[實用新型]開關電源及其控制器

有效

• 申請號: 201320047818.X
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN203086362U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 姚云龍;吳建興
• 申請（專利權）人: 杭州士蘭微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M3/28
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陸嘉

技術領域

本實用新型涉及開關電源技術，尤其涉及一種快速啟動的開關電源及其控制器。

背景技術

圖1示出了傳統的帶有跨導放大器的反激式單級LED驅動電源，包括：輸入整流橋101，交流源102、輸入濾波電容103、啟動電阻104、VCC電容105、反激變壓器T、輸出整流二極管107、輸出電容114、輸出發光二極管112、功率管109、采樣電阻Rs、輔助繞組供電整流二極管111，以及控制器120。

其中反激變壓器T包括原邊繞組106，副邊繞組110，輔助繞組108。

控制器120包括：恒流控制模塊121，根據采樣電阻Rs上的電壓和輔助繞組108產生的輸出信號FB，檢測出輸出恒流值，并把輸出恒流值計算成等效值Va輸出到跨導型誤差放大器122；跨導型誤差放大器122，將輸出恒流值的等效值Va與基準值進行誤差放大，轉換成誤差電流對電容113充電放電，在環路穩定后，輸出恒流值的等效值Va的平均值與基準值相同，達到輸出恒流的目的；PWM發生器123，根據輔助繞組108產生的輸出信號FB和跨導型誤差放大器122的輸出信號確定驅動信號GD的占空比，驅動信號GD用于驅動功率管109，驅動信號驅動GD的占空比體現了功率管109的的導通時間和關斷時間。

其中，控制器120的供電端為端口VCC。電路的啟動過程如下：先由輸入電壓Vin經啟動電阻104對VCC電容105充電，由電容105對控制器120供電。VCC電容105充電放電過程的信號波形如圖2所示，控制器120的開啟電壓V2和關閉電壓V1之間具有差值V2-V1，即遲滯電壓。在輸入電壓Vin通過啟動電阻104將VCC電容105兩端的電壓充電至開啟電壓V2時，控制器120開始工作。控制器120工作后開始消耗VCC電容105上的電荷，使得VCC電容105的電壓降低，同時開始向輸出端傳遞能量。

如果在VCC電容105降低至關閉電壓V1之前，輸出電壓已經建立，并且通過輔助繞組108產生反激電壓給VCC電容105供電，則VCC電容105的電壓將能夠保持在關閉電壓V1之上，使得電路正常啟動并且正常工作。如果在VCC電容105的電壓降低至關閉電壓V1之前，輸出電壓還沒有建立，則無法通過輔助繞組108產生反激電壓給VCC電容105供電，導致VCC電容105的電壓一直降低至小于關閉電壓V1，控制器120停止工作，而后輸入電壓Vin將又通過啟動電阻104對VCC電容105充電，重復以上的過程，這樣可能會導致控制器120經過多次反復才能啟動或者始終不能啟動的情況。

控制器120是否可以正常啟動，與VCC電容105的充電電荷有關，也與控制器120的耗電和遲滯電壓（開啟電壓V2和關閉電壓V1的差值）相關。假設VCC電容105的電容值為C1，控制器120的耗電電流為I1，則如果完全由VCC電容105供電，可以對控制器120的供電時間t1為：

t1=(V2-V1)·C1I1]]>

在供電時間t1之內，如果輸出能夠建立，反激電壓就能對VCC電容105供電，電路也就可以一次性啟動；否則電路將不能一次性啟動。

通常而言，如果供電時間t1足夠長，就能保證電路的正常啟動。為了加長供電時間t1，需要加大VCC電容105的電容值C1，或加大遲滯電壓V2-V1，或減小控制器120的耗電電流I1。VCC電容105加大，會導致啟動電阻104對電容105的充電時間變長，導致啟動時間變長，而為了減小啟動時間，則需要把啟動電阻104減小，這又會導致啟動電阻104上的功耗變大，影響系統效率。另一方面，遲滯電壓V2-V1無法增大至很大，這是由控制器120可以正常工作的供電電壓范圍決定的；降低控制器120的耗電電流I1也是一種較為可行的方法，但是在控制器120的功耗已經很小的情況下，進一步降低耗電電力I1就變得非常困難。