一种开关电源电容充电电路论文和设计-康振华

全文摘要

本实用新型提供了一种开关电源电容充电电路，该开关电源电容充电电路包括第一电容、第一开关、第二开关及充电电路，该第一电容适于连接在开关电源的驱动电路的电源端，为该驱动电路提供泵升电压，该第一开关的第一端连接第一电容的第一端，第二端连接充电电路的输出端，该第二开关的第一端连接第一电容的第二端，第二端连接充电电路的接地端，该充电电路用于在第一开关和第二开关闭合时，为第一电容充电。通过实施本实用新型，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

主设计要求

1.一种开关电源电容充电电路，其特征在于，包括：第一电容(13)，适于连接在开关电源的驱动电路(11)的电源端，为所述驱动电路(11)提供泵升电压；第一开关(21)，第一端连接所述第一电容(13)的第一端，第二端连接充电电路(22)的输出端；第二开关(23)，第一端连接所述第一电容(13)的第二端，第二端连接所述充电电路(22)的接地端；所述充电电路(22)，用于在所述第一开关(21)和所述第二开关(23)闭合时，为所述第一电容(13)充电。

设计方案

1.一种开关电源电容充电电路，其特征在于，包括：

第一电容(13)，适于连接在开关电源的驱动电路(11)的电源端，为所述驱动电路(11)提供泵升电压；

第一开关(21)，第一端连接所述第一电容(13)的第一端，第二端连接充电电路(22)的输出端；

第二开关(23)，第一端连接所述第一电容(13)的第二端，第二端连接所述充电电路(22)的接地端；

所述充电电路(22)，用于在所述第一开关(21)和所述第二开关(23)闭合时，为所述第一电容(13)充电。

2.根据权利要求1所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述充电电路(22)包括：

第二电容(221)，与所述第一电容(13)并联，第一端连接所述第一开关(21)的第二端，第二端连接所述第二开关(23)的第二端；

第三开关(222)，第一端连接所述第二电容(221)的第一端，第二端连接供电电源(223)的正极；

第四开关(224)，第一端连接所述第二电容(221)的第二端，第二端连接所述供电电源(223)的负极或接地。

3.根据权利要求2所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，还包括：控制器，

所述控制器分别与所述第一开关(21)、所述第二开关(23)、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)的控制端连接，用于控制所述第一开关(21)及所述第二开关(23)断开、所述第三开关(222)及所述第四开关(224)闭合，所述供电电源(223)为所述第二电容(221)充电；或者，

所述控制器用于控制所述第一开关(21)及所述第二开关(23)闭合、所述第三开关(222)及所述第四开关(224)断开，所述第二电容(221)为所述第一电容(13)充电。

4.根据权利要求3所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述第一开关(21)和所述第二开关(23)为三极管；

所述第一开关(21)的源极连接所述第一电容(13)的第一端，所述第一开关(21)的漏极连接所述第二电容(221)的第一端，所述第一开关(21)的栅极连接所述控制器；

所述第二开关(23)的漏极连接所述第一电容(13)的第二端，所述第二开关(23)的源极连接所述第二电容(221)的第二端，所述第二开关(23)的栅极连接所述控制器。

5.根据权利要求4所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述第三开关(222)和所述第四开关(224)为三极管；

所述第三开关(222)的源极连接所述第二电容(221)的第一端，所述第三开关(222)的漏极连接所述供电电源(223)的正极，所述第三开关(222)的栅极连接所述控制器；

所述第四开关(224)的漏极连接所述第二电容(221)的第二端，所述第四开关(224)的源极连接所述供电电源(223)的负极或接地，所述第四开关(224)的栅极连接所述控制器。

6.根据权利要求3所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述第一开关(21)和所述第二开关(23)为光电耦合器；

所述第一开关(21)的光敏三极管的源极连接所述第一电容(13)的第一端，所述第一开关(21)的光敏三极管的漏极连接所述第二电容(221)的第一端；所述第一开关(21)的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第一开关(21)的发光二极管的输出端接地；

