抑制开关电源浪涌电流的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种抑制开关电源浪涌电流的电路，包括储能单元，开关单元，分流单元以及分压控制单元；所述的储能单元一端分别连接前级电路一端和后级电路一端，另一端分别连接后级电路另一端以及经分流单元连接前级电路另一端；所述的开关单元的两端分别连接分流单元的两端；所述的分压控制单元的两端连接储能单元的两端；且分压控制单元还连接开关单元的控制端，并控制开关单元两端的电压；当该电压达到开关单元的开启电压时，开关单元导通。通过使用简单电路实现对主回路开关器件的控制，解决浪涌电流的问题。解决浪涌电流的问题。解决浪涌电流的问题。

【技术实现步骤摘要】
抑制开关电源浪涌电流的电路


[0001]本技术涉及一种防浪涌电流电路，尤其涉及一种抑制开关电源浪涌电流的电路。

技术介绍

[0002]目前，开关电源是一种常见的电源模块，通过控制开关管导通和关断来控制电源输出能力，具有体积小，功率密度高，传输效率高等优点。其工作原理可以概述为：对于直流转直流模块，输入电源通过开关器件的开关动作可以变成脉动波形，然后通过滤波或整流将脉动波形变成需要的电能。
[0003]现有技术中，如图1所示，将开关电源分成输入端、功率转换级和电源输出端。其中，输入和电源输出端一般都会接电容用于稳压和滤波；功率转换级一般是由电感、电容、开关管或变压器等元器件组成的拓扑。开关电源模块输入端一般会有输入的支撑电容，该电容的容值较大。根据电容的特性，当电容两端刚开始接上电压源，电容相当于短路状态，此时电流会特别大，随着电容的充电，电容电压不断上升，电流就会越来越小。图中电容C1就是电源输入端的母线支撑电容，其容值会很大，开始瞬时电流也会很大，因此很容易触发前一级电路的保护功能，甚至会造成前一级电路不工作或者损坏。
[0004]为了解决浪涌电流的问题，常用方案有以下两种：如图2所示，在支撑电容之前加上一个限流电阻，限流电阻一般会选择NTC热敏电阻。因为如果将普通电阻一直放置在功率回路中，功耗会很大，而且NTC热敏电阻拥有负温度特性，当温度升高时，电阻值也会减少，故而优选NTC热敏电阻。虽然使用NTC电阻能够抑制浪涌电流，但是NTC热敏电阻一直处于功率回路中，会一直消耗额外的能量，对电源转换效率的提高效果有限；而且，由于NTC热敏电阻温度下降需要时间，因此直流电源无法在关断后马上开启，将会限制直流电源的应用场景。
[0005]又如图3所示，将限流电阻和开关器件(平时为断开)并联在一起使用，当电路平稳运行后，电容两端电压和输入端电压相等，开关器件导通，限流电阻便不会起作用，减少了额外的能量消耗。但是，这种方式一般需要使用微控制器对开关器件进行控制，当支撑电容充满后，由微控制器控制开关管导通，不仅额外占用微控制器的资源，而且电路复杂、成本高。
[0006]由此可见，以上防浪涌电流电路都存在各自的缺陷，基于此，本申请亟待研究出一种新型电路，既不需要额外耗能，也不需要额外占用资源，并且能够解决浪涌电流的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述现存的技术问题，本技术提供一种抑制开关电源浪涌电流的电路，通过使用简单电路，实现对主回路开关器件的控制，进而实现对浪涌电流的抑制。
[0008]为实现上述目的，本技术提供一种抑制开关电源浪涌电流的电路，包括储能单元，开关单元，分流单元以及分压控制单元；所述的储能单元一端分别连接前级电路一端
和后级电路一端，另一端分别连接后级电路另一端以及经分流单元连接前级电路另一端；所述的开关单元的两端分别连接分流单元的两端；所述的分压控制单元的两端连接储能单元的两端；且分压控制单元还连接开关单元的控制端，并控制开关单元两端的电压；当该电压达到开关单元的开启电压时，开关单元导通。
[0009]上述技术方案中，在电路上电初期，储能单元与前级电路之间连接有分流单元，可以有效限制上电瞬间的浪涌电流，降低器件的电流应力限流电阻。并且，在充电过程中，分压控制单元能够控制开关单元的开闭。此时，分流单元被短路，可以降低分流单元的能耗，提高电源转换效率。
[0010]进一步，所述的储能单元为电容。
[0011]进一步，所述的分流单元为限流电阻。
