一种DC输入开关电源的辅助供电电路的制作方法

一种dc输入开关电源的辅助供电电路
技术领域
1.本实用新型涉及dc输入的开关电源，尤其涉及一种dc输入开关电源的辅助供电电路。


背景技术：

2.开关电源的正常工作需要一个给控制芯片或者其它有源器件供电的电源。传统的开关电源的控制芯片通常有一个高压启动脚，当起机后，开关电源的辅助绕组会接替高压源给控制芯片供电；或者单独提供一个辅助源变换器；如果上述的两种方式均不能满足实际的需要，对于宽范围的dc输入的开关电源来说还可以通过线性稳压电路降压得到辅助供电电源，但通过线性稳压电路降压得到辅助供电电源会增加大量的功耗。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种损耗较小的dc输入开关电源的辅助供电电路。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种dc输入开关电源的辅助供电电路，包括直流输入端、直流输出端、启动供电电路、辅助绕组供电电路和切换电路，启动供电电路的输入端接直流输入端，输出端接直流输出端；辅助绕组供电电路的输入端接dc输入开关电源变压器的辅助绕组，输出端接直流输出端；切换电路包括控制开关，切换电路的控制端接辅助绕组供电电路，切换电路的控制开关串接在启动供电电路中。
5.以上所述的辅助供电电路，启动供电电路包括限流电阻、第一三极管、第一上拉电阻和第一稳压管、限流电阻的第一端接所述的直流输入端，第二端通过所述的控制开关接第一三极管的集电极；第一三极管的发射极接所述的直流输出端，第一上拉电阻接在第一三极管的集电极与基极之间；第一稳压管的阴极接第一三极管的基极，阳极接地。
6.以上所述的辅助供电电路，辅助绕组供电电路包括第二二极管、滤波电路、第二三极管、第二上拉电阻、第二稳压管，第二二极管的阳极接所述辅助绕组的第一端，辅助绕组的第二端接地；第二二极管的阴极通过滤波电路接第二三极管的集电极，第二三极管的发射极接所述的直流输出端，第二上拉电阻接在第二三极管的集电极与基极之间；第二稳压管的阴极接第二三极管的基极，阳极接地。
7.以上所述的辅助供电电路，辅助绕组供电电路包括第三二极管，第三二极管的阳极接第二三极管的发射极，第三二极管的阴极接所述的直流输出端；切换电路包括第三稳压管、两条分压电路和两个mos管，所述的控制开关为pnp三极管；pnp三极管的发射极接所述限流电阻的第二端，pnp三极管的集电极接第一三极管的集电极，第三上拉电阻接在pnp三极管的发射极与基极之间；第一分压电路接在所述的直流输入端与地之间，第一mos管的栅极接第一分压电路的电压输出端；第一mos管的源极接地，漏极接pnp三极管的基极；第二分压电路接在第三稳压管的阳极与地之间，第二mos管的栅极接第二分压电路的电压输出端，源极接地；第二mos管的漏极接第一mos管的栅极。
8.以上所述的辅助供电电路，包括输出电容，输出电容接在所述的直流输出端与地之间。
9.本实用新型当开关电源启动完成，辅助绕组供电电路的输出电压稳定后，可以关闭启动供电电路，由辅助绕组供电电路独立供电，辅助供电电源的功耗较小。
附图说明
10.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
11.图1是本实用新型实施例dc输入开关电源的辅助供电电路的电路图。
具体实施方式
12.本实用新型实施例dc输入开关电源的辅助供电电路的结构和原理如图1所示，包括直流输入端vi、直流输出端vcca、dc输入开关电源变压器的辅助绕组t1、启动供电电路、辅助绕组供电电路和切换电路，
13.启动供电电路的输入端接直流输入端vi，直流输入端vi输入的电压范围是20
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60vdc。输出端接直流输出端vcca。输出电容c80接在直流输出端vcca与地之间。
14.启动供电电路包括由电阻r6、r7、r29、r31组成的限流电阻、第一npn三极管q11、由电阻r47、r54并接组成的第一上拉电阻和第一稳压管z10。限流电阻的第一端接直流输入端vi，第二端通过作为控制开关的pnp三极管q1接第一npn三极管q11的集电极。第一npn三极管q11的发射极接直流输出端vcca，第一上拉电阻接在第一npn三极管q11的集电极与基极之间。第一稳压管z10的阴极接第一npn三极管q11的基极，阳极接地gnd。
15.辅助绕组供电电路包括第二二极管d2、第三二极管d3、由电阻r45、r46、c22组成的滤波电路、第二npn三极管q2、第二上拉电阻r5、第二稳压管z17，第二二极管d2的阳极接辅助绕组t1的第一端，辅助绕组t1的第二端接地gnd。第二二极管d2的阴极通过滤波电路接第二npn三极管q2的集电极，第二npn三极管q2的发射极接第三二极管d3的阳极, 第三二极管d3的阴极接直流输出端vcca。第二上拉电阻r5接在第二npn三极管q2的集电极与基极之间。第二稳压管z17的阴极接第二npn三极管q2的基极，阳极接地gnd。
