[发明专利]一种偏置电压产生电路及应用其的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体地说，涉及一种偏置电压产生电路及应用其的开关电源。

背景技术

随着电子信息产业的飞速发展，开关电源被广泛的应用在计算机、电力设备、仪器仪表、LED照明、医疗器械、军工设备等领域。通常，开关电源是将外接交流电（如市电220V、380V等）转换成一稳定直流电（如+5V、-5V、+12V、-12V等）以供给负载。

现有技术中，常用的开关电源的电路结构中包括有功率级电路、控制电路和给控制电路供电的偏置电压电路，控制电路接收所述偏置电压电路提供的满足要求的偏置电压后开始工作，并且控制功率级电路中的开关管的开关动作，进而保证所述功率级电路输出稳定的电压。如图1所示，所述功率级电路包括有一磁性元件（如变压器），偏置电压电路通过一辅助绕组与所述磁性元件进行耦合以获得所需要的偏置电压，而辅助绕组势必造成体积大且耗损高。除此，现有技术还可以通过设置一个独立的电源（如线性调节器LDO）来实现为所述控制电路供电，但增加的独立电源会导致成本增加，并增大了开关电源的体积且效率低。

综上，在开关电源的电路中，如何提供一种高效、低成本的偏置电压电路以保证控制电路的供电需求，进而保证输出信号的稳定是当前具有挑战性的一项任务。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种偏置电压产生电路及应用其的开关电源，有效的解决了现有技术中开关电源中偏置电压电路成本高、体积大且效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种偏置电压产生电路，应用于开关电源中，所述开关电源包括有一功率级电路和控制电路，其中，所述偏置电压产生电路包括：第一控制电路和第一电容，在所述功率级电路中的第一开关管为关断状态时，

所述第一控制电路比较所述第一开关管的漏源电压和所述第一电容两端电压，当所述第一开关管的漏源电压大于所述第一电容两端电压时，所述第一控制电路控制所述第一电容进行充电动作；

在充电过程中，所述第一电容两端电压小于一过压保护电压，其中，所述过压保护电压为不小于所述控制电路的期望偏置电压。

优选的，所述第一控制电路包括：第一比较器、第二开关管和二极管，

所述第一比较器的反相输入端接收所述第一电容两端电压，其同相输入端接收所述过压保护电压，所述第一比较器的输出端输出一第一控制信号；

所述第二开关管的控制端与所述第一比较器的输出端连接以接收所述第一控制信号，其第一端连接在所述功率级电路中的磁性元件与第一开关管之间，第二端与所述二极管的阳极连接，所述二极管的阴极与所述第一电容连接。

优选的，所述第二开关管为耗尽型晶体管。

优选的，所述第一控制电路包括：第二比较器、第三比较器、第一与门和第三开关管，

所述第二比较器的反相输入端接收所述第一电容两端电压，其同相输入端接收所述第一开关管的漏源电压；

所述第三比较器的反相输入端接收所述第一电容两端电压，其同相输入端接收所述过压保护电压；

所述第一与门分别接收所述第二比较器的输出信号、所述第三比较器的输出信号以及与所述第一开关管的控制信号相反的信号，所述第一与门的输出端输出一第二控制信号；

所述第三开关管的控制端与所述第一与门的输出端相连以接收所述第二控制信号，其第一端连接在所述功率级电路的磁性元件和第一开关管之间，第二端与所述第一电容连接。

优选的，当所述第一开关管的漏源电压大于所述第一电容两端电压而小于所述过压保护电压时，所述第一控制电路控制所述第一电容进行充电动作。

优选的，所述第一控制电路包括：第四比较器、第五比较器、第二与门和第四开关管，

所述第四比较器的反相输入端接收所述第一电容两端电压，其同相输入端接收所述第一开关管的漏源电压；

所述第五比较器的反相输入端接收所述第一开关管的漏源电压，其同相输入端接收所述过压保护电压；

所述第二与门分别接收所述第四比较器的输出信号、所述第五比较器的输出信号以及与所述第一开关管的控制信号相反的信号，所述第二与门的输出端输出一第三控制信号；

所述第四开关管的控制端与所述第二与门的输出端连接以接收所述第三控制信号，其第一端连接在所述功率级电路的磁性元件和第一开关管之间，第二端与所述第一电容连接。

一种开关电源，包括上述任一项偏置电压产生电路、功率级电路和控制电路，