專利名稱：一種開關(guān)電源及其上電沖擊電流抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源及其上電沖擊電流抑制方法。
背景技術(shù)：
在開關(guān)電源設(shè)計中，為了輸出平滑的、紋波較小的直流電壓，需要在開關(guān)電源電路的輸入側(cè)并聯(lián)容值很大的整流穩(wěn)壓電容。由于這個電容的存在，傳統(tǒng)的開關(guān)電源電路在上電瞬間，會在整流輸入端產(chǎn)生非常大的沖擊電流。該沖擊電流會達(dá)到額定工作電流的上百倍，如果不加以抑制，既有可能燒壞開關(guān)電源中的整流管、開關(guān)管等元件，還將對電網(wǎng)造成電流沖擊，產(chǎn)生電磁干擾，影響其它電力設(shè)備正常工作。特別在停電恢復(fù)時，所有使用開關(guān)電源的負(fù)荷同時上電，沖擊電流累加在一起，會造成限流保護(hù)再次動作，影響正常的恢復(fù)供電過程。已有的抑制開關(guān)電源的沖擊電流的方法如

圖1所示。該方法在交流輸入端串聯(lián)熱敏電阻，當(dāng)出現(xiàn)大電流時，熱敏電阻阻值增加，將限制上電沖擊電流。但是，熱敏電阻從常態(tài)的低阻值到保護(hù)狀態(tài)的高阻值具有一個變化延時，所以不能對瞬時的沖擊電流進(jìn)行有效保護(hù)。同時，開關(guān)電源通常選用具有負(fù)溫度特性的熱敏電阻，以便在正常工作狀態(tài)，熱敏電阻發(fā)熱時，獲得減小的電阻值，減少其能量損耗。由此特性，如果開關(guān)電源輸入的交流電壓突然掉電后又馬上恢復(fù)，熱敏電阻因其沒有冷卻，將失去對此刻的沖擊電流的限制作用。所以，采用熱敏電阻的方法只能在小功率的開關(guān)電源中應(yīng)用。在大功率的開關(guān)電源中，還有將熱敏電阻替代為限流電阻、并在限流電阻的兩端并聯(lián)一個繼電器的方法。上電時，繼電器斷開，限流電阻被串入交流回路，從而限制沖擊電流。經(jīng)過一定時間的延時后，繼電器閉合，限流電阻被短接，電源正常工作。該方法結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，實際工作的可靠性不高，而且繼電器的使用增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于開關(guān)電源的上電沖擊電流的抑制方法及使用該方法的開關(guān)電源，用以解決現(xiàn)有上電沖擊電流抑制方法可靠性低、上電速度慢的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:一種開關(guān)電源，包括整流器和整流器輸出端連接的一個整流穩(wěn)壓電容，所述整流穩(wěn)壓電容與一個MOS管串聯(lián)，該MOS管與整流穩(wěn)壓電容形成的串聯(lián)支路連接在整流器輸出端之間；所述開關(guān)電源還設(shè)有一個輸出控制信號與所述MOS管控制端相連接的上電沖擊控制電路，該上電沖擊控制電路采樣所述整流穩(wěn)壓電容的兩端電壓，并根據(jù)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓為MOS管提供導(dǎo)通控制信號輸出。一種上電沖擊電流抑制方法，包括如下步驟:上電沖擊控制電路依據(jù)如下兩種情況輸出控制信號:( I)當(dāng)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓Ud小于設(shè)定電壓閾值UDT，則上電沖擊控制電路輸出控制信號為周期為τρ、導(dǎo)通脈沖寬度為Td的脈沖，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通脈沖寬度TD，控制MOS管的導(dǎo)通阻抗，抑制上電沖擊電流；(2)當(dāng)Ud大于設(shè)定電壓閾值Um，則上電沖擊控制電路的輸出控制信號為MOS管導(dǎo)通所對應(yīng)的電平信號，控制MOS管導(dǎo)通。 在情況(I)中上電沖擊控制電路依據(jù)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓uD、采用線性方式調(diào)控導(dǎo)通脈沖寬度TD，滿足如下關(guān)系:
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源，包括整流器和整流器輸出端連接的一個整流穩(wěn)壓電容，其特征在于，所述整流穩(wěn)壓電容與一個MOS管串聯(lián)，該MOS管與整流穩(wěn)壓電容形成的串聯(lián)支路連接在整流器輸出端之間；所述開關(guān)電源還設(shè)有一個輸出控制信號與所述MOS管控制端相連接的上電沖擊控制電路，該上電沖擊控制電路采樣所述整流穩(wěn)壓電容的兩端電壓，并根據(jù)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓為MOS管提供導(dǎo)通控制信號輸出。
2.一種如權(quán)利要求1所述開關(guān)電源的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，包括如下步驟:上電沖擊控制電路依據(jù)如下兩種情況輸出控制信號: (1)當(dāng)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓Ud小于設(shè)定電壓閾值Udt，則上電沖擊控制電路輸出控制信號為周期為TP、導(dǎo)通脈沖寬度為Td的脈沖，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通脈沖寬度TD，控制MOS管的導(dǎo)通阻抗，抑制上電沖擊電流； (2)當(dāng)Ud大于設(shè)定電壓閾值UDT，則上電沖擊控制電路的輸出控制信號為MOS管導(dǎo)通所對應(yīng)的電平信號，控制MOS管導(dǎo)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，在情況(I)中上電沖擊控制電路依據(jù)整流穩(wěn)壓電容兩端電壓UD、采用線性方式調(diào)控導(dǎo)通脈沖寬度TD，滿足如下關(guān)系:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，周期Tp的取值大于MOS管最高工作頻率對應(yīng)的周期時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)電源及其上電沖擊電流抑制方法，將開關(guān)電源中的整流穩(wěn)壓電容和一個MOS管串聯(lián)后并接在整流器輸出的整流電壓兩端，并將整流穩(wěn)壓電容的電壓接入上電沖擊控制電路，上電沖擊控制電路的輸出控制信號接入MOS管控制端；上電沖擊控制電路通過輸出的導(dǎo)通脈沖寬度控制MOS管的導(dǎo)通阻抗，從而抑制開關(guān)電源的上電沖擊電流。該方法在實現(xiàn)對開關(guān)電源上電沖擊電流進(jìn)行有效抑制的同時，能夠加快開關(guān)電源上電工作的速度；上電沖擊控制電路能夠集成在開關(guān)電源控制芯片中，便于實際應(yīng)用；由于MOS管的導(dǎo)通阻抗低，引入的能量功耗較小，工作可靠性高。
文檔編號H02M1/32GK103199688SQ20131012150
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者金言, 龐浩, 王盈盈, 馬永武, 黃明山, 王振舉 申請人:許繼集團有限公司, 河南許繼儀表有限公司, 國家電網(wǎng)公司