抗高壓浪涌軟啟動電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了抗高壓浪涌軟啟動電路。包括分別與直流電源輸入正極連接的執(zhí)行單元和芯片供電啟動電路，與執(zhí)行單元連接的采樣單元，與采樣單元連接的浪涌電流抑制電路，同時(shí)與芯片供電啟動電路輸出端、執(zhí)行單元輸入端、采樣單元輸出端、直流電源輸入負(fù)極、浪涌電流抑制電路連接的主功能芯片電路，采樣單元和浪涌電流抑制電路均與負(fù)載的輸入端連接，浪涌電流抑制電路還與負(fù)載的輸出端連接。本實(shí)用新型通過簡單的電路實(shí)現(xiàn)電路的防浪涌、軟啟動的目的，在不影響后端設(shè)備工作的情況下，對后端電路起到了很好的保護(hù)作用；與此同時(shí)避免了浪涌電流和浪涌電壓造成開關(guān)電源輸入端器件老化或損壞的問題。
【專利說明】抗高壓浪涌軟啟動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是涉及抗高壓浪涌軟啟動電路，屬于電源控制領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]由于開關(guān)電源的工作特性，儲能電容在開關(guān)電源輸入端必不可少。開關(guān)電源的對外輸入特性呈現(xiàn)為容性阻抗，因此開關(guān)電源在上電瞬間會產(chǎn)生浪涌電流，其電流值遠(yuǎn)高于正常工作電流值。這種浪涌電流的存在，使得電源保護(hù)器件(保險(xiǎn)絲、空氣開關(guān))在選型時(shí)候需要考慮足夠的余量及反應(yīng)時(shí)間。同時(shí)，過大的浪涌電流會造成電源輸入部分器件提前老化，甚至直接損壞。
[0003]為減小開關(guān)電源的輸入浪涌電流，最常見的做法是在電源的輸入端串聯(lián)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，這樣能夠有效的減小開機(jī)浪涌電流沖擊，但是由于熱敏電阻為非理想特性器件，處于正常工作電路中的熱敏電阻阻值不可能為0歐姆，在實(shí)際電路工作時(shí)會產(chǎn)生額外的功率消耗，并且向外散發(fā)一定的熱量；同時(shí)，熱敏電阻在吸收第一次浪涌電流沖擊后產(chǎn)生的熱量，會導(dǎo)致熱敏電阻對于浪涌電流的吸收能力下降，因此受到熱敏電阻功率的限制，電源的實(shí)際工作電流過大或存在頻繁開關(guān)機(jī)情況時(shí)，單純的熱敏電阻方案便遇到了瓶頸。
[0004]與浪涌電流類似，浪涌電壓同樣會造成開關(guān)電源輸入端器件的老化甚至失效。在飛機(jī)直流供電和軍用車輛直流供電環(huán)境適應(yīng)性規(guī)定中，分別都對直流設(shè)備電源提出了50ms/100V和50ms/80V耐高壓浪涌的要求。
[0005]常規(guī)電源設(shè)計(jì)中，在電源輸入級增加TVS管和壓敏電阻，是用來吸收高壓浪涌最常見且最簡易的手段。而兩種方式能夠耐受的時(shí)間通常在us級，而對于ms級或者是幾十ms的高壓浪涌無法承受和控制。且TVS管和壓敏電阻的保護(hù)形式為依靠短路來熔斷電路前端保險(xiǎn)絲，這樣會導(dǎo)致設(shè)備停止工作，而在某些工作環(huán)境下(如機(jī)載)，這種情況是不允許出現(xiàn)的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供抗高壓浪涌軟啟動電路，解決開關(guān)電源在上電瞬間會產(chǎn)生浪涌電流和浪涌電壓造成開關(guān)電源輸入端器件老化或損壞的問題。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]抗高壓浪涌軟啟動電路，包括分別與直流電源輸入正極連接的執(zhí)行單元和芯片供電啟動電路，與執(zhí)行單元連接的采樣單元，與采樣單元連接的浪涌電流抑制電路，同時(shí)與芯片供電啟動電路輸出端、執(zhí)行單元輸入端、采樣單元輸出端、直流電源輸入負(fù)極、浪涌電流抑制電路連接的主功能芯片電路，采樣單元和浪涌電流抑制電路均與負(fù)載的輸入端連接，浪涌電流抑制電路還與負(fù)載的輸出端連接。
[0009]具體地，所述主功能芯片電路采用浪涌抑制芯片LT4356。所述芯片供電啟動電路包括與直流電源輸入正極連接的電阻R1，分別與電阻R1連接的三極管Q1和穩(wěn)壓二極管D1，所述三極管Q1的發(fā)射極與LT4356的4端口和5端口連接，穩(wěn)壓二極管D1、三極管Q1的發(fā)射極還與直流電源輸入負(fù)極相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述執(zhí)行單元包括柵極通過電阻R2與LT4356的3端口連接的MOS管Q2，并聯(lián)后與LT4356的3端口連接的電阻R3和二極管D3，所述MOS管Q2的漏極與直流電源輸入正極連接。
