為了提高效率開關電源一般都是由輔助繞組給控制電路供電,在剛上電時控制電路的電壓為零輔助繞組不工作整個電源不能自啟動,這時就需要一個專門的啟動電路。下圖是三種啟動電路
圖1 三種啟動電路
圖1中的(a)是最簡單的一種啟動電路只需要一個(或幾個串聯)電阻即可,這種啟動電路效率比較低而且當輔助繞組正常工作后啟動電阻R上仍然能量損耗。圖(b)可以實現輔助繞組工作后停止啟動電路的功能,不過穩壓二極管上的限流電阻會有些損耗尤其是當輸入電壓范圍較寬時,為了兼顧低壓啟動性能高壓輸入時限流電阻損耗會比較大。圖(c)中的T1用的是耗盡型管子,這里的R2、R3也會有一些損耗不過可以用較大阻值的電阻如1M或10M,但這會導致啟動變慢可能需1s甚至幾秒種電路才能正常工作。
由圖(c)改變一下T1管的驅動方式去掉驅動電阻R2、R3得到圖2這種損耗低響應快的啟動電路。
圖2 低損耗啟動電路
圖2中的光耦繼電器是常開的,當VCC電壓較低時光耦繼電器導通,輸入電壓Ui通過啟動電阻向濾波電容充電,當Vcc電壓達到設定值后光耦初級發光二極管工作通過光耦合關閉光耦繼電器。關閉光耦繼電器后Vcc電壓開始下降,當降到一定值后發光二極管停止工作光耦繼電器再次開啟,如此反復使Vcc電壓穩在一定范圍內。仿真中用的是繼電器如果這里采用線性光耦,Vcc上的電壓將是一個穩定值而非反復震蕩波(原理同于線性穩壓)。
當輔助繞組工作后(輔助繞組電壓要略高于啟動電路的穩壓值)光耦初級二極管導通光耦繼電器關閉此時啟動電路停止工作,這種啟動電路在電路正常工作后只有光耦初級發光二極管的損耗,由于這種隔離驅動方式不受電阻的影響可使啟動速度非常的快,理論上只要輸入電壓Ui略高于Vcc電壓電路就能正常啟動。
圖3 低損啟動電路波形
圖3是對這種啟動電路的仿真,在前半部分是啟動電路工作波形,設計的是在10V左右波動,啟動時間受啟動電阻、濾波電容及等效負載的共同作用,啟動電阻越小啟動時間越短峰值電流也越大。圖3的后半部分是輔助繞組開始供電,當輔助繞組供電后光耦繼電器完全關斷啟動電阻電流變為零(見圖3中的啟動電阻電流波形)。