16.切换电路包括第三稳压管z13、两条分压电路、两个mos管和作为控制开关的pnp三极管q1。pnp三极管q1的发射极接启动供电电路限流电阻的第二端，pnp三极管q1的集电极接启动供电电路第一npn三极管q11的集电极，第三上拉电阻r1接在pnp三极管q1的发射极与基极之间。由电阻r32和r33组成的第一分压电路接在直流输入端vi与地之间，对输入vi进行分压。r33和r32阻值分别是100kω和24kω。第一mos管q4的栅极接第一分压电路的电压输出端(电阻r32与r33的连接点)。第一mos管q4的源极接地gnd，漏极通过电阻r34接pnp三极管q1的基极。由电阻r44和r41组成的第二分压电路接在第三稳压管z13的阳极与地之间，第二mos管q6的栅极接第二分压电路的电压输出端(电阻r44与r41的连接点)，源极接地gnd。第二mos管q6的漏极接第一mos管q4的栅极。
17.开关电源起机上电时，电阻r32与r33的连接点得到一个4
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11v的高电平，驱动第一mos管q4的栅极；第一mos管q4导通，因第一mos管q4的源极接地；电阻r29，r30，r7,r8、r1和r34与地形成电流回路，电阻r1第一端的电压高于第二端的电压，而pnp三极管q1的发射极接于电阻r1的第一端，基极接于电阻r1的第二端，pnp三极管导通q1。电阻r29，r30，r7和r8
选用100ω，用于限制电流；电阻r2选用2.2kω，电阻r34选用24kω；pnp三极管q1选用bcx53
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16；
18.npn三极管q11的集电极接于pnp三极管q1三极管的集电极，npn三极管q11的集电极的电压约等于输入电压20
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60vdc。电阻r47和r54并联后，第一端接在npn三极管q11的集电极，第二端接在npn三极管q11的基极，npn三极管q11的基极接z10到地。npn三极管q11的发射极接c80电解电容的正极，c80的负极接地，电阻r47，r54和z10与地形成电流回路，npn三极管q11的基极电压高于集电极电压， npn三极管q11导通；输出电压给c80充电，而二极管d3的阳极任然为低电平。开关电源控制芯片的电压最高电压为20v，设置直流输出端vcca的电压为18v，电阻r47和r54阻值为10kω，z10选择10v稳压管，q11选择tip3ic，二极管d3为4148，输出电容c80的容量为100uf;
19.当vcca电压达到开关电源控制芯片的启动电压后，开关电源的变换器开始工作，得到输出电压。当输入电压较高时，启动供电电路无器件上的电压降几十伏，这会产生几瓦的损耗，不仅造成器件的温升高也是能源的浪费；所以此时能够关闭启动供电电路压，转为稳定的辅助绕组供电则可以节省能耗。
20.变压器的辅助绕组t1上产生方波电压二极管d2，电阻r45，r46和电解电容c22形成整流滤波电路，电解电容c22产生一个变化范围在20
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25v的电压；二极管d2选择es3g，电阻r45和r46的阻值为3.3ω，电解电容c22的容量为47uf。
21.电阻r5的一端和npn三极管q2的集电极接于电解电容c22正极，电阻r5的另一端接于npn三极管q2的基极和z17的阴极，npn三极管q2的发射极接到二极管d3的阳极，npn三极管q2的工作原理与npn三极管q11相同，由辅助绕组t1输出并整流后的线性稳压电压和启动供电电路输入的线性稳压电压给vcca供电。电阻r5取值2.2k欧姆，npn三极管q2选择pbss306nz;z10稳压管选择18v稳压管。
22.由辅助绕组t1输出并整流后的线性稳压电压输送到直流输出端vcca的电压稳定后，就可以将启动供电电路关闭了。稳压管z13的阳极串联由电阻r44和r47组成的第二分压电路到地。z13选择5.6v稳压管，r44的阻值为270kω，r47的阻值为47kω。当二极管d3阳极的电压达到18v时，第二分压电路输出端的电压，即mos管q6的栅极的电压为1.8v，mos管q6导通，因其源极接地，而mos管q6的漏极和mos管q4的栅极相连，所以此时mos管q4截止；pnp三极管q1截止，启动供电电路停止工作，损耗几乎减小到零。此时辅助供电电路的主要损耗来自辅组绕组的整流后线性稳压的损耗，因其电压降较小，所以损耗也较小，且当辅组绕组的整流后线性稳压电压短时间不稳定时，还可以切换至启动供电电路供电，提高辅助供电电路的可靠性。