所述第二开关(23)的光敏三极管的漏极连接所述第一电容(13)的第二端，所述第二开关(23)的光敏三极管的源极连接所述第二电容(221)的第二端；所述第二开关(23)的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第二开关(23)的发光二极管的输出端接地。

7.根据权利要求6所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述第三开关(222)和所述第四开关(224)为光电耦合器；

所述第三开关(222)的光敏三极管的源极连接所述第二电容(221)的第一端，所述第三开关(222)的光敏三极管的漏极连接所述供电电源(223)的正极；所述第三开关(222)的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第三开关(222)的发光二极管的输出端接地；

所述第四开关(224)的光敏三极管的漏极连接所述第二电容(221)的第二端，所述第四开关(224)的光敏三极管的源极连接所述供电电源(223)的负极或接地；所述第四开关(224)的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第四开关(224)的发光二极管的输出端接地。

8.根据权利要求3所述的开关电源电容充电电路，其特征在于，所述第一开关(21)、所述第二开关(23)、所述第三开关(222)及所述第四开关(224)为光继电器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种开关电源电容充电电路。

背景技术

现有的开关电源的驱动电路11的输入端连接有电源14，但是若驱动电路11的输出端连接半桥MOS管，半桥MOS管的上管MOS管为N沟道MOS管时，由于电源电压小，驱动电路11不能正常驱动输出端连接的控制电路，因此，如图1所示，通常在驱动电路11的输入端还连接有第一电容13，通常称之为泵升电容。现有技术中，在电源14正常为驱动电路11供电后，驱动电路11内部的电路为泵升电容充电，持续几个供电周期后，泵升电容完成充电，从而为整个开关电源控制电路提供稳定的电压。

上述泵升电容的充电方式，由于初始供电阶段，泵升电容没有得到快速充电，芯片(即驱动电路11)的输入端电压小，导致芯片输出的控制信号的波形不稳定，且只能够驱动芯片输出端连接的半桥MOS管12的下管MOS管，而无法正常驱动上管MOS管，需要等到泵升电容充满电之后才能正常驱动半桥MOS管12的上管MOS管。因此，现有技术中的开关电源的启动控制电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电电路，以解决现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

根据第一方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电电路，包括：第一电容，适于连接在开关电源的驱动电路的电源端，为所述驱动电路提供泵升电压；第一开关，第一端连接所述第一电容的第一端，第二端连接充电电路的输出端；第二开关，第一端连接所述第一电容的第二端，第二端连接所述充电电路的接地端；所述充电电路，用于在所述第一开关和所述第二开关闭合时，为所述第一电容充电。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述充电电路包括：第二电容，与所述第一电容并联，第一端连接所述第一开关的第二端，第二端连接所述第二开关的第二端；第三开关，第一端连接所述第二电容的第一端，第二端连接供电电源的正极；第四开关，第一端连接所述第二电容的第二端，第二端连接所述供电电源的负极或接地。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述开关电源电容充电电路还包括：控制器，所述控制器分别与所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关的控制端连接，用于控制所述第一开关及所述第二开关断开、所述第三开关及所述第四开关闭合，所述供电电源为所述第二电容充电；或者，所述控制器用于控制所述第一开关及所述第二开关闭合、所述第三开关及所述第四开关断开，所述第二电容为所述第一电容充电。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述第一开关和所述第二开关为三极管；所述第一开关的源极连接所述第一电容的第一端，所述第一开关的漏极连接所述第二电容的第一端，所述第一开关的栅极连接所述控制器；所述第二开关的漏极连接所述第一电容的第二端，所述第二开关的源极连接所述第二电容的第二端，所述第二开关的栅极连接所述控制器。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述第三开关和所述第四开关为三极管；所述第三开关的源极连接所述第二电容的第一端，所述第三开关的漏极连接所述供电电源的正极，所述第三开关的栅极连接所述控制器；所述第四开关的漏极连接所述第二电容的第二端，所述第四开关的源极连接所述供电电源的负极或接地，所述第四开关的栅极连接所述控制器。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述第一开关和所述第二开关为光电耦合器；所述第一开关的光敏三极管的源极连接所述第一电容的第一端，所述第一开关的光敏三极管的漏极连接所述第二电容的第一端；所述第一开关的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第一开关的发光二极管的输出端接地；所述第二开关的光敏三极管的漏极连接所述第一电容的第二端，所述第二开关的光敏三极管的源极连接所述第二电容的第二端；所述第二开关的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第二开关的发光二极管的输出端接地；和\/或，所述第三开关和所述第四开关为光电耦合器；所述第三开关的光敏三极管的源极连接所述第二电容的第一端，所述第三开关的光敏三极管的漏极连接所述供电电源的正极；所述第三开关的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第三开关的发光二极管的输出端接地；所述第四开关的光敏三极管的漏极连接所述第二电容的第二端，所述第四开关的光敏三极管的源极连接所述供电电源的负极或接地；所述第四开关的发光二极管的输入端连接所述控制器，所述第四开关的发光二极管的输出端接地。

