高壓啟動電路的製作方法

2023-06-20 12:50:26 1

專利名稱：高壓啟動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓啟動電路，特別涉及一種適於電源管理集成電路使用的高壓 啟動電路。
背景技術：
在開關電源電路中，當由於某些非正常的原因，引起保護電路起作用時，會關斷某 些電路；當故障消除之後，整個電路要能夠重新工作，就需要一個啟動電路。啟動電路的另 外一個作用是給其它電路啟動建立起始工作點，同時當電路開始工作時，啟動電路將輸入 電源與內部隔離，使輸入電壓中的紋波不會影響到內部電路，對內部電路起到保護作用。現有技術中，如附圖1所示，開關電源控制電路主要由低壓電路和高壓電路兩部 分組成，低壓電路的控制邏輯用來控制高壓啟動電路工作啟動與否。當需要啟動的時候，控 制邏輯控制開關閉合高壓電通過恆流源對外接電容充電，當電容電壓線性達到內部低壓電 路要求時，控制邏輯控制開關斷開，完成電路啟動。上述技術方案中，利用受控電流源對外 接電容充電，但該電路的缺點是該受控電流源很大程度上取決於高電壓，電流線性度不佳。

發明內容
本發明目的是提供一種對電源電壓不敏感、可控、耐高壓、電流線性度好的高壓啟 動電路。為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種高壓啟動電路，包括電流源、控 制開關和電容，由輸入高壓供電的電流源經控制開關與電容串聯構成充電迴路，電容一端 為輸出端，另一端接地，控制開關的使能端連接低壓電路的控制邏輯輸出端，在電容輸出端 與電流源之間，設有負反饋電路，所述負反饋電路由檢測電路和反饋控制電路構成，檢測電 路串聯於所述電流源和電容輸出端之間，檢測輸出電流大小，反饋控制電路接收檢測電路 的輸出並反饋控制電流源。上述技術方案中，在傳統的高壓啟動基礎上增加了電流負反饋。當控制開關斷開 時，高壓啟動電路不工作；當控制開關閉合時，一方面高壓部分通過電流源向外接電容充 電，另一方面負反饋電路檢測輸出電流大小，同時反饋控制電流源大小，維持電流源大小穩定。—種優選的技術方案是，所述電流源、控制開關均由MOS管構成，控制開關用MOS 管的柵極為使能端，漏極連接電流源用MOS管的柵極，電流源用MOS管的漏極連接高壓，源 極經負反饋電路的檢測電路連接電容的輸出端；所述負反饋電路的檢測電路包括MOS管和 檢測電阻，檢測電路MOS管的漏極連接電流源用MOS管的源極，檢測電路MOS管的柵極連接 電容的輸出端，檢測電阻設置在檢測電路MOS管的漏極和柵極之間；負反饋電路的反饋控 制電路由一對鏡像MOS管和控制電阻構成，兩個鏡像MOS管的源極接地，檢測電路MOS管的 源極為輸出端，連接兩個鏡像MOS管的柵極和其中一個MOS管的漏極，鏡像MOS管中另一個 MOS管的漏極連接電流源MOS管的柵極，控制電阻連接電流源MOS管的柵極和高壓，由此構成對電流源的反饋控制。由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點1.本發明通過設置負反饋電路，根據輸出電流的大小反饋控制電流源，電流對高 電壓不敏感，電流線性度好；2.本發明的高壓啟動電路電流源可控，耐高壓性能好。


