CN103532366A - 一种直流电源的启动方法和启动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流电源的启动方法和启动电路。直流电源的启动方法包括将开关管串联在启动电路的直流输入端与直流输出端之间，直流电源上电时，开关管处于关断状态，直流电源通过限流电路给充放电容充电；当充放电容的电压达到设定值时，驱动开开关管逐渐导通，对接在启动电路直流输出端的负载供电；直流电源关断时，充放电容通过泄流电路放电，开关管关断。本发明可以缓和负载设备在上电瞬间对前级电源的电流冲击，防止前级电源上电时因瞬时电流过大而关断，改善了设备的稳定性。

Description

一种直流电源的启动方法和启动电路
[技术领域]
本发明涉及直流电源，尤其涉及一种直流电源的启动方法和启动电路。
[背景技术]
负载设备在上电瞬间会向前级电源吸收瞬间大电流，对前级电源产生一个大的冲击电流。例如：煤矿行业所使用的DC-DC本安电源一般都设置有电流限制，当负载所需电流超过限制电流时，本安电源将会关断。负载设备在上电瞬间会向本安电源吸收大量的瞬间电流，对本安电源产生一个大的电流冲击，从而导致本安电源关断而不能正常工作。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种直流电源的启动方法，以减小负载设备上电时，从直流电源吸收的瞬间电流，避免直流电源因过流而不能正常工作，提高设备的稳定性。
本发明另一个要解决的技术问题是为有过流保护的直流电源提供一种启动电路，以减小负载设备上电时，从直流电源吸收的瞬间电流，避免直流电源因过流而不能正常工作，提高设备的稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种直流电源的启动方法，包括将开关管串联在启动电路的直流输入端与直流输出端之间，直流电源上电时，开关管处于关断状态，直流电源通过限流电路给充放电容充电；当充放电容的电压达到设定值时，驱动开开关管逐渐导通，对接在启动电路直流输出端的负载供电；直流电源关断时，充放电容通过泄流电路放电，开关管关断。
一种直流电源启动电路，包括直流输入端、直流输出端、开关管、充放电容、限流电路和泄流电路，开关管串接在直流输入端负极与直流输出端负极之间；充放电容的第一端接限流电路的第一端，充放电容的第二端接直流输入端的负极，限流电路的第二端接直流输入端的正极；开关管的控制端接充放电容的第一端；泄流电路的一端接充放电容的第一端，另一端接充放电容的第二端。
以上所述的直流电源启动电路，包括稳压二极管和偏置电阻，稳压二极管的阴极接充放电容的第一端，稳压二极管的阳极通过偏置电阻接直流输入端的正极；开关管的控制端接稳压二极管的阳极。
以上所述的直流电源启动电路，所述的泄流电路包括泄流二极管和泄流电阻，泄流二极管的阳极接充放电容的第一端，阴极接直流输入端的阳极；泄流电阻接在直流输入端的阳极与阴极之间。
以上所述的直流电源启动电路，所述的限流电路包括恒流二极管，恒流二极管的正极接直流输入端的正极，恒流二极管的负极接充放电容的第一端。
以上所述的直流电源启动电路，所述的限流电路包括限流电阻，限流电阻接在直流输入端的正极与充放电容的第一端之间。
以上所述的直流电源启动电路，泄流二极管在充放电容充电时即所述的限流电路。
本发明可以缓和负载设备在上电瞬间对前级电源的电流冲击，防止前级电源上电时因瞬时电流过大而关断，提高了设备的稳定性。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例1直流电源启动电路的原理图。
图2是本发明实施例2直流电源启动电路的原理图。
图3是本发明实施例3直流电源启动电路的原理图。
[具体实施方式]
本发明实施例1直流电源启动电路的结构原理如图1所示，包括与前级电源连接的直流输入端、直流输出端。直流输入端的正、负极Vin+和Vin-分别接前级电源，直流输出端接DC-DC转换电路，DC-DC转换电路的输出端接直流负载。
直流电源启动电路还包括作为开关管的场效应管Q1、充放电容C1、泄流二极管D2、恒流二极管D3、泄流电阻R1、稳压二极管和偏置电阻R3。
场效应管Q1串接在直流输入端负极与直流输出端负极之间。
泄流二极管D2和泄流电阻R1组成泄流电路，泄流二极管D2的阳极接充放电容C1的第一端，阴极接直流输入端的阳极。泄流电阻R1接在直流输入端的阳极与阴极之间。
恒流二极管D3作为限流电路与充放电容C1串接，恒流二极管的正极接直流输入端的正极，恒流二极管的负极接充放电容C1的第一端，充放电容C1的第二端接直流输入端的负极。
稳压二极管D4的阴极接充放电容C1的第一端，稳压二极管D4的阳极通过偏置电阻R3接直流输入端的正极。场效应管Q1的控制端接稳压二极管D4的阳极。
当前级电源上电时，场效应管Q1处于关断状态，前级电源通过恒流二极管D3给充放电容C1充电，当电容C1上的电压上升到一定的数值时，使得稳压二极管D4反向导通，偏置电阻R3两端电压上升，驱动场效应管Q1逐渐导通。
场效应管Q1导通后，负载设备通过场效应管Q1与前级电源连通，随着电容C1两端的电压逐渐升高，场效应管Q1的阻抗从高阻抗逐渐变为低阻抗，直到场效应管Q1完全导通。
由于稳压二极管D4和充放电容C1的延迟作用，保证了场效应管Q1导通的过程中，前级电源已经完全建立。DC-DC转换器的供电电压达到某确定值后，开始正常进行电压转换，从而给后级负载提供电流，因此该电路起到缓启动的作用。
当前级电源关断输出时，充放电容C1、泄流二极管D2和泄流电阻R1组成一个闭合回路，电容C1通过二极管D2和电阻R1放电，当电容C1两端的电压低于场效应管Q1的开启电压时，场效应管Q1关断。
恒流二极管D3的导通电流基本恒定，使充电时间线性可控，从而使缓启动时间可控。同时充放电容C1通过恒流二极管D3充电；在C1两端电压上升到稳压二极管D4的击穿电压之前，偏置电阻R3两端的电压为0，场效应管Q1不导通；随着C1两端电压逐渐上升，当上升到稳压二极管D4的阈值（比如5Ｖ），稳压二极管D4反向导通，偏置电阻R3两端电压上升，从而驱动场效应管Q1导通，缓启动完成。本实施例中，利用恒流二极管的可控电流和稳压二极管D4有效地延缓了电路的启动时间。
本发明实施例2直流电源启动电路的结构原理如图2所示，与实施例1不同的是，实施例2取消了实施例1的恒流二极管D3，泄流二极管D2在充放电容C1充电时兼作限流电路使用。
当前级电源上电时，场效应管Q1处于关断状态，电源通过流经泄流二极管D2的反向漏电流给充放电容C1充电，电路其余部分的结构和原理与实施例1相同。
泄流二极管反向电流基本恒定，使充电时间线性可控，从而使缓启动时间可控。同时充放电容C1通过泄流二极管D2充电；在C1两端电压上升到稳压二极管D4的击穿电压之前，偏置电阻R3两端的电压为0，场效应管Q1不导通；随着C1两端电压逐渐上升，当上升到稳压二极管D4的阀值（比如5Ｖ），D4反向导通，偏置电阻R3两端电压上升，从而驱动场效应管Q1导通，缓启动完成。本方案中，利用二极管的反向漏电流和稳压二极管D4有效地延缓了启动时间。
本发明实施例3直流电源启动电路的结构原理如图3所示，与实施例1不同的是，在实施例3中限流电阻R4代替实施例1中恒流二极管D3作为限流电路使用。限流电阻R4接在直流输入端的正极与充放电容C1的第一端之间。
当前级电源上电时，场效应管Q1处于关断状态，电源通过流经限流电阻R4给充放电容C1充电，电路其余部分的结构和原理与实施例1相同。
本发明以上实施例可以缓和负载设备在上电瞬间对前级电源的电流冲击，保证前级电源上电时不会因瞬时电流过大而关断。