根据第二方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电方法，应用于开关电源电容充电电路，所述开关电源充电电路包括：第一开关，第一端连接所述第一电容的第一端，第二端连接充电电路的输出端；第二开关，第一端连接所述第一电容的第二端，第二端连接所述充电电路的接地端，其特征在于，所述方法包括：对所述充电电路充电，并控制所述第一开关和所述第二开关断开；获取所述充电电路的第一电量信号；当所述第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制所述第一开关和所述第二开关闭合，所述充电电路为所述第一电容充电；获取所述第一电容的第二电量信号；当所述第二电量信号等于所述充电电路(22)的剩余电量信号时，控制所述第一开关和所述第二开关断开，重复上述对所述充电电路充电至所述充电电路为所述第一电容充电的步骤，直至所述第一电容的第二电量信号达到第二预设值。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述充电电路包括：供电电源；第二电容，与所述第一电容并联，第一端连接所述第一开关的第二端，第二端连接所述第二开关的第二端；第三开关，第一端连接所述第二电容的第一端，第二端连接供电电源的正极；第四开关，第一端连接所述第二电容的第二端，第二端连接所述供电电源的负极或接地，所述方法包括：控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)断开、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)闭合，所述供电电源(223)为所述第二电容(221)充电；获取所述第二电容(221)的第一电量信号；当所述第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)闭合、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)断开，所述第二电容(221)为所述第一电容(13)充电；获取所述第一电容(13)的第二电量信号；当所述第二电量信号等于所述充电电路(22)的剩余电量信号时，控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)断开、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)闭合，重复上述所述供电电源(223)为所述第二电容(221)充电至所述第二电容(221)为所述第一电容(13)充电的步骤，直至所述第一电容(13)的第二电量信号达到所述第二预设值。

结合第二方面，在第二方面第二实施方式中，所述充电电路(22)包括：第二电容(221)，与所述第一电容(13)并联，第一端连接所述第一开关(21)的第二端，第二端连接所述第二开关(23)的第二端；第三开关(222)，第一端连接所述第二电容(221)的第一端，第二端连接供电电源(223)的正极；第四开关(224)，第一端连接所述第二电容(221)的第二端，第二端连接所述供电电源(223)的负极或接地，所述方法包括：控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)断开、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)闭合，所述供电电源(223)为所述第二电容(221)充电；获取所述第二电容(221)的第一电量信号；当所述第一电量信号等于所述供电电源(223)的总电量信号时，控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)闭合、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)断开，所述第二电容(221)为所述第一电容(13)充电；获取所述第一电容(13)的第二电量信号；当所述第二电量信号等于所述充电电路(22)的剩余电量信号且等于所述总电量信号的一半时，控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)断开、所述第三开关(222)和所述第四开关(224)闭合；重复上述所述供电电源(223)为所述第二电容(221)充电至所述第二电容(221)为所述第一电容(13)充电的步骤，直至所述第一电容(13)的第二电量信号等于所述总电量信号。

