CN103746358B - 浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒 - Google Patents

浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒 Download PDF

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Abstract

一种浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒，浪涌抑制电路接于电源和负载之间，包括：浪涌抑制模块，一端与所述电源连接，另一端与所述负载连接，所述浪涌抑制模块具有大输入阻抗以抑制峰值电流电压；稳态通断模块，控制端和输入端与所述电源连接，输出端与所述负载连接，所述稳态通断模块延时特定时间后接通所述电源和负载，所述特定时间对应所述浪涌抑制模块抑制峰值电流电压的时间。通过浪涌抑制模块在设备上电时抑制上电的峰值电流电压，而稳态通断模块在上电后将延时接通负载电源，该延时时间与抑制峰值电流电压的时间对应，使得负载无峰值电流电压冲击风险下接通电源，安全可靠运作。

Description

浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒
技术领域
本发明属于开关电源领域，尤其涉及一种浪涌抑制电路、开关装置和机顶盒。
背景技术
我们常用的电器设备在上电的瞬间，往往有很大的电流、电压脉冲存在，而这些大的脉冲可能会损坏电路上的器件，如DC-DC(直流变直流)芯片，mos管、IC(集成电路)等。在传统上我们对于这个大脉冲的处理一般是在电源的输入端加上一个或几个电容进行滤波，这种处理方法一般也是有效的，只是有时候由于脉冲过大，就得加很大的电容，而这种电容滤波的方式解决脉冲过大的问题并没有从根本上去解决它，大电流仍然是存在的，只是用电容吸收了而已。而只用电容滤波解决上电脉冲的问题也不是一定有效的，有时候需要加很大的电容才行，而大的电容封装一般也很大，这将抑制了一些对封装有要求的电路的设计。
发明内容
基于此，有必要提供一种对上电浪涌电流、电压起到有效抑制作用的浪涌抑制电路。
一种浪涌抑制电路，接于电源和负载之间，包括：
浪涌抑制模块，一端与所述电源连接，另一端与所述负载连接，所述浪涌抑制模块具有大输入阻抗以抑制峰值电流电压；
稳态通断模块，控制端和输入端与所述电源连接，输出端与所述负载连接，所述稳态通断模块延时特定时间后接通所述电源和负载，所述特定时间对应所述浪涌抑制模块抑制峰值电流电压的时间。
在其中一个实施例中，所述浪涌抑制模块包括第一电容、第一电阻和第一电感，其中，
所述第一电容的一端与所述电源连接，另一端接地，所述第一电感的一端通过所述第一电阻与所述电源连接，另一端与所述负载连接。
在其中一个实施例中，所述稳态通断模块包括具有延时功能的复位控制器和受控开关；
所述复位控制器的电源端作为所述稳态通断模块的控制端与所述电源连接，复位端与所述受控开关的控制端连接；
所述受控开关的输入端作为所述稳态通断模块的输入端，输出端与所述负载连接。
在其中一个实施例中，所述受控开关包括第一三极管、第二电阻、第三电阻和场效应管，其中，
所述第一三极管的基极作为所述受控开关的控制端经所述第二电阻与所述复位控制器的复位端连接，发射极接地，集电极与所述场效应管的栅极连接，所述场效应管的栅极还经过所述第三电阻与所述电源连接，源极与所述电源连接，漏极与所述负载连接并经一耗能电阻接地。
在其中一个实施例中，所述场效应管为N沟道MOS管，所述第一三极管为NPN型三极管。
在其中一个实施例中，所述稳态通断模块还包括第四电阻和第一稳压二极管，所述复位控制器的电源端经所述第四电阻与所述电源连接，且与所述第一稳压二极管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极接地。
在其中一个实施例中，还包括开关，所述浪涌抑制模块的一端、所述稳态通断模块控制端和输入端经所述开关与所述电源连接。
在其中一个实施例中，所述开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的一端接所述电源，另一端接地，中间弹片与所述浪涌抑制模块的一端、所述稳态通断模块控制端和输入端连接。
此外，还提供了一种开关装置，包括上述的浪涌抑制电路。
