制器可以在較低電壓下工作的優(yōu)點(diǎn),取消輔助電源專用低壓脈寬調(diào)制控制器,由一個(gè)脈寬調(diào)制控制器同時(shí)提供輔助電源驅(qū)動(dòng)脈沖和主功率電路的驅(qū)動(dòng)脈沖,這樣便節(jié)省了一個(gè)輔助電源脈寬調(diào)制控制器,簡化了電路,降低了成本。特別適合于低壓輸入的升壓或降壓電路。
文檔編號(hào)H02M3/00GK1387305SQ0211539
公開日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月15日
發(fā)明者李衛(wèi)東 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司