[0011]更進(jìn)一步地，所述采樣單元包括與LT4356的I端口連接的電阻R6和電阻R5，與電阻R5串聯(lián)的電阻R4，所述電阻R4的另一端分別與MOS管Q2的源極和負(fù)載連接，電阻R6的另一端與直流電源輸入負(fù)極連接。
[0012]再進(jìn)一步地，所述浪涌電流抑制電路包括串聯(lián)后分別與負(fù)載和MOS管Q2的源極連接的電阻R7和電阻R8，相互并聯(lián)后接入到MOS管Q2的源極與電阻R7和電阻R8并聯(lián)后的另一端的電容C7和穩(wěn)壓二極管D2，柵極與電阻R7和電阻R8并聯(lián)后的另一端連接的MOS管Q3，連接于在MOS管Q3的漏極與源極之間的電阻RTl，所述MOS管Q3的漏極與負(fù)載連接，源極分別與穩(wěn)壓二極管D2和直流電源輸入負(fù)極連接。
[0013]在本實(shí)用新型中，所述MOS管Q2和MOS管Q3均采用N溝道MOS管。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0015](I)本實(shí)用新型新增芯片供電啟動電路和浪涌電流抑制電路，通過簡單的電路實(shí)現(xiàn)電路的防浪涌、軟啟動的目的，在不影響后端設(shè)備工作的情況下，對后端電路起到了很好的保護(hù)作用。
[0016](2)本實(shí)用新型還解決開關(guān)電源在上電瞬間會產(chǎn)生浪涌電流和浪涌電壓造成開關(guān)電源輸入端器件老化或損壞的問題。
[0017](3)本實(shí)用新型電路簡單，成本低廉，非常適合大規(guī)模推廣使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
[0021]如圖1和圖2所示，抗高壓浪涌軟啟動電路，包括分別與直流電源輸入正極連接的執(zhí)行單元和芯片供電啟動電路，與執(zhí)行單元連接的采樣單元，與采樣單元連接的浪涌電流抑制電路，同時(shí)與芯片供電啟動電路輸出端、執(zhí)行單元輸入端、采樣單元輸出端、直流電源輸入負(fù)極、浪涌電流抑制電路連接的主功能芯片電路，采樣單元和浪涌電流抑制電路均與負(fù)載的輸入端連接，浪涌電流抑制電路還與負(fù)載的輸出端連接。
[0022]本實(shí)用新型具體的電路原理圖如下:
[0023]直流電源輸入正極接入電阻R1，分別與電阻Rl連接的三極管Ql和穩(wěn)壓二極管D1，與三極管Ql的發(fā)射極連接的芯片Ul和電容Cl，三極管Ql的發(fā)射極同時(shí)連接到芯片Ul的4端口和5端口，穩(wěn)壓二極管Dl和電容Cl的另一端連接到直流電源輸入負(fù)極，芯片Ul的3端口還通過電阻R2連接到MOS管Q2的柵極，芯片Ul的3端口還分別連接有電阻R3和二極管D3，電阻R3和二極管D3并聯(lián)后連接有電容C2，M0S管Q2的漏極與直流電源輸入正極連接，MOS管Q2的源極分別與芯片Ul的2端口、電阻R4和負(fù)載連接；電阻R4和電阻R5串聯(lián)并與電阻R6并聯(lián)后連接到芯片Ul的I端口，電容C3和電容C4并聯(lián)后連接到芯片Ul的10端口，芯片Ul的9端口、電容C3和電容C4并聯(lián)后的另一端、電阻R6的另一端均與直流電源輸入負(fù)極連接；在MOS管Q2的源極和直流電源輸入負(fù)極之間還連接有電容C5，與電容C5并聯(lián)的電容C6，電阻R7和電阻R8并聯(lián)后與MOS管Q2的源極連接，電容C7和穩(wěn)壓二極管D2相互并聯(lián)后接入到電容C6與電阻R7和電阻R8并聯(lián)后的另一端，電阻R7和電阻R8并聯(lián)后的另一端還連接到MOS管Q3的柵極，MOS管Q3的源極分別與電容C6和直流電源輸入負(fù)極連接，MOS管Q3的漏極與負(fù)載連接，在MOS管Q3的漏極與源極之間還連接有電阻RTl0
[0024]本實(shí)用新型的工作過程如下:
[0025]在本實(shí)施例中，芯片Ul為浪涌抑制芯片，采用LT4356，M0S管Q2和MOS管Q3均采用N溝道MOS管，Q2為本實(shí)用新型的執(zhí)行單元，LT4356通過控制Q2的柵極，使在過壓過程中，Q2處于線性放大區(qū)，以在過壓過程中調(diào)節(jié)輸出，使輸出電壓工作在一個(gè)安全的數(shù)值上，從而允許負(fù)載繼續(xù)運(yùn)作。
