[发明专利]一种高压电流源及其提供方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路，具体但不限于涉及带短路保护的高压电流源。 

背景技术

在几乎所有的交流变直流(AC-DC)变换器领域，都需要用到高压电流源。高压电流源通过对从交流电压如220V交流市政电压经整流而得到的线电压进行转换而得到。在变换器的启动阶段，高压电流源向一电容充电获得电压，从而为变换器的控制电路供电。 

然而，传统的高压电流源通过对线电压进行简单的转换得到，在变换器工作的全程具有较高的能耗，且可靠性较差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高电压电流源及其提供方法，以解决能耗高、可靠性较差的问题。 

根据本发明的一个方面，一种电流源具有接收线电压的输入端和提供充电电流的输出端，其中充电电流向一电容充电使得在输出端产生供电电压，电流源包含：转换电路，用于将线电压转换为低于线电压的第二电压；电流产生电路，接收第二电压并产生充电电流；以及控制电路，耦接电流产生电路，控制电路接收供电电压并基于供电电压对电流产生电路进行控制；其中控制电路控制当供电电压低于第一阈值电压时，充电电流为第一电流值，当供电电压高于第二阈值电压时，充电电流为第二电流值，其中第一阈值电压低于第二阈值电压，第一电流值低于第二电流值。在一个实施例中，控制电路进一步控制当供 电电压大于第三阈值电压时关闭电流产生电路使得充电电流降为零值，其中第三阈值电压大于第二阈值电压。在一个实施例中，电流产生电路包含：第一电流产生电路，基于第二电压产生第一电流；第二电流产生电路，基于第一电流产生第二电流，第二电流产生电路包含三极管，第一电流通过控制三极管的基极-发射极电压来控制第二电流；以及电流镜，具有输入端和输出端，其中电流镜的输入端接收第二电流，电流镜的输出端提供正比于第二电流的充电电流。在一个实施例中，第一电流产生电路包含：结型场效应管(JFET)；电阻，和JFET串联连接；第一通路开关；第二通路开关，其中第一通路开关和第二通路开关并联连接，且并联的第一通路开关和第二通路开关与电阻和JFET串联连接，其中第一通路开关和第二通路开关的控制端分别耦接控制电路；以及电流镜，包含第一晶体管和第二晶体管，其中电流镜的第一晶体管耦接JFET，当第一通路开关或第二通路开关中的任一个导通时，电流镜的第一晶体管、JFET以及电阻形成电流通路产生基础电流，电流镜的第二晶体管提供正比于基础电流的第一电流。在一个实施例中，当供电电压接近零值时，第一通路开关关断，第二通路开关导通；当供电电压继续增大至一阈值电压时，第一通路开关导通，第二通路开关关断；以及当供电电压继续增大且外部控制信号处于预定状态时，第一通路开关关断。在一个实施例中，JFET具有夹断电压。在一个实施例中，第二电流产生电路具有输入端和输出端，其中第二电流产生电路的输入端耦接第一电流产生电路的输出端，第二电流产生电路的输出端提供第二电流，第二电流产生电路进一步包含：第三晶体管，耦接于第二电流产生电路的输入端和系统地之间，第三晶体管的控制端耦接控制电路，其中三极管的集电极耦接第二电流产生电路的输入端，三极管的发射极耦接系统地；第一电流调节电阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接三极管的基极；第二电流调节电阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接第一电流调节电阻的第二端，第二电流调节电阻的第二端耦接系统地；第四晶体管，耦接于第二电流调节电阻的第一端 和第二端之间，第四晶体管的控制端耦接控制电路；以及第五晶体管，耦接在第一电流调节电阻的第一端和第二电流产生电路的输出端之间，第五晶体管的控制端耦接第二电流产生电路的输入端；其中当供电电压大于一阈值电压时，第二晶体管导通用于将第二电流调节电阻短路，从而增大第二电流。在一个实施例中，当一外部控制信号呈预定状态时，控制电路控制第三晶体管导通，第五晶体管关断。在一个实施例中，通过调节第一电流调节电阻和/或第二电流调节电阻用于调节充电电流。在一个实施例中，第一电流调节电阻和第二电流调节电阻为高方块多晶硅电阻，具有温度补偿系数。在一个实施例中，控制电路包括：JFET；第一电阻；第二电阻，其中JFET、第一电阻和第二电阻串联连接，串联的JFET、第一电阻和第二电阻的一端接收供电电压，另一端耦接系统地，JFET和第一电阻的连接点提供第一控制信号用于控制第一电流产生电路在刚启动时提供第一电流，第一电阻和第二电阻的连接点提供第二控制信号用于控制第二电流的大小；以及反相器，具有输入端和输出端，其中反相器的输入端接收外部控制信号并耦接第一电流产生电路，反相器的输出端耦接第二电流产生电路，当外部控制信号处于预定状态时关闭第一电流产生电路和第二电流产生电路。在一个实施例中，JFET具有夹断电压。在一个实施例中，通过调节第一电阻和第二电阻的比值用于调整短路保护阈值。在一个实施例中，转换电压包含一JFET，JFET的第一端接收线电压，JFET的第二端耦接电流产生电路用于提供第二电压。在一个实施例中，JFET的控制端接地。