此外，还提供了一种机顶盒，包括上述的浪涌抑制电路。
上述浪涌抑制电路，通过浪涌抑制模块在设备上电时抑制上电的峰值电流电压，而稳态通断模块在上电后将延时接通负载电源，该延时时间与抑制峰值电流电压的时间对应，使得负载无峰值电流电压冲击风险下接通电源，安全可靠运作。
附图说明
图1是一实施例中的浪涌抑制电路的原理图；
图2是一实施例中复位控制器的电源端和复位端的电平波形图；
图3是另一实施例中的浪涌抑制电路的原理图；
图4是又一实施例中的浪涌抑制电路的原理图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，浪涌抑制电路接于电源Vcc和负载(图未标)之间，浪涌抑制电路包括浪涌抑制模块100和稳态通断模块200。
浪涌抑制模块100的一端与电源Vcc连接，浪涌抑制模块100的另一端与负载连接。浪涌抑制模块100具有大输入阻抗以抑制峰值电流电压。稳态通断模块200的控制端和输入端与电源Vcc连接，稳态通断模块200的输出端与负载连接。稳态通断模块200延时特定时间后接通电源Vcc和负载，特定时间对应浪涌抑制模块100抑制峰值电流电压的时间。
浪涌抑制模块100包括第一电容C1、第一电阻R1和第一电感L1。第一电容C1的一端与电源Vcc连接，第一电容C1的另一端接地，第一电感L1的一端通过第一电阻R1与电源Vcc连接，第一电感L1的另一端与负载连接。浪涌抑制模块100由RCL器件组成，特点是输入阻抗大，可以对上电峰值电流电压起到抑制作用。
稳态通断模块200包括具有延时功能的复位控制器U1和受控开关202。复位控制器U1的电源端VCC作为稳态通断模块200的控制端与电源Vcc连接，复位控制器U1的复位端RESET与受控开关202的控制端连接，复位控制器U1的接地端GND接地。受控开关202的输入端作为稳态通断模块200的输入端，控开关202的输出端与负载连接。参考图2，当复位控制器U1的电源端VCC的电压到达工作电压时，复位端RESET输出低电平，140ms至250ms(该时间对应上述的特定时间)后，变为高电平，以驱动受控开关202导通，使得负载无尖峰电流电压冲击上电。
在一个实施例中，受控开关202包括第一三极管Q1、第二电阻R2、第三电阻R3和场效应管Q2。第一三极管Q1的基极作为受控开关202的控制端经第二电阻R2与复位控制器U1的复位端RESET连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极连接，场效应管Q2的栅极还经过第三电阻R3与电源Vcc连接，场效应管Q2的源极与电源Vcc连接，场效应管Q2的漏极与负载连接并经一耗能电阻R5接地。优选地，场效应管Q2为N沟道MOS管，第一三极管Q1为NPN型三极管。
进一步，稳态通断模块200还包括第四电阻R4和第一稳压二极管D1，复位控制器U1的电源端VCC经第四电阻R4与电源Vcc连接，且与第一稳压二极管D1的阴极连接，第一稳压二极管D1的阳极接地。第四电阻R4和第一稳压二极管D1为复位控制器U1提供稳定的工作电压。
在另一个实施例中，参考图3，浪涌抑制电路还包括开关S1，浪涌抑制模块100的一端、稳态通断模块200的控制端和输入端经开关S1与电源Vcc连接。浪涌抑制电路集成到一个开关S1设备的封装里，可以做成一个可以抑制上电瞬间的尖峰电压电流的电源Vcc开关S1。
在进一步的实施例中，参考图4，开关S1为单刀双掷开关S1，单刀双掷开关S1的一端S11接电源Vcc，另一端S12接地，中间弹片S13与浪涌抑制模块100的一端、稳态通断模块200控制端和输入端连接。当按下开关S1时，浪涌抑制模块100、稳态通断模块200与电源Vcc接通，当按键按开时，中间弹片S13接到地端，实现关机放电功能。并且，此时可以省掉能耗电阻R5
具体工作原理：上电瞬间，电流电压经第一电阻R1、第一电感L1到负载，其中第一电容C1可以对峰值电压(浪涌电压)进行抑制，第一电阻R1有较大的阻抗，可以抑制和吸收峰值电流脉冲(浪涌电流)，第一电感L1也可以抑制浪涌电流。同时，另一路由第四电阻R4给第一稳压二极管D1和复位控制器U1的电源端VCC供电，当第一稳压二极管D1导通后，复位控制的电源端VCC的电压就稳到3.3V，此时，复位控制器U1的复位端RESET输出低电平140ms～250ms(具体时间根据抑制峰值电流电压的时间选择)后，复位控制器U1的复位端RESET变为高电平，再经过第一电阻R1打开第一三极管Q1的基极，使第一三极管Q1的集电极为低电平，从而打开了场效应管Q2的栅极，从而使电流由场效应管Q2的源极和漏极导通，从而浪涌抑制电路进入了稳态。