结合第二方面第一实施方式或第二实施方式，在第二方面第三实施方式中，控制所述第一开关(21)和所述第二开关(23)同时断开或同时闭合；控制所述第三开关(222)和所述第四开关(224)同时断开或同时闭合。

本实用新型实施例技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电电路，包括第一电容、第一开关、第二开关及充电电路，该第一电容适于连接在开关电源的驱动电路的电源端，为该驱动电路提供泵升电压，该第一开关的第一端连接第一电容的第一端，第二端连接充电电路的输出端，该第二开关的第一端连接第一电容的第二端，第二端连接充电电路的接地端，该充电电路用于在第一开关和第二开关闭合时，为第一电容充电。通过本实用新型实施例的开关电源电容充电电路，在为驱动电路提供泵升电压的第一电容的两端连接充电电路，并且，充电电路与第一电容的两端分别通过第一开关和第二开关连接，这样在不需要为第一电容充电时，第一开关和第二开关同时断开，达到彻底隔离驱动电路和充电电路的目的；在需要为第一电容充电时，第一开关和第二开关闭合，充电电路为第一电容充电，从而达到在整个开关电源控制电路启动前，就能够提前通过充电电路为第一电容充电的目的，使得在开关电源启动时，其驱动电路输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

2.本实用新型实施例提供了一种开关电源充电电路，其充电电路包括第二电容、第三开关及第四开关，其中第二电容与第一电容并联，第二电容的第一端连接第一开关的第二端，第二端连接第二开关的第二端，第三开关的第一端连接第二电容的第一端，第二端连接供电电源的正极，第四开关的第一端连接第二电容的第二端，第二端连接供电电源的负极或接地。通过本实用新型实施例的开关电源充电电路，在第一电容和供电电源之间并联连接第二电容，并且第二电容与供电电源之间连接有第三开关和第四开关，通过该种连接方式，第三开关和第四开关断开时，使得供电电源与第一电容之间能够彻底隔离，供电电源对开关电源的驱动电路不会造成任何影响；在充电时，第一开关和第二开关断开，第三开关和第四开关闭合，供电电源先为第二电容充电，第二电容充满电之后，第一开关和第二开关闭合，第三开关和第四开关断开，第二电容为第一电容充电，通过该种循环为第二电容充电的方式，能够在彻底隔离充电电路对开关电源的驱动电路的影响，并且同时能够达到使得第一电容充满电的目的。

3.本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电方法，该方法应用于上述具体实施方式中的开关电源电容充电电路，该方法包括：对充电电路充电，并控制第一开关和第二开关断开，获取充电电路的第一电量信号，当该第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制第一开关和第二开关闭合，充电电路为第一电容充电，获取第一电容的第二电量信号，当该第二电量信号等于充电电路的剩余电量信号时，控制第一开关和第二开关断开，重复上述对充电电路充电至充电电路为第一电容充电的步骤，直至第一电容的第二电量信号达到第二预设值。通过本实用新型实施例的开关电源电容充电方法，在开关电源的控制电路启动前，充电电路循环对第一电容充电，直至检测出的第一电容的电量满足条件为止，这样在开关电源启动时，第一电容就能够为驱动电路提供满足条件的泵升电压，使得驱动电路输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

4.本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电方法，应用于上述具体实施方式中的开关电源电容充电电路，该方法包括：控制第一开关和第二开关断开、第三开关和第四开关闭合，供电电源为第二电容充电，获取第二电容的第一电量信号；当第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制第一开关和第二开关闭合、第三开关和第四开关断开，第二电容为第一电容充电；获取第一电容的第二电量信号；当第二电量信号等于充电电路的剩余电量信号时，控制第一开关和第二开关断开、第三开关和第四开关闭合，重复上述供电电源为第二电容充电至第二电容为第一电容充电的步骤，直至第一电容的第二电量信号达到第二预设值。通过本实用新型实施例的开关电源电容充电方法，在充电时，供电电源先为第二电容充电，当第二电容充满电后，第二电容再为第一电容充电，第一次时，第一电容的电压最大能够达到等于第二电容的电压且约为供电电源的一半，然后再次重复上述充电过程，直至第一电容的电压满足条件，例如等于供电电源电压，通过该种充电方式，在满足将充电电路与开关电源的驱动电路彻底隔离的情况下，对开关电源的泵升电容(即第一电容)提前充电，使得在开关电源启动时，驱动电路输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的开关电源的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的开关电源电容充电电路的一个示意图；

