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