CN101951133A - 直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，包括：DC/DC电压变换模块，用于把直流电压转换成直放站负载所需的工作直流电压；分压电阻R1和R2，用于控制DC/DC电压转换模块使能管脚启动电压的门限；其中，分压电阻R1和R2串联后，连接在DC/DC电压变换模块的输入端与地之间，且串联节点与DC/DC电压转换模块的使能管脚连接。本发明能防止DC/DC电压变换模块上电瞬间输入过冲电流过大，降低损坏电源器件风险，同时避免造成直放站AC/DC电源模块上电瞬间输出电压上升沿出现异常的电流与电压启动振荡。

Description

直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置

技术领域

本发明涉及一种冲击电流抑制装置，具体是一种直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置。

背景技术

在直放站供电系统中，特别是上电瞬间，偶尔出现烧元器件或烧功放的现象，这也是一直困扰直放站系统供电瞬间稳定可靠工作的重要因素，其中上电瞬间冲击电流过大是导致可靠性降低的原因之一。

发明内容

本发明的目的旨在解决直放站供电系统上电瞬间冲击电流过大问题，提供直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，能防止DC/DC电压变换模块上电瞬间输入冲击电流过大，降低损坏电源器件风险，避免直放站AC/DC电源模块上电瞬间输出电压上升沿出现异常的电流与电压启动振荡。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，包括：DC/DC电压变换模块，用于把直流电压转换成直放站负载所需的工作直流电压；分压电阻R1和R2，用于控制DC/DC电压转换模块使能管脚启动电压的门限；其中，分压电阻R1和R2串联后，连接在DC/DC电压变换模块的输入端与地之间，且串联节点与DC/DC电压转换模块的使能管脚连接。

所述的直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，还包括：连接在DC/DC电压转换模块的输入端与地之间的输入电容C1，用于抑制DC/DC电压变换模块输入电压的纹波。

所述的直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，还包括：AC/DC电源模块，用于产生一个交流到直流的电压转换，并向DC/DC电压变换模块提供输入电压。

与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：

1、能防止DC/DC电压变换模块上电瞬间输入过冲电流过大，降低损坏电源器件风险，避免直放站AC/DC电源模块上电瞬间输出电压上升沿出现异常的电流与电压启动振荡，从而提高了直放站系统供电瞬间工作的稳定性和可靠性。同时也可广泛用于DC/DC电路上电瞬间输入过冲电流抑制。

2、利用调整DC/DC电压变换模块使能管脚开启与关闭电压门限，减少由于外接AC/DC电源模块在上电瞬间的低压大电流的驱动缺陷，从而控制DC/DC电压变换模块上电瞬间冲击电流的大小。同时不受输入电压与电流的大小限制。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本发明直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置包括：AC/DC电源模块，用于产生一个交流到直流的电压转换，并向DC/DC电压变换模块提供输入电压；输入电容C1，用于抑制DC/DC电压变换模块输入电压的纹波；分压电阻R1和R2，用于控制DC/DC电压转换模块使能管脚EN启动电压的门限；DC/DC电压变换模块，用于把来自AC/DC电源模块的输入电压转换成直放站负载子模块所需的工作直流电压；直放站负载子模块RL，用作DC/DC电压转换模块的输出负载。其中，AC/DC电源模块、DC/DC电压转换模块、直放站负载子模块RL依次连接；输入电容C1连接在DC/DC电压转换模块的输入端与地之间；分压电阻R1和R2串联后，连接在DC/DC电压变换模块的输入端与地之间，且串联节点与DC/DC电压转换模块的使能管脚EN连接。

图1中，1代表市电(交流220V)；2表示直放站用AC/DC电源模块；4表示DC/DC电压变换模块；EN为DC/DC电压变换模块4的使能管脚；5表示直放站负载子模块RL，用作DC/DC电压变换模块4的负载。V1表示市电1的输出交流电压与AC/DC电源模块2的输入交流电压；V2表示AC/DC电源模块2的输出直流电压与DC/DC电压变换模块4的输入直流电压；V3表示使能管脚处的使能直流电压，同时表示电阻R1和R2对V2的分压值；V4表示DC/DC电压变换模块4的输出直流电压与直放站负载子模块5的输入直流电压。I1表示AC/DC电源模块2的输出直流电流；I2表示瞬间C1的充电电流峰值；I3表示分压电阻R1和R2的分流电流；I4表示DC/DC电压变换模块4的瞬间输入电流。

