一種高壓啟動電路制造技術

本發明專利技術公開了一種高壓啟動電路，用以解決在直流母線電壓過高電路難以實現以及時啟動電路存在功耗的問題。該高壓啟動電路在啟動過程中通過兩個不同容值和耐壓值的電容分壓實現高壓直流母線的降壓，同時通過電容充放電為線性穩壓器供電，在線性穩壓器提供基準電壓后通過場效應晶體管與電阻構成的緩沖電路為被啟動電路提供所需電流。系統進入穩態后啟動電路徹底關斷，靜態功耗為零。此發明專利技術的高壓啟動電路結構簡單，可根據需求靈活調整輸入輸出電壓，在高溫環境下對電路元件要求低，易于實現。

High voltage starting circuit

The invention discloses a high-voltage starting circuit, which is used to solve the problems that the DC bus voltage is too high, the circuit is difficult to realize, and the starting circuit has power consumption. The high voltage startup circuit through a capacitor two different capacitance and voltage values in the process of starting pressure for high voltage DC bus through step-down, charge and discharge of the capacitor as a linear regulator power supply, to provide the reference voltage in the linear regulator through the buffer circuit structure field effect transistor and resistor to provide current start circuit. After the system enters the steady state, the starting circuit is turned off completely, and the static power consumption is zero. The high-voltage starting circuit of the invention has simple structure, can flexibly adjust input and output voltage according to requirements, and has low requirement for circuit components in high temperature environment and is easy to realize.

