一种电容的输入浪涌电流抑制电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种电容的输入浪涌电流抑制电路及方法，涉及电力电子技术领域，包括变阻电路，对变阻电路中场效应管Q1的导通内阻设有检测控制单元，利用所述检测控制单元对流过的浪涌电流进行检测，当浪涌电流大于设定值时立即使变阻电路恢复高阻，从而将储能电容支路从输入电源的负载中切除，实现抑制输入浪涌电流。本发明专利技术电路简单，成本低，对上电浪涌电流抑制效果好，具有很强的通用性。具有很强的通用性。具有很强的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种电容的输入浪涌电流抑制电路及方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，更为具体的，一种电容的输入浪涌电流抑制电路及方法。

技术介绍

[0002]当直流电源的负载具有较大脉动功率时，常会在负载供电端并联大容量电容储能，以提供脉冲功率，减小对输入电源的扰动。大容量电容的接入会带来输入浪涌问题，即在输入电压向上剧烈跳变时，引起很大的浪涌电流，对线路造成损坏。
[0003]输入电压的向上跳变分为两种情况，第一种情况是上电时的剧烈上跳，第二种情况是稳态工作时的剧烈上跳。
[0004]针对第一种情况，申请号为CN202010355489.X的专利《一种电容的上电浪涌电流抑制电路和方法》公开了一种抑制上电时的输入电压上跳引起的浪涌电流的电路，如图1所示。该电路在储能电容的负极串入一种变阻电路后再接入母线。储能电容与变阻电路作为一个整体，其接口引脚1、 2与后级的负载是并联关系，所以不会影响上电过程中输入电源为后级负载提供能量。在输入电压上电跳变时，变阻电路为高阻，电容支路不产生浪涌电流；随后变阻电路逐渐变为低阻态，最终使电容通过低阻(场效应管 Q1的导通电阻)接入母线。
[0005]该电路可以有效抑制输入电压上电时的剧烈上跳引发的浪涌电流。但对于第二种输入电压稳态工作时的剧烈上跳情况，由于变阻电路已经呈现低阻态，所以该电路仍然会产生很大的输入浪涌电流。可见，现有技术在解决电容输入浪涌电流抑制时存在局限性。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电容的输入浪涌电流抑制电路，电路简单，成本低，对上电浪涌电流抑制效果好，具有很强的通用性。
[0007]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0008]一种电容的输入浪涌电流抑制电路，包括变阻电路，对变阻电路中场效应管Q1的导通内阻设有检测控制单元，利用所述检测控制单元对流过的浪涌电流进行检测，当浪涌电流大于设定值时立即使变阻电路恢复高阻，从而将储能电容支路从输入电源的负载中切除，实现抑制输入浪涌电流。
[0009]进一步地，所述检测控制单元包括电阻R6、电阻R7、二极管D3、二极管D4、场效应管Q3和电容C2；场效应管Q3的栅极与变阻电路中场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q3的源极与电阻R7的一端连接，电阻R7 的另一端与变阻电路连接；所述电容C2的一端连接在场效应管Q3与场效应管Q1之间，另一端与二极管D3的一端连接，二极管D3的另一端分别与二极管D4的一端和变阻电路连接，二极管D4的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与储能电容连接，三极管Q4的发射极与场效应管Q3的漏极连接。
[0010]进一步地，所述储能电容的一端与电源连接，另一端与变阻电路连接，通过变阻电路连接电源。
[0011]进一步地，所述储能电容容量为120uF。
[0012]进一步地，所述电源包括270V直流电源。
[0013]一种基于如上任一所述电容的输入浪涌电流抑制电路的实现方法，包括步骤：
[0014]S1，上电启动，使储能电容的负极通过导通的场效应管Q1接入电源；
[0015]S2，当电源输入发生剧烈上跳时，在储能电容上造成浪涌电流，该浪涌电流流过场效应管Q1时，将在场效应管Q1的导通电阻上产生电压，通过所述电阻R6驱动三极管Q4；
[0016]S3，在Q3导通的情况下，三极管Q4通过二极管D4将场效应管Q1 的栅极拉低，使场效应管Q1恢复至高阻态，从而抑制输入浪涌电流；同时，通过二极管D3能够将场效应管Q3迅速关断；