Claims (7)

1.一种直流电源的启动方法，其特征在于，包括将开关管串联在启动电路的直流输入端与直流输出端之间，直流电源上电时，开关管处于关断状态，直流电源通过限流电路给充放电容充电；当充放电容的电压达到设定值时，驱动开开关管逐渐导通，对接在启动电路直流输出端的负载供电；直流电源关断时，充放电容通过泄流电路放电，开关管关断。
2.一种直流电源启动电路，包括直流输入端和直流输出端，其特征在于，包括开关管、充放电容、限流电路和泄流电路，开关管串接在直流输入端负极与直流输出端负极之间；充放电容的第一端接限流电路的第一端，充放电容的第二端接直流输入端的负极，限流电路的第二端接直流输入端的正极；开关管的控制端接充放电容的第一端；泄流电路的一端接充放电容的第一端，另一端接充放电容的第二端。
3.根据权利要求2所述的直流电源启动电路，其特征在于，包括稳压二极管和偏置电阻，稳压二极管的阴极接充放电容的第一端，稳压二极管的阳极通过偏置电阻接直流输入端的正极；开关管的控制端接稳压二极管的阳极。
4.根据权利要求3所述的直流电源启动电路，其特征在于，所述的泄流电路包括泄流二极管和泄流电阻，泄流二极管的阳极接充放电容的第一端，阴极接直流输入端的阳极；泄流电阻接在直流输入端的阳极与阴极之间。
5.根据权利要求3所述的直流电源启动电路，其特征在于，所述的限流电路包括恒流二极管，恒流二极管的正极接直流输入端的正极，恒流二极管的负极接充放电容的第一端。
6.根据权利要求3所述的直流电源启动电路，其特征在于，所述的限流电路包括限流电阻，限流电阻接在直流输入端的正极与充放电容的第一端之间。
7.根据权利要求4所述的直流电源启动电路，其特征在于，泄流二极管在充放电容充电时即所述的限流电路。
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