[實用新型]一種快速啟動電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320573394.0
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN203482090U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 張紅申;盧向東;徐首旗
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本實用新型涉及一種用于開關電源的快速啟動電路，尤其涉及一種用于漏電保護器（Residual?Current?Protection?Device,RCD）中的快速啟動電路。

背景技術

漏電保護器（RCD）是一種廣泛使用的電路防護裝置，用來在設備發(fā)生漏電故障時打開主電路中的斷路器以切斷電源供電，從而防止觸電事故的發(fā)生。目前的漏電保護器中，一般采用開關電源（Switching?Mode?Power?Supply，SMPS）對其進行供電。現(xiàn)有技術中的開關電源的結構如圖1所示，通常包括：AC電源1，可以為單相、三相三線制、三相四線制交流電源輸入；浪涌電壓保護單元2，用于抵制外部的浪涌電壓的破壞；整流和濾波單元3，用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并通過其中的濾波電容減小電壓的波動；脈沖變壓器4，用于從整流和濾波單元3接收電能，并實現(xiàn)原邊到副邊能量的傳遞；控制單元7，用于控制脈沖變壓器4的導通和關斷；副邊輸出單元5，用于從脈沖電壓器14接收電能并向RCD供電；反饋單元6，從副邊輸出單元接收信號，并向控制單元7提供反饋信號,控制單元7根據(jù)該反饋信號控制脈沖變壓器4的導通和關斷，從而調(diào)整系統(tǒng)的占空比或工作頻率。上電的瞬間，整流和濾波單元3向控制單元7內(nèi)的控制芯片U的V_STR引腳提供啟動電壓，控制芯片被啟動后，脈沖變壓器4向控制芯片的Vcc引腳提供電壓，使V_STR引腳無效，之后脈沖變壓器4、副邊輸出單元5、反饋單元6、控制單元7構成的反饋環(huán)路在上電后的一段時間之后達到穩(wěn)定，實現(xiàn)對RCD的穩(wěn)定供電。

開關電源的一個具體電路圖如圖2所示，其中詳細地示出了整流和濾波單元、脈沖變壓器、控制單元的細節(jié)。如圖2所示，在上電后，由四個二極管Da、Db、Dc、Dd和一個電容器Cf構成的整流濾波單元向控制芯片的V_STR引腳提供啟動電壓以啟動該控制芯片，該控制芯片啟動后，其引腳Drain與引腳GND之間會被導通，從而使脈沖變壓器原邊兩端被加上電壓，原邊兩端的電壓一方面被傳遞到脈沖變壓器的副邊并繼續(xù)傳遞到副邊輸出單元，另一方面在原邊一側(cè)的輔助繞組兩端感生出電壓，該輔助繞組的電壓被提供給控制芯片的Vcc引腳以使控制芯片工作，這時V_STR引腳無效，至此，控制芯片的啟動工作完成。

由此可以看出，從控制芯片的V_STR引腳被供電到Vcc引腳被供電之間需要一定的時間，一般稱其為芯片的軟啟動時間。例如對于Fairchild的FSL138MRT芯片來說，軟啟動時間為15毫秒。因此，軟啟動時間的存在會大大影響開關電源的啟動時間。

從開關電源開始供電到RCD達到正常工作狀態(tài)，中間需要完成電源啟動、信號采集分析等動作。如果在RCD達到正常工作狀態(tài)之前的這段時間內(nèi)發(fā)生漏電事故，RCD將無法迅速地切斷漏電故障。然而，迅速、及時的切斷漏電故障是十分關鍵的。根據(jù)標準IEC60947-2中附錄B的規(guī)定，在5倍漏電流的情況下，最大動作時間為40毫秒。這就要求必須在40毫秒內(nèi)完成電源啟動、信號采集分析、觸發(fā)脫扣等動作。因此電源的啟動時間就有一定的限制。一般的解決方案是增大開關電源的功率，達到提高啟動時間的目的。但是這種解決方案需要體積較大的變壓器，占用空間大，并且增加了成本。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種用于開關電源的快速啟動電路，可避免控制單元中的控制芯片的軟啟動時間，從而縮短開關電源的啟動時間。

本實用新型提供了一種用于開關電源的快速啟動電路，所述開關電源包括整流和濾波單元(13、23)、用于接收所述整流和濾波單元(13、23)輸出的直流電的脈沖變壓器(14、24)、用于為所述脈沖變壓器(14、24)提供調(diào)制信號的控制單元（17），其特征在于，所述快速啟動電路包括：

開關單元(18)，連接在所述整流和濾波單元(13、23)與所述控制單元（17）之間；

開關控制單元(19)，連接在所述脈沖變壓器(14、24)與所述開關單元(18)之間；

其中，當所述開關電源加電時，所述開關單元(18)導通，以為所述控制單元（17）提供工作電壓，所述脈沖變壓器(14、24)在所述控制單元（17）的作用下啟動，啟動后的脈沖變壓器(14、24)向所述控制單元（17）提供工作電壓，同時通過所述開關控制單元(19)控制所述開關單元（18）關斷。該快速啟動電路可避免控制單元中的控制芯片的軟啟動時間，從而縮短開關電源的啟動時間