[0017]S4，对上电启动完成以后的电路状态，储能电容通过变阻电路完成对输入电压的跟随。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术提出的针对电容的输入浪涌电流抑制电路，对多种输入上跳带来的浪涌电流均有良好的抑制作用。其与储能电容整合为一个整体后作为负载接入输入电源，与其他负载为并联关系，不影响暂态过程时电源对负载的供电。电路简单，成本低，对上电浪涌电流抑制效果好，具有很强的通用性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术对上电浪涌电流抑制的原理电路；
[0022]图2为本专利技术实施例对上电浪涌电流抑制的原理电路；
[0023]图3为现有技术输入跳变时的仿真波形；
[0024]图4为本专利技术实施实例输入跳变时的仿真波形。
具体实施方式
[0025]本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
[0026]针对现有技术无法抑制稳态时的输入浪涌电流的局限性，本专利技术提出的一种电容的上电浪涌电流抑制电路，如图2所示。在具体实施例中，利用现有技术中变阻电路中Q1的导通内阻，对流过浪涌电流进行检测。当浪涌电流过大时立即使变阻电路恢复高阻，从而将储能电容支路从输入电源的负载中切除，抑制输入浪涌电流。
[0027]本专利技术在图1所示电阻电路的基础上，增加了电阻R6和R7、二极管 D3和D4、场效应管Q3和电容C2，原理阐述如下：在系统上电时，储能电容电压为零，其负极电位与输入电压相等。该电压击穿瞬态抑制二极管 D1，导通三极管Q2，从而拉低场效应管Q1和Q3的栅极，使
它们关断。此时，输入电压通过电阻R5为储能电容充电，实现抑制上电浪涌电流的效果。这一过程中储能电容的负极电压较高，为保护三极管Q4，增加了二极管D4以阻断Q4的集电极电流。同时由于Q3截止，Q4的射极电流也被阻断。随着储能电容电压的上升，其负极电压逐渐下降，当其无法击穿瞬态抑制二极管时，将使Q2截止。这会导致Q1和Q3的栅极电压上升，令二者缓慢导通。由于电阻R7和电容C2的延迟作用，Q3的导通会晚于Q1，令Q1有足够的时间从截止过渡到导通状态，完成上电启动过程。
[0028]上电启动完成后，储能电容的负极通过导通的Q1接入电源输出。当电源输入发生剧烈上跳时，由于Q1的导通电阻较小，会在储能电容上造成一定的浪涌电流。该电流流过Q1时，将在Q1的导通电阻上产生电压，并通过电阻R6驱动三极管Q4。由于此时Q3已经导通，Q4将通过D4将Q1 的栅极拉低，使Q1恢复至高阻态，从而抑制了输入浪涌电流。同时通过 D3也将Q3迅速关断。此后的电路状态与上电启动过程类似，储能电容最终将通过变阻电路完成对输入电压的跟随。
[0029]实施例1
[0030]在本实施例中，设定储能电容容量为120uF，分别将原图1和图2中1、 2脚接入270V直流电源。对输入电源进行0V到270V的上电输入瞬变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容的输入浪涌电流抑制电路，包括变阻电路，其特征在于，对变阻电路中场效应管Q1的导通内阻设有检测控制单元，利用所述检测控制单元对流过的浪涌电流进行检测，当浪涌电流大于设定值时立即使变阻电路恢复高阻，从而将储能电容支路从输入电源的负载中切除，实现抑制输入浪涌电流。2.根据权利要求1所述的电容的输入浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述检测控制单元包括电阻R6、电阻R7、二极管D3、二极管D4、场效应管Q3和电容C2；场效应管Q3的栅极与变阻电路中场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q3的源极与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端与变阻电路连接；所述电容C2的一端连接在场效应管Q3与场效应管Q1之间，另一端与二极管D3的一端连接，二极管D3的另一端分别与二极管D4的一端和变阻电路连接，二极管D4的另一端与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的基极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与储能电容连接，三极管Q4的发射极与场效应管Q3的漏极连接。3.根据权利要求1所述的电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余俊宏，徐意婷，王蓉，王凤岩，黄付刚，赵伟刚，王斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：