本实施例中中，假设上电峰值电流电压时间很短，140ms至250ms的延时，已足够把上电峰值电流电压脉冲处理掉；在没有上升沿(或下降沿)时复位控制器U1的复位脚RESET为低电平，从而导致第一三极管Q1为截止状态，在上拉电阻(第三电阻)R3的作用下，第一三极管Q1的集电极为高电平，从而使场效应管Q2处于截止状态，电流由浪涌抑制模块100通过；在抑制峰值电流电压过后，因为浪涌抑制模块100有阻抗，正常工作时它有能耗和压降，所以要变到稳态通断模块200接通负载与电源Vcc；耗能电阻R5，当关电时稳态通断模块200由于有阻容性器件，存在能量，需通过耗能电阻R5快速释放掉。
此外，还提供了一种开关装置，包括上述浪涌抑制电路。
此外，还提供了一种机顶盒，包括上述的浪涌抑制电路。
上述浪涌抑制电路、开关装置及机顶盒，通过浪涌抑制模块在设备上电时抑制上电的峰值电流电压，而稳态通断模块在上电后将延时接通负载电源，该延时时间与抑制峰值电流电压的时间对应，使得负载无峰值电流电压冲击风险下接通电源，安全可靠运作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种浪涌抑制电路，接于电源和负载之间，其特征在于，包括：
浪涌抑制模块，一端与所述电源连接，另一端与所述负载连接，所述浪涌抑制模块具有大输入阻抗以抑制峰值电流电压；
稳态通断模块，控制端和输入端与所述电源连接，输出端与所述负载连接，所述稳态通断模块延时特定时间后接通所述电源和负载，所述特定时间对应所述浪涌抑制模块抑制峰值电流电压的时间；
所述稳态通断模块包括具有延时功能的复位控制器和受控开关；
所述复位控制器的电源端作为所述稳态通断模块的控制端与所述电源连接，复位端与所述受控开关的控制端连接；
所述受控开关的输入端作为所述稳态通断模块的输入端，输出端与所述负载连接。
2.根据权利要求1所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制模块包括第一电容、第一电阻和第一电感，其中，
所述第一电容的一端与所述电源连接，另一端接地，所述第一电感的一端通过所述第一电阻与所述电源连接，另一端与所述负载连接。
3.根据权利要求1所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述受控开关包括第一三极管、第二电阻、第三电阻和场效应管，其中，
所述第一三极管的基极作为所述受控开关的控制端经所述第二电阻与所述复位控制器的复位端连接，发射极接地，集电极与所述场效应管的栅极连接，所述场效应管的栅极还经过所述第三电阻与所述电源连接，源极与所述电源连接，漏极与所述负载连接并经一耗能电阻接地。
4.根据权利要求3所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道MOS管，所述第一三极管为NPN型三极管。
5.根据权利要求1或3所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述稳态通断模块还包括第四电阻和第一稳压二极管，所述复位控制器的电源端经所述第四电阻与所述电源连接，且与所述第一稳压二极管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极接地。
6.根据权利要求1所述的浪涌抑制电路，其特征在于，还包括开关，所述浪涌抑制模块的一端、所述稳态通断模块控制端和输入端经所述开关与所述电源连接。
7.根据权利要求6所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述开关为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的一端接所述电源，另一端接地，中间弹片与所述浪涌抑制模块的一端、所述稳态通断模块控制端和输入端连接。
8.一种开关装置，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的浪涌抑制电路。
9.一种机顶盒，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的浪涌抑制电路。
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