【技術實現步驟摘要】
一種高壓啟動電路
本專利技術屬于電力電子
，具體是涉及一種在高溫環境下工作的高壓啟動電路。
技術介紹
在DC-DC開關電源中，開關電源的啟動是一個非常重要的環節，是開關電源能否正常工作的保證。開關電源的控制系統的芯片通常采用啟動電路與輔助繞組相配合的供電方式，即在系統啟動時由啟動電路提供芯片的工作電壓，電路工作后由變壓器輔助繞組的輸出電壓為電源控制系統供電。針對高壓啟動的需求，目前一些開關電源控制芯片如NCP1207A內部具有集成高壓啟動模塊，其輸入電壓范圍通常在50VDC至500VDC。但是受材料和工藝限制，這種芯片的工作溫度不超過125攝氏度，難以滿足石油鉆探，航空航天等特種行業對溫度的要求；與此同時基于高溫絕緣體上硅（HTSOI）工藝的高溫控制芯片，如XTR20810等雖然能夠在高達225攝氏度下工作，但其最高輸入電壓僅為100VDC，很難在高壓母線輸入下直接使用。與此同時，為了提高系統整體效率，需要啟動電路在系統穩定工作狀態下可以自動關閉?，F有的一些啟動電路在穩定狀態下仍然會有靜態功耗，導致功率損耗。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種高壓啟動電路，旨在解決在高溫環境下高壓啟動電路難以實現，啟動電路存在靜態功耗的問題。本專利技術是這樣實現的：一種高壓啟動電路，與被啟動的電路相連；高壓啟動電路包括第一電容、第二電容、線性穩壓器、第一碳化硅N型場效應晶體管、第一電阻。第一電容的一端連接高壓直流母線，第一電容的另一端連接第二電容器的一端，第二電容的另一端接地，線性穩壓器的輸入端連接在第一電容和第二電容之間，線性穩壓器的輸出端連接第一N型場效應晶體管的柵極，第一N型場效應晶體管的漏極連接直流高壓母線，第一N型場效應晶體管的源極連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端接地，啟動電路的輸出端連接在第一N型場效應晶體管的源極和第一電阻之間。優選的，所述第一電容和第二電容為陶瓷電容器等耐高溫電容器。優選的，所述第一N型場效應管是基于碳化硅、氮化鎵寬禁帶材料的場效應管或類似耐高溫場效應管。優選的，所述線性穩壓器可以是基于基于絕緣體上硅工藝的耐高溫的穩壓芯片，或是基于耐高溫的齊納二極管，晶體管和其它耐高溫被動元件所構成的穩壓電路。優選的，所述的高壓啟動電路的電路板使用耐高溫的聚酰亞胺電路板材料通過常規印刷電路工藝實現，或者使用直接敷銅陶瓷電路板（DirectBondedCopper）或直接敷鋁陶瓷電路板(DirectBondedAluminum)通過蝕刻工藝實現，或者使用陶瓷基板通過厚膜或薄膜印刷電路工藝實現。進一步的，所述第一N型場效應管也可以由其它可在高溫環境下工作的晶體管代替。有益效果：1.本專利技術很好的解決了在高溫高壓的情況下開關電源啟動電路難以的實現問題。2.本專利技術在系統穩態運行過程中功耗為零。3.本專利技術結構簡單，對電路元件的要求低。4.本專利技術可以靈活調整輸入輸出電壓，實用性高。附圖說明圖1是本專利技術一實施例提供的高壓啟動電路原理圖。圖2是本專利技術一實施例提供的高壓啟動電路與變壓器輔助繞組配合供電原理圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。圖1是本專利技術實施例提供的啟動電路的電路結構圖，為了便于說明，僅示出了與本專利技術實施例相關的部分。如圖所示：一種高壓啟動電路，包括第一電容C1、第二電容C2、線性穩壓器、第一N型場效應晶體管M1、第一電阻R1。第一電容C1的一端連接高壓直流母線，第一電容C1的另一端連接第二電容器C2的一端，第二電容C2的另一端接地，線性穩壓器的輸入端連接在第一電容C1和第二電容C2之間，線性穩壓器的輸出端連接第一N型場效應晶體管M1的柵極，第一場效應晶體管M1的漏極連接直流高壓母線，第一場效應晶體管M1的源極連接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端接地，啟動電路輸出VCC連接在第一N型場效應晶體管M1的源極和第一電阻R1之間。為保證在高溫環境下工作，所述的第一電容和第二電容為陶瓷電容器或類似耐高溫電容器。為保證在高溫環境下工作，所述的第一N型場效應管是基于碳化硅、氮化鎵寬禁帶材料的場效應管或類似耐高溫場效應管。為保證在高溫環境下工作，所述的線性穩壓器可以是基于高溫絕緣體上硅工藝的耐高溫的穩壓芯片，或是基于耐高溫的齊納二極管，晶體管和其它耐高溫被動元件所構成的穩壓電路。為保證在高溫環境下工作，所述的高壓啟動電路的電路板加工使用耐高溫的聚酰亞胺電路板材料通過常規印刷電路工藝實現，或者使用陶瓷敷銅板（DBC）或陶瓷敷鋁板(DBA)通過蝕刻工藝實現，或者使用陶瓷基板通過厚膜或薄膜電路工藝實現。圖2所示為是本專利技術實施例提供的具有高壓啟動電路與變壓器輔助繞組配合供電原理圖。為了便于說明，僅示出了與本專利技術實施例相關的部分。如圖所示：一種高壓啟動電路100，與包括輔助繞組供電模塊和直流電源控制/驅動模塊的被啟動的電路200相連，啟動電路100包括第一電容C1、第二電容C2、線性穩壓器、第一N型場效應晶體管M1、第一電阻R1。第一電容C1的一端連接高壓直流母線，第一電容C1的另一端連接第二電容器C2的一端，第二電容C2的另一端接地，線性穩壓器的輸入端連接在第一電容C1和第二電容C2之間，線性穩壓器的輸出端連接第一N型場效應晶體管M1的柵極，第一場效應晶體管M1的漏極連接直流高壓母線，第一N型場效應晶體管M1的源極連接第一電阻R1的一端，第一電阻R1的另一端接地，啟動電路100的輸出VCC連接在第一N型場效應晶體管M1的源極和第一電阻R1之間。被啟動電路中輔助繞組供電模塊包括變壓器輔助繞組L,整流二極管D，第二電阻R2和第三電容C3。輔助繞組L通過變壓器磁芯與變壓器初級繞組（圖中未顯示）耦合，輔助繞組L負極接地，輔助繞組L正極連接整流二極管D的正極，整流二極管D的負極連接第二電阻R2的一端，第三電容C3的一端連接整流二極管D與第二電阻R2的中間，第三電容C3的另一端接地。下面通過圖2所示的電路的實施方案具體敘述本專利技術實現原理：在電路剛剛啟動時，變壓器的輔助繞組還沒有電壓輸出，需要通過啟動電路100為整個開關電源控制系統供電。本專利技術的核心在于由第一電容C1和第二電容C2構成的電容分壓電路，其中第一電容C1為耐壓值高而容值較低的電容器，其耐壓值至少為直流母線輸入電壓；第二電容為耐壓值較低而容值較高的電容器，其耐壓值略大于被啟動電路所需輸入電壓即可。在直流母線上電的一瞬間，在母線電壓作用下會為第一電容C1和第二電容C2充電，正電荷聚集在第一電容C1和第二電容C2的上極板，負電荷聚集在第一電容C1和第二電容C2下極板。由于第一電容C1下極板和第二電容C2上極板相連，根據連續和電荷守恒原理，在上電一瞬間第一電容C1與第二電容C2電荷量是相等的，由電容器電量公式Q=CV可知，在上電時第二電容C2兩端電壓差，即線性穩壓器的輸入電壓為：V1=Vin×C1/（C1+C2），其中C1和C2分別為第一電容C1和第二電容C2的電容值。如果C1遠遠小于C2，上電瞬間線性穩壓器的輸入電壓V1會遠遠小于母線輸入電壓。因此適當選擇第一電容C1和第二電容C2的容值比就可以調整電壓線性穩壓器的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓啟動電路，其特征在于：所述高壓啟動電路包括第一電容、第二電容、線性穩壓器、第一碳化硅N型場效應晶體管、第一電阻；第一電容的一端連接高壓直流母線，第一電容的另一端連接第二電容器的一端，第二電容的另一端接地，線性穩壓器的輸入端連接在第一電容和第二電容之間，線性穩壓器的輸出端連接第一N型場效應晶體管的柵極，第一N?型場效應晶體管的漏極連接直流高壓母線，第一N?型場效應晶體管的源極連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端接地，啟動電路的輸出端連接在第一N?型場效應晶體管的源極和第一電阻之間。

【技術特征摘要】
2016.12.23 CN 20161120458161.一種高壓啟動電路，其特征在于：所述高壓啟動電路包括第一電容、第二電容、線性穩壓器、第一碳化硅N型場效應晶體管、第一電阻；第一電容的一端連接高壓直流母線，第一電容的另一端連接第二電容器的一端，第二電容的另一端接地，線性穩壓器的輸入端連接在第一電容和第二電容之間，線性穩壓器的輸出端連接第一N型場效應晶體管的柵極，第一N型場效應晶體管的漏極連接直流高壓母線，第一N型場效應晶體管的源極連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端接地，啟動電路的輸出端連接在第一N型場效應晶體管的源極和第一電阻之間。2.根據權利要求1所述的高壓啟動電路，其特征在于：所述的第一電容和第二電容為陶瓷或其它耐高溫材料的電容器。3.根據權利要求1所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊杰，
申請(專利權)人：楊杰，
類型：發明
國別省市：遼寧,21