图3是根据本实用新型实施例的开关电源电容充电电路的另一个示意图；

图4是根据本实用新型优选实施例的开关电源电容充电电路的示意图；

附图标记：11-驱动电路，12-半桥MOS管，13-第一电容，14-电源；21-第一开关，22-充电电路，221-第二电容，222-第三开关，223-供电电源，224-第四开关，23-第二开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种开关电源电容充电电路，如图2所示，该开关电源电容充电电路包括第一电容13、第一开关21、第二开关23及充电电路22，其中，第一电容13连接在开关电源的驱动电路11的电源端，该第一电容13能够为驱动电路11提供泵升电压，即该第一电容13为现有技术中的开关电源的驱动电路11的泵升电容。如图2所示，该第一电容13的第一端连接第一开关21的第一端，该第一电容13的第二端连接第二开关23的第一端，第一开关21的第二端连接充电电路22的输出端，第二开关23的第二端连接充电电路22的接地端，当第一开关21和第二开关23闭合时，充电电路22能够为第一电容13充电，即充电电路22能够为开关电源的驱动电路11的泵升电容充电。通过本实用新型实施例的开关电源电容充电电路，在为驱动电路11提供泵升电压的第一电容13的两端连接充电电路22，并且，充电电路22与第一电容13的两端分别通过第一开关21和第二开关23连接，这样在不需要为第一电容13充电时，第一开关21和第二开关23同时断开，达到彻底隔离驱动电路11和充电电路22的目的；在需要为第一电容13充电时，第一开关21和第二开关23闭合，充电电路22为第一电容13充电，从而达到在整个开关电源控制电路启动前，就能够提前通过充电电路22为第一电容13充电的目的，使得在开关电源启动时，其驱动电路11输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

在一个较佳实施方式中，如图3所示，上述具体实施方式中的充电电路22包括：第二电容221、第三开关222及第四开关224，其中，第二电容221与第一电容13并联，具体地，第二电容221的第一端分别连接第一开关21的第二端和第三开关222的第一端，第二电容221的第二端分别连接第二开关23的第二端和第四开关224的第一端，第三开关222的第二端连接供电电源223的正极，第四开关224的第二端连接供电电源223的负极或接地。通过本实用新型实施例的开关电源电容充电电路，在第一电容13和供电电源223之间并联连接第二电容221，并且第二电容221与供电电源223之间连接有第三开关222和第四开关224，通过该种连接方式，第三开关222和第四开关224断开时，使得供电电源223与第一电容13之间能够彻底隔离，供电电源223对开关电源的驱动电路11不会造成任何影响；在充电时，第一开关21和第二开关23断开，第三开关222和第四开关224闭合，供电电源223先为第二电容221充电，第二电容221充满电之后，第一开关21和第二开关23闭合，第三开关222和第四开关224断开，第二电容221为第一电容13充电，通过该种循环为第二电容221充电的方式，能够彻底隔离充电电路22对开关电源的驱动电路11的影响，并且同时能够达到使得第一电容13充满电的目的。

为了更好地对开关电源电容充电电路进行控制，在一个较佳实施方式中，本实用新型实施例的开关电源电容充电电路还包括控制器，该控制器分别与第一开关21、第二开关23、第三开关222和第四开关224的控制端连接，能够分别控制这四个开关的闭合或者断开，例如控制器控制第一开关21及第二开关23断开、第三开关222及第四开关224闭合时，供电电源223为第二电容221充电，当控制器控制第一开关21及第二开关23闭合、第三开关222及第四开关224闭合时，第二电容221为第一电容13充电。由控制器自动控制第一开关21、第二开关23同时闭合或断开，控制第三开关222和第四开关224同时闭合或断开，使得整个电容充电电路的控制精度提高，并且也避免了人工操作带来的失误风险。

