为了提高效率开关电源一般都是由辅助绕组给控制电路供电,在刚上电时控制电路的电压为零辅助绕组不工作整个电源不能自启动,这时就需要一个专门的启动电路。下图是三种启动电路
图1 三种启动电路
图1中的(a)是最简单的一种启动电路只需要一个(或几个串联)电阻即可,这种启动电路效率比较低而且当辅助绕组正常工作后启动电阻R上仍然能量损耗。图(b)可以实现辅助绕组工作后停止启动电路的功能,不过稳压二极管上的限流电阻会有些损耗尤其是当输入电压范围较宽时,为了兼顾低压启动性能高压输入时限流电阻损耗会比较大。图(c)中的T1用的是耗尽型管子,这里的R2、R3也会有一些损耗不过可以用较大阻值的电阻如1M或10M,但这会导致启动变慢可能需1s甚至几秒种电路才能正常工作。
由图(c)改变一下T1管的驱动方式去掉驱动电阻R2、R3得到图2这种损耗低响应快的启动电路。
图2 低损耗启动电路
图2中的光耦继电器是常开的,当VCC电压较低时光耦继电器导通,输入电压Ui通过启动电阻向滤波电容充电,当Vcc电压达到设定值后光耦初级发光二极管工作通过光耦合关闭光耦继电器。关闭光耦继电器后Vcc电压开始下降,当降到一定值后发光二极管停止工作光耦继电器再次开启,如此反复使Vcc电压稳在一定范围内。仿真中用的是继电器如果这里采用线性光耦,Vcc上的电压将是一个稳定值而非反复震荡波(原理同于线性稳压)。
当辅助绕组工作后(辅助绕组电压要略高于启动电路的稳压值)光耦初级二极管导通光耦继电器关闭此时启动电路停止工作,这种启动电路在电路正常工作后只有光耦初级发光二极管的损耗,由于这种隔离驱动方式不受电阻的影响可使启动速度非常的快,理论上只要输入电压Ui略高于Vcc电压电路就能正常启动。
图3 低损启动电路波形
图3是对这种启动电路的仿真,在前半部分是启动电路工作波形,设计的是在10V左右波动,启动时间受启动电阻、滤波电容及等效负载的共同作用,启动电阻越小启动时间越短峰值电流也越大。图3的后半部分是辅助绕组开始供电,当辅助绕组供电后光耦继电器完全关断启动电阻电流变为零(见图3中的启动电阻电流波形)。