[0026]Rl、D1、Q1構(gòu)成了芯片供電啟動電路，Dl將Ql的基極電壓鉗位在+15V，使得浪涌抑制芯片LT4356工作在理想范圍內(nèi)，R4、R5、R6為LT4356的采樣單元，采樣輸出電壓反饋到LT4356的I端口(FB腳)，調(diào)整R4、R5、R6的分壓比可以控制需要限制的輸出電壓的峰值。C3、C4為LT4356外接的充電電容，當(dāng)LT4356處于過壓狀態(tài)時(shí)，內(nèi)部恒流源對電容進(jìn)行充電，到達(dá)1.25V時(shí)禁止輸出。在MOS管功率允許的情況下，適當(dāng)增加C3、C4容值可以直接調(diào)整LT4356耐過壓時(shí)間。
[0027]在圖2中，RTl和Q3構(gòu)成了浪涌電流抑制電路，RTl為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在開機(jī)瞬間可以有效減小浪涌電流。調(diào)整熱敏電阻靜態(tài)阻值，可以將浪涌電流值控制到理想狀態(tài)，為保證正常工作情況下，熱敏電阻不會因?yàn)殡娏鬟^大而過熱，將MOS管Q3與RTl并聯(lián)，VO通過R7、R8給C7充電，D2將充電電壓最高值鉗位在+15V，待C7電壓上升后，Q3內(nèi)阻低于RTl阻值時(shí)，電流由Q3流過，既起到了軟啟動的目的，又保護(hù)RTl不會被正常工作電流燒壞。
[0028]根據(jù)上述實(shí)施例，就可以較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提下，為解決同樣的技術(shù)問題，即使在本實(shí)用新型上做出的一些無實(shí)質(zhì)性的改動或潤色，所采用的技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)仍然與本實(shí)用新型一樣，故其也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，包括分別與直流電源輸入正極連接的執(zhí)行單元和芯片供電啟動電路，與執(zhí)行單元連接的采樣單元，與采樣單元連接的浪涌電流抑制電路，同時(shí)與芯片供電啟動電路輸出端、執(zhí)行單元輸入端、采樣單元輸出端、直流電源輸入負(fù)極、浪涌電流抑制電路連接的主功能芯片電路，采樣單元和浪涌電流抑制電路均與負(fù)載的輸入端連接，浪涌電流抑制電路還與負(fù)載的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述主功能芯片電路采用浪涌抑制芯片114356。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述芯片供電啟動電路包括與直流電源輸入正極連接的電阻町，分別與電阻町連接的三極管和穩(wěn)壓二極管01，所述三極管的發(fā)射極與114356的4端口和5端口連接，穩(wěn)壓二極管01、三極管的發(fā)射極還與直流電源輸入負(fù)極相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述執(zhí)行單元包括柵極通過電阻以與114356的3端口連接的103管02，并聯(lián)后與114356的3端口連接的電阻尺3和二極管03，所述103管02的漏極與直流電源輸入正極連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述采樣單元包括與1X4356的1端口連接的電阻冊和電阻85，與電阻85串聯(lián)的電阻財(cái)，所述電阻財(cái)?shù)牧硪欢朔謩e與皿)3管02的源極和負(fù)載連接，電阻冊的另一端與直流電源輸入負(fù)極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述浪涌電流抑制電路包括串聯(lián)后分別與負(fù)載和103管02的源極連接的電阻87和電阻狀，相互并聯(lián)后接入到108管02的源極與電阻87和電阻88并聯(lián)后的另一端的電容07和穩(wěn)壓二極管02，柵極與電阻87和電阻狀并聯(lián)后的另一端連接的103管03，連接于在103管03的漏極與源極之間的電阻奶1，所述103管03的漏極與負(fù)載連接，源極分別與穩(wěn)壓二極管02和直流電源輸入負(fù)極連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗高壓浪涌軟啟動電路，其特征在于，所述103管02和103管03均采用~溝道103管。
【文檔編號】H02M1/36GK204205932SQ201420772466
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:成都晟楠電子科技有限公司