在一个具体实施方式中，本实用新型实施例的开关电源充电电路中的第一开关21、第二开关23、第三开关222及第四开关224均为三极管，具体地，第一开关21的源极连接第一电容13的第一端，第一开关21的漏极连接第二电容221的第一端，第一开关21的栅极连接控制器；第二开关23的漏极连接第一电容13的第二端，第二开关23的源极连接第二电容221的第二端，第二开关23的栅极连接控制器；第三开关222的源极连接第二电容221的第一端，第三开关222的漏极连接供电电源223的正极，第三开关222的栅极连接控制器；第四开关224的漏极连接第二电容221的第二端，第四开关224的源极连接供电电源223的负极或接地，第四开关224的栅极连接控制器。本实用新型实施例中，第一开关21、第二开关23、第三开关222及第四开关224为常见的三极管，即IGBT开关管，在实际应用中，第一开关21、第二开关23、第三开关222及第四开关224的具体结构也可以为其他能够通过控制器控制其闭合或者断开的开关即可，本实用新型实施例不以此为限制。

在一个具体实施方式中，本实用新型实施例的开关电源电容充电电路中的第一开关21和第二开关23、第三开关222和第四开关224均为光电耦合器，具体地，如图4所示，第一开关21的光敏三极管的源极连接第一电容13的第一端，第一开关21的光敏三极管的漏极连接第二电容221的第一端，第一开关21的发光二极管的输入端连接控制器，第一开关21的发光二极管的输出端接地；第二开关23的光敏三极管的漏极连接第一电容13的第二端，第二开关23的光敏三极管的源极连接第二电容221的第二端，第二开关23的发光二极管的输入端连接控制器，第二开关23的发光二极管的输出端接地；第三开关222的光敏三极管的源极连接第二电容221的第一端，第三开关222的光敏三极管的漏极连接供电电源223的正极，第三开关222的发光二极管的输入端连接控制器，第三开关222的发光二极管的输出端接地；第四开关224的光敏三极管的漏极连接第二电容221的第二端，第四开关224的光敏三极管的源极连接供电电源223的负极或接地，第四开关224的发光二极管的输入端连接控制器，第四开关224的发光二极管的输出端接地。光电耦合器为本领域中常用的光电开关器件，即当控制器控制发光二极管发光时，光敏三极管的栅极感应到光信号，源极和漏极导通，开关闭合，当控制器控制发光二极管不发光时，光敏三极管的栅极没有接收到光信号，源极和漏极不导通，从而达到控制电路断开或导通的目的，本实用新型实施例在此不再赘述。

作为一种可替代的实施方式，本实用新型实施例的第一开关21、第二开关23、第三开关222及第四开关224，也可以是光继电器，光继电器也由发光二极管和光敏三极管构成，其导通和断开的过程与上述光电耦合器同理，光敏三极管的连接方式与上述具体实施方式中的描述相同，在此不再赘述。