圖1是現有技術中開關電源控制電路的系統框圖；圖2是本發明實施例中高壓啟動系統框圖；圖3是本發明實施例中高壓啟動系統的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述實施例一參見附圖2所示，一種高壓啟動電路，包括電流源、控制開關S和電容， 由輸入高壓供電的電流源經控制開關S與電容串聯構成充電迴路，電容一端為輸出端，另 一端接地，控制開關S的使能端連接低壓電路的控制邏輯輸出端，在電容輸出端與電流源 之間，設有負反饋電路，所述負反饋電路由檢測電路和反饋控制電路構成，檢測電路串聯於 所述電流源和電容輸出端之間，檢測輸出電流大小，反饋控制電路接收檢測電路的輸出並 反饋控制電流源。參見附圖3所示，本實施例中，所述電流源、控制開關均由MOS管構成，控制開關用 MOS管M5的柵極為使能端EN，漏極連接電流源用MOS管Ml的柵極，電流源用MOS管Ml的 漏極連接高壓HV，源極經負反饋電路的檢測電路連接電容Cl的輸出端；所述負反饋電路的 檢測電路包括MOS管M4和檢測電阻R2，檢測電路MOS管M4的漏極連接電流源用MOS管Ml 的源極，檢測電路MOS管M4的柵極連接電容Cl的輸出端，檢測電阻R2設置在檢測電路MOS 管M4的漏極和柵極之間；負反饋電路的反饋控制電路由一對鏡像MOS管M2、M3和控制電阻 Rl構成，兩個鏡像MOS管M2、M3的源極接地，檢測電路MOS管M4的源極為輸出端，連接兩 個鏡像MOS管M2、M3的柵極和其中一個MOS管M2的漏極，鏡像MOS管中另一個MOS管M3 的漏極連接電流源MOS管Ml的柵極，控制電阻Rl連接電流源MOS管Ml的柵極和高壓HV， 由此構成對電流源的反饋控制。本實施例的工作原理是，圖3中EN為高壓啟動電路的使能端，當EN為邏輯低電平 時，高壓管M5關端。上電過程中，高壓管Ml柵極電壓慢慢升高，當高壓管的柵源電壓高於 其閾值電壓時，高壓管Ml導通，經電阻R2向外接電容充電，此時電阻R2上產生壓降，當其 值超過M4的閾值電壓時，高壓管M4導通，高壓管的漏端電流經高壓管M2鏡像到高壓管M3， 高壓管M3和Rl組成反饋迴路來控制高壓管M1，實現負反饋，穩定電流，減小電流受高壓電 變化的影響。反饋過程如下假設電流變大，則電阻R2上的壓降變大，高壓管M4的漏電流 增加，高壓管M2漏電流等於高壓管M4漏電流，高壓管M3鏡像高壓管M2的漏電流，即高壓 管M3的漏電流增加，電阻Rl上流過的電流增加，高壓管Ml的柵電壓下降，所以高壓管Ml 的柵源電壓減小，導致Ml漏電流減小，輸出電流減小；反之亦然。
4
電流源大小為_\VGS4\_\Vlh4\+Vov4 _
jI -
I Kh41
2Ιλ
V^oMILX
R,
j 一 j 一 I 一 _ 一 J3 一
HV-Vov3
HV
2L
\MCOX{W!L\
Rx
因為 HV >> Vov3，所以 I4 HV/R, S1HV = Iim
AI/I
HV 61
Oo 4
C
-
^0AHVZHV I SHV 21 Vgs4
其中"^4k 1
所以&
^ov 4
HV
當V。v4 < 2 I Vgs4 I，時《S。< 1，而這一條件是比較容易滿足的，所以本發明的啟動電 路有良好的電源無關性。本啟動電路的另一個好處是輸出是Ml源極輸出，輸出阻抗小，使VCC受內部低壓 模塊的影響減小。以上例子僅為本發明的特定實例，決不能視為對本發明的限制。
權利要求
一種高壓啟動電路，包括電流源、控制開關和電容，由輸入高壓供電的電流源經控制開關與電容串聯構成充電迴路，電容一端為輸出端，另一端接地，控制開關的使能端連接低壓電路的控制邏輯輸出端，其特徵在於在電容輸出端與電流源之間，設有負反饋電路，所述負反饋電路由檢測電路和反饋控制電路構成，檢測電路串聯於所述電流源和電容輸出端之間，檢測輸出電流的大小，反饋控制電路接收檢測電路的輸出並反饋控制電流源。
2.根據權利要求1所述的高壓啟動電路，其特徵在於所述電流源、控制開關均由MOS 管構成，控制開關用MOS管的柵極為使能端，漏極連接電流源用MOS管的柵極，電流源用MOS 管的漏極連接高壓，源極經負反饋電路的檢測電路連接電容的輸出端；所述負反饋電路的 檢測電路包括MOS管和檢測電阻，檢測電路MOS管的漏極連接電流源用MOS管的源極，檢測 電路MOS管的柵極連接電容的輸出端，檢測電阻設置在檢測電路MOS管的漏極和柵極之間； 負反饋電路的反饋控制電路由一對鏡像MOS管和控制電阻構成，兩個鏡像MOS管的源極接 地，檢測電路MOS管的源極為輸出端，連接兩個鏡像MOS管的柵極和其中一個MOS管的漏 極，鏡像MOS管中另一個MOS管的漏極連接電流源MOS管的柵極，控制電阻連接電流源MOS 管的柵極和高壓，由此構成對電流源的反饋控制。
全文摘要
本發明公開了一種高壓啟動電路，包括電流源、控制開關和電容，由輸入高壓供電的電流源經控制開關與電容串聯構成充電迴路，電容一端為輸出端，另一端接地，控制開關的使能端連接低壓電路的控制邏輯輸出端，其特徵在於在電容輸出端與電流源之間，設有負反饋電路，所述負反饋電路由檢測電路和反饋控制電路構成，檢測電路串聯於所述電流源和電容輸出端之間，檢測輸出電流的大小，反饋控制電路接收檢測電路的輸出並反饋控制電流源。本發明通過設置負反饋電路，根據輸出電流的大小反饋控制電流源，電流對高電壓不敏感，電流線性度好。
文檔編號H02M1/36GK101951137SQ20101050320
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月12日 優先權日2010年10月12日
發明者李富華, 杜坦, 王漢祥, 謝衛國, 趙鶴鳴, 黃秋萍 申請人:蘇州大學