[0012]上述技术方案中，电路上电时，前级电路输入的电能通过分流单元到达储能单元，可以有效限制上电瞬间的浪涌。当电流分压控制单元控制开关单元导通后，限流电阻被短路，充电电流通过开关单元到达储能单元，继续给储能单元充电，直至充电完成，如此降低了分流单元的能耗。
[0013]进一步，所述的开关单元为场效应晶体管，继电器，三极管或者IGBT。
[0014]更进一步，所述的场效应晶体管为N沟道MOS场效应晶体管。
[0015]上述技术方案中，当场效应晶体管的电压Vgs上升到开启电压时，场效应晶体管被打开，充电电流将不会再经过限流电阻，而是经过场效应晶体管给储能单元充电。
[0016]进一步，所述的分压控制单元包括第一电阻和第二电阻；第二电阻的一端连接储能单元的一端，另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接储能单元的另一端，且第一、二电阻的公共端连接开关单元的控制端。
[0017]上述技术方案中，通过选择合适阻值的第一、二电阻，可以确定开关单元开闭的启动条件，从而调整开关单元的闭合时间。
[0018]更进一步，所述的分压控制单元还包括稳压二极管；稳压二极管的两极分别连接第一电阻的两端。
[0019]更进一步，所述的分压控制单元还包括分压电容；分压电容的两端分别连接第一电阻的两端。
[0020]进一步，所述的前级电路包括电源输入端。
[0021]进一步，所述的后级电路包括功率转换级和电源输出端。
[0022]更进一步，所述的电源输出端的两极分别连接电容C2的两端。
[0023]本技术克服了现有技术采用NTC热敏电阻额外耗能，以及额外占用微控制器的技术缺点，使用简单电路来实现对主回路开关器件的控制，不仅解决了浪涌电流的问题，还具有如下技术优点：
[0024]1、电阻R3作为功率回路的限流电阻，对浪涌电流起到很大的抑制作用，降低了器件的电流应力。
[0025]2、只需对分压电阻R1和R2的阻值进行合理设计，就可以达到灵活控制场效应晶Q1导通时机的效果，电路简单，成本低。
[0026]3、降低了器件的能耗，提高了电源转换效率，提高了电路的可靠性。
[0027]4、避免了前级电路因电流太大而造成故障，降低了维护成本。
附图说明
[0028]图1为现有技术中开关电源的电路图；
[0029]图2为现有技术中开关电源使用NTC电阻抑制浪涌电流的电路图；
[0030]图3为现有技术中开关电源使用MCU抑制浪涌电流的电路图；
[0031]图4为本技术的电原理框图；
[0032]图5为本技术一种实施例的电路图；
[0033]图6为图5电路未接限流电阻时的支撑电容电压和功率电流的仿真波形图；
[0034]图7为图5电路的支撑电容电压和功率电流的仿真波形图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0036]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0037]可以理解，以下实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制开关电源浪涌电流的电路，其特征在于，包括储能单元，开关单元，分流单元以及分压控制单元；所述的储能单元一端分别连接前级电路一端和后级电路一端，另一端分别连接后级电路另一端以及经分流单元连接前级电路另一端；所述的开关单元的两端分别连接分流单元的两端；所述的分压控制单元的两端连接储能单元的两端；且分压控制单元还连接开关单元的控制端，并控制开关单元两端的电压；当该电压达到开关单元的开启电压时，开关单元导通。2.根据权利要求1所述的一种抑制开关电源浪涌电流的电路，其特征在于，所述的储能单元为电容。3.根据权利要求1所述的一种抑制开关电源浪涌电流的电路，其特征在于，所述的分流单元为限流电阻。4.根据权利要求1所述的一种抑制开关电源浪涌电流的电路，其特征在于，所述的开关单元为场效应晶体管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚小明，谭亮，吴亮，魏志成，杨进，
申请(专利权)人：重庆电哥科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：