当直放站在瞬间市电上电时，AC/DC电源模块2将启动，如果此时后面负载C1、R1、R2、DC/DC电压变换模块4都从低压启动，由于瞬间总阻抗很小，导致I1出现电流瞬间过冲，此时元器件失效风险增加了。电容C1的值越大，在瞬间I2对电流冲击的贡献也越大，同时冲击电流的大小随负载的增大而增大。

为了计算瞬间最大能冲击的峰值电流，根据图1建立微分方程。瞬间冲击电流I1(t)计算公式如下：

I1(t)＝I2(t)+I3(t)+I4(t)                             (1)

公式(1)中I2(t)表示电容C1两端的瞬间充电电流，等效电阻为R；I2(t)计算公式如下：

I2(t)＝C1*dV2(t)/dt                                  (2)

公式(1)中I3(t)表示电阻R1与R2的串联电流，由于I3(t)电流是毫安级别，可以忽略不计I3(t)计算公式如下：

I3(t)＝V2(t)/(R1+R2)*u(t)                            (3)

其中u(t)是时间变量t函数，表示t＜0时u(t)＝0，t≥0时u(t)＝1。公式(1)中I4(t)表示DC/DC电压变换模块的瞬间输入电流；I4(t)计算公式如下：

I4(t)＝(A/tm)*(t/Rdc)*u(t)                          (4)

公式(4)中A表示AC/DC电源模块稳定输出时的电压值，单位为V(伏特)；tm表示AC/DC电源模块从0V上升到最大A值时的时间，单位为秒；t表示从时间0到tm的延迟时间，范围是0≤t≤tm；Rdc表示DC/DC电压变换模块的等效输入负载。

根据公式(1)-(4)计算得：

I1(t)≈((A/tm)*(t/Rdc)+((A*C1)/tm)*(1-e^{-(1/(R*C1))*t}))u(t)(5)

公式(5)中，当A值越大，则瞬间冲击电流I1(t)的峰值越大；当tm值越小，则瞬间冲击电流I1(t)的峰值越大；当C1值越大，则瞬间冲击电流I1(t)的峰值越大。在DC/DC电压变换模块4输出功率不变的情况下，初始启动电压值越大，则所需要的启动电流值越小；这时等效感性与容性的等效输入Rdc在上电瞬间，对瞬间输入电流I4(t)峰值贡献就越小。

本发明控制DC/DC电压变换模块使能管脚启动偏置电压门限的实施方法如下：

改变I4(t)中的t时间，如果t＝0时刻DC/DC电压变换模块不启动，而是从t1时刻启动DC/DC电压变换模块；此时设启动电压值为V2＝K*A，单位为V(伏特)，0≤K≤1；DC/DC电压变换模块的启动电压门限V3可以表示如下：

$V3=\left(\frac{R2}{R1+R2}\right)*V2---\left(6\right)$

在DC/DC电压变换模块输出功率不变的情况下，初始启动电压值越大，则所需要的启动电流值越小；如果启动电流值越小，则等效感性与容性的Rdc负载在上电瞬间，对瞬间输入电流I4(t)峰值贡献就越小。所以，应尽可能选择合适的启动电压V3，从而在很大程度上减小上电瞬间的冲击电流值。考虑到实际工作中V2电压有可能跌落过低风险导致DC/DC电压变换模块关闭情况，这里K取值为2/3；同时R2与R1的值可以根据V3门限值来确定，但考虑为了减少R2与R1带来的分流损耗，这里R2与R1和的取值大于30千欧姆，此外，R2与R1和的最大取值受限于DC/DC电压变换模块使能管脚的驱动电流限值。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，其特征在于包括：

DC/DC电压变换模块，用于把直流电压转换成直放站负载所需的工作直流电压；

分压电阻R1和R2，用于控制DC/DC电压转换模块使能管脚启动电压的门限；

其中，分压电阻R1和R2串联后，连接在DC/DC电压变换模块的输入端与地之间，且串联节点与DC/DC电压转换模块的使能管脚连接。

2.根据权利要求1所述的直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，其特征在于还包括：

连接在DC/DC电压转换模块的输入端与地之间的输入电容C1，用于抑制DC/DC电压变换模块输入电压的纹波。

3.根据权利要求1所述的直放站供电系统上电瞬间的冲击电流抑制装置，其特征在于还包括：

AC/DC电源模块，用于产生一个交流到直流的电压转换，并向DC/DC电压变换模块提供输入电压。

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