[发明专利]一种偏置电压产生电路以及应用其的开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子领域，尤其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。目前比较常用的开关电源的电路结构中除了功率级电路和控制电路外，一般还要设置为控制电路供电的偏置电压电路。

如图1A所示的为LED装置供电的开关电源，主电路采用反激式的隔离型拓扑，其为控制电路供电的偏置电压电路包括一与变压器耦合的辅助绕组N_a，通过辅助绕组来接收功率级电路中的电能对电容C₂进行充电得到所需要的偏置电压V_bias，但辅助绕组使变压器的结构更加复杂且增加成本。在图1B所示的电路框图中，无需辅助绕组，而是直接利用开关电源的输出电压通过一二极管和线性调节器LDO为电容提供充电电流，所述线性调节器LDO为一独立的电源，它的加入必然导致成本和体积的增加，且效率较低。从上述可以看出，目前的开关电源电路亟需一种高效率、低成本的偏置电压产生电路为控制电路供电，进而保证功率级电路顺利进行电能转换工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种偏置电压产生电路及应用其的开关电源，以克服现有技术中开关电源的偏置电压产生电路成本高、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：

依据本发明一实施例的一种偏置电压产生电路，用以向开关电源的控制电路提供一偏置电压，包括充放电电路和偏置电容；其中

所述充放电电路分别连接所述偏置电容和所述开关电源的主开关管的第一功率端，并接收功率级电路提供的电能；当所述主开关管导通时，所述充放电电路进行放电动作；当所述主开关管关断时，所述充放电电路对所述偏置电容进行充电以为所述控制电路提供所述偏置电压。

进一步的，所述充放电电路包括储能电路、放电支路和充电支路；其中，

所述储能电路的一端连接至所述主开关管的第一功率端，另一端分别连接所述放电支路和充电支路；

当所述主开关管导通时，所述储能电路通过所述放电支路进行放电；当所述主开关管关断时，所述储能电路通过所述充电支路对所述偏置电容充电；所述偏置电容的电压作为所述偏置电压。

进一步的，所述放电支路包括第一二极管；所述充电支路包括第二二级管；

所述储能电路分别连接所述第一二极管和所述第二二极管；

所述第一二极管用以构成所述储能电路的放电回路。

所述第二二极管用以保证电能由所述储能电路向所述偏置电容的单向传输。

优选的，所述放电支路进一步包括一与所述第一二极管串联的限流电阻。

优选的，所述储能电路包括第一储能电容。

优选的，进一步包括第一电阻，所述第一电阻与第一储能电容并联或串联连接。

优选的，进一步包括与所述第一储能电容串联连接的第一电感。

优选的，进一步包括与所述第一电感并联连接的第二电阻。

依据本发明一实施例的一种开关电源，包括功率级电路和控制电路，进一步包括依据本发明的任一合适的偏置电压产生电路；

所述偏置电压产生电路分别连接所述功率级电路和控制电路，并产生一偏置电压对所述控制电路进行供电；

所述控制电路通过控制所述功率级电路的开关动作进行电能转换，以在开关电源的输出端得到一输出电信号。

优选的，所述功率级电路的拓扑结构为隔离型或非隔离型变换器。

优选的，所述输出电信号为一恒压信号或恒流信号。

优选的，当所述输出电信号为恒流信号时，所述开关电源为LED负载供电。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供的偏置电压产生电路包括偏置电容和充放电电路，而所述充放电电路在所述主开关管关断时对偏置电容充电以得到偏置电压。依据本发明的偏置电压产生电路能够满足控制电路的供电需求，其电路结构简单，无需使用辅助绕组等复杂器件，成本较低。另外通过调整启动电阻和偏置电容的参数，能够减小电能损耗并缩短控制电路的启动时间达到高效率供电和快速启动的技术效果。通过下文优选实施例的具体描述，本发明的上述和其他优点更显而易见。

附图说明