本实用新型实施例还提供了一种开关电源电容充电方法，应用于上述具体实施方式中的开关电源电容充电电路，该开关电源电容充电电路包括第一电容13、第一开关21及第二开关23，其中，第一电容13连接在开关电源的驱动电路11的电源端，该第一电容13能够为驱动电路11提供泵升电压，即该第一电容13为现有技术中的开关电源的驱动电路11的泵升电容。如图2所示，该第一电容13的第一端连接第一开关21的第一端，该第一电容13的第二端连接第二开关23的第一端，第一开关21的第二端连接充电电路22的输出端，第二开关23的第二端连接充电电路22的接地端。该开关电源电容充电方法包括：对充电电路22充电，并控制第一开关21和第二开关23断开，获取充电电路22的第一电量信号，当该第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制第一开关21和第二开关23闭合，充电电路22为第一电容13充电，获取第一电容13的第二电量信号，当该第二电量信号等于充电电路22的剩余电量信号时，控制第一开关21和第二开关23断开，重复上述对所述充电电路22充电至充电电路22为第一电容13充电的步骤，直至第一电容13的第二电量信号达到第二预设值。具体地，初始时，第一开关21和第二开关23断开，对充电电路22充电，当充电电路22的电压达到U1时，第一开关21和第二开关23闭合，充电电路22对第一电容13充电，使得第一电容13的电压达到1\/2U1时，此时第一开关21和第二开关23断开，继续对充电电路22供电，然后重复上述循环，第一电容13的电压不断递增，一直到第一电容13的电压达到约等于U1为止，此时完成泵升电容充电过程。

通过本实用新型实施例的开关电源电容充电方法，在开关电源的控制电路启动前，充电电路22循环对第一电容13充电，直至检测出的第一电容13的电量满足条件为止，这样在开关电源启动时，第一电容13就能够为驱动电路11提供满足条件的泵升电压，使得驱动电路11输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

在一个较佳实施方式中，上述具体实施方式中的充电电路包括：第二电容221、第三开关222及第四开关224，其中，第二电容221与第一电容13并联，具体地，第二电容221的第一端分别连接第一开关21的第二端和第三开关222的第一端，第二电容221的第二端分别连接第二开关23的第二端和第四开关224的第一端，第三开关222的第二端连接供电电源223的正极，第四开关224的第二端连接供电电源223的负极或接地。则该开关电源电容充电方法包括：控制第一开关21和第二开关23断开、第三开关222和第四开关224闭合，供电电源223为第二电容221充电，获取第二电容221的第一电量信号，当第一电量信号大于或等于第一预设值时，控制第一开关21和第二开关23闭合、第三开关222和第四开关224断开，第二电容221为第一电容13充电，获取第一电容13的第二电量信号，当该第二电量信号等于充电电路22的剩余电量信号时，控制第一开关21和第二开关23断开、第三开关222和第四开关224闭合，重复上述供电电源223为第二电容221充电至第二电容221为第一电容13充电的步骤，直至第一电容13的第二电量信号达到第二预设值。具体地，初始时，第一开关21和第二开关23同时断开，第三开关222和第四开关224同时闭合，供电电源223为第二电容221充电，当第二电容221充满电，例如达到U1时，此时控制第一开关21和第二开关23同时闭合，第三开关222和第四开关224同时断开，则第二电容221开始为第一电容13充电，此时第二电容221开始放电，当第一电容13的电压达到等于第一电容13的电压且等于1\/2U1时，此时控制第一开关21和第二开关23同时断开，第三开关222和第四开关224同时闭合，供电电源223继续为第二电容221充电，第二电容221充满电后，再次控制第一开关21和第二开关23同时闭合，第三开关222和第四开关224同时断开，第二电容221再次为第一电容13充电，如此进行N个循环，第一电容13的电压不断递增，直至最终第一电容13的电压约等于U1，则第一电容13充满电，此时完成泵升电容充电过程。

通过本实用新型实施例的开关电源电容充电方法，在充电时，供电电源223先为第二电容221充电，当第二电容221充满电后，第二电容221再为第一电容13充电，第一次时，第一电容13的电压最大能够达到等于第二电容221的电压且约为供电电源223的一半，然后再次重复上述充电过程，直至第一电容13的电压满足条件，通过该种充电方式，在满足将充电电路22与开关电源的驱动电路11彻底隔离的情况下，对开关电源的泵升电容(即第一电容13)提前充电，使得在开关电源启动时，驱动电路11输出的控制信号稳定，解决了现有的开关电源的泵升电容充电电路，不能够在开关电源控制电路启动前为泵升电容充电，驱动效率低的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

设计图

一种开关电源电容充电电路论文和设计

一种开关电源电容充电电路论文和设计-康振华

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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