改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，设置在供电电源和主体单元之间，包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元。充电放电单元A接口连接供电电源正极，B接口连接供电电源负极，C接口连接保护单元1接口；开关单元为一大电流场效应管Q1，栅极G连接供电电源负极，漏极D连接保护单元3接口，源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口；保护单元5接口连接供电电源正极，2接口连接供电电源负极；负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口。其特征在于，充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。恒流充电控制Q1线性导通，显著降低了器件的功耗；快速放电提高了板卡稳定性，并保护供电电源。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，设置在供电电源和主体单元之间，包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元。充电放电单元A接口连接供电电源正极，B接口连接供电电源负极，C接口连接保护单元1接口；开关单元为一大电流场效应管Q1，栅极G连接供电电源负极，漏极D连接保护单元3接口，源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口；保护单元5接口连接供电电源正极，2接口连接供电电源负极；负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口。其特征在于，充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。恒流充电控制Q1线性导通，显著降低了器件的功耗；快速放电提高了板卡稳定性，并保护供电电源。【专利说明】改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置
本技术涉及直流电子设备缓启动装置，尤其与一种改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置的结构有关。
技术介绍
在通信、工业等直流电子设备中，为了实现板卡的热插拔，需要在板卡之间加入缓启动电路，以防止各板卡在上电时，由于瞬间上电冲击造成电压瞬间跌落，影响工作稳定性。针对此，以前有技术人员采用热敏电阻之类器件，使输入电流缓慢增长，但该方案抑制电流增速效果非常小，应用性差；也有技术人员在电路中串入MOS管，通过缓冲电路控制MOS管GS间电压上升，缓步打开MOS管，但该方案是以MOS管的大量热耗为代价的，且不足以抑制大容量储能单元时的电冲击电流。现有也有技术人员，采用RC充放回路来实现缓启动，技术情况如附图1所示。缓启动装置包括Rl和Cl组成的RC充电放电单元,保护单元,开关单元Ql,负载单元。Vl供电电源接通后，通过R1、Cl充电，Ql的Vgs电压从O开始缓慢上升，Ql从截至状态逐渐过渡到导通状态。Vl电源断开后，Cl的电压通过Rl放电，Ql的Vgs电压逐渐降低到0V。Ql饱和状态恢复到截至状态。在充电过程，电容的上升电压速度受电源电压Vl的影响大，也就影响Ql的功耗损耗和开机延迟时间:(I)在额定电压48V输入时，Ql的最大电流17A，最大功耗373W，缓启动时间14mS。(2)当输入电压Vl上升到72V时，Ql的最大电流28.7A，最大功耗972W，缓启动时间 IlmS0(3)在输入电压Vl降低到36V时，Ql的最大电流12A，最大功耗188W，缓启动时间18mS。可以看到，在不同的输入电压，Ql的功耗相差很大。输入电压从36V增加到72V，功耗从188W增加到972W。输入电压变化2倍，功耗变化5.1倍。RC充电电流是非线性变化，属于抛物线曲线，从截至到导通过程是一段时间快，一段时间慢，功耗就会增加。在放电过程，由于电阻放电，放电时间很慢。如果还没有放电完成，电源Vl重现加电接通，此时整过电路失效。电容放电完成时间大约8mS。若果电源Vl在很短时间内重复上电和断电，整个电路将失效。当供电电源由于各种原因关闭后再启动。如果电路没有改进，缓启动电路没有复位，处于一直导通状态，负载板卡对供电电源有直接影响，会导致供电电源启动不成功。因此，需要加以改进，降低功率器件的功耗，提高板卡工作稳定性，保护供电电源。
技术实现思路
本技术提供一种改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，以解决上述现有技术的不足。 为了实现本技术的目的，拟采用以下技术:改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，设置在供电电源和主体单元之间，包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元，其中:所述充电放电单元A接口连接供电电源正极，B接口连接供电电源负极，C接口连接保护单元I接口；所述开关单元包括一个大电流场效应管Ql，其栅极G连接供电电源负极，漏极D连接保护单元3接口，源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口；所述保护单元5接口连接供电电源正极，2接口连接供电电源负极；所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口 ；其特征在于:所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。进一步，所述恒流源充电单元，由电压基准和误差放大器件U2、电流输出执行器件Q4、U2供电电阻R9、电流采样电阻RlO和电容Cl构成。进一步，所述快速放电单元，由电压基准和误差放大器件U1、快速放电自锁回路Q2、快速放电自锁回路Q3、电平偏移抬升二极管Z2、Ul供电电阻R7、输入电压分压电阻Rl、输入电压分压电阻R6和电容Cl构成。进一步，所述保护单元，由稳压二极管Zl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C2构成。进一步，所述负载单元，由电阻R5和电容C3构成。上述技术方案的优点在于:1、现有技术的充电电路，充电是R对C充电，RC充电电流是变化的，非线性，属于抛物线曲线，从截至到导通过程是一段时间快，一段时间慢，功耗就会增加。本技术采用恒流充电，充电电流不随输入电压的变化，Ql的Vgs电压不受输入电压的影响，对电容Cl的电流是恒定的，Cl的电压是线性上升的，Vgs的电压也是线性上升的，截止到导通过程是线性的。在相同的启动时间情况下，显著降低器件的功耗参数要求；或者在相同功耗的器件情况下，电路可以更快启动。2、板卡的抖动就是板卡在短时间内反复插拔。如果没有缓启动，板卡插入瞬间，负载对电源有影响，轻微影响时输出电压下降，严重影响时会导致供电电源系统崩溃。所有缓启动电路的功能都是消除板卡插入瞬间，负载对供电电源的影响。而板卡的抖动时间一般是毫秒数量级。以前的电路，电容放电是通过电阻R放电，时间慢，时间常数也是在毫秒级。在板卡抖动时，电容的电没有放完，也就是缓启动电路没有复位，整个缓启动电路功能是失效的，对供电电源就有影响。本技术增加了有源快速放电电路，放电时间常数在微秒级，比板卡的抖动时间快1000倍。在板卡抖动时,缓启动电路已经复位,缓启动电路能够正常工作。对供电电源就没有影响。【专利附图】【附图说明】图1示出了现有技术的电路结构图。图2示出了本技术结构示意图。图3示出了本技术实施方式的电路图。【具体实施方式】如图2?图3所示，改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，设置在供电电源和主体单元之间，包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元，其中:所述充电放电单元A接口连接供电电源正极，B接口连接供电电源负极，C接口连接保护单元I接口；所述开关单元包括一个大电流场效应管Ql，其栅极G连接供电电源负极，漏极D连接保护单元3接口，源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口；所述保护单元5接口连接供电电源正极，2接口连接供电电源负极；所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口 ；其特征在于:所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。所述恒流源充电单元，由电压基准和误差放大器件U2、电流输出执行器件Q4、U2供电电阻R9、电流采样电阻RlO和电容Cl构成。所述快速放电单元，由电压基准和误差放大器件U1、快速放电自锁回路Q2、快速放电自锁回路Q3、电平偏移抬升二极管Z2、Ul供电电阻R7、输入电压分压电阻Rl、输入电压分压电阻R6和电容Cl构成。所述保护单元，由稳压二极管Z1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C2构成。所述负载单元，由电阻R5和电容C3构成。通过恒源充电单元充电为电容Cl恒流充电，使Ql的Vgs电压从O上升，Ql本文档来自技高网...
【技术保护点】
改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置，设置在供电电源和主体单元之间，包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元，其中：所述充电放电单元A接口连接供电电源正极，B接口连接供电电源负极，C接口连接保护单元1接口；所述开关单元包括一个大电流场效应管Q1，其栅极G连接供电电源负极，漏极D连接保护单元3接口，源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口；所述保护单元5接口连接供电电源正极，2接口连接供电电源负极；所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口；其特征在于：所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐光荣，
申请(专利权)人：四川升华电源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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