CN104753329A - 一种大功率开关电源软启动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率开关电源软启动电路，包括三相整流桥、场效应管、晶闸管、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容，三相整流桥分别与场效应管、晶闸管、第二电容连接；场效应管分别与第二电阻、第一三极管、二极管、第三电阻连接；二极管分别与第一三极管和第二三极管连接；第一三极管与第二三极管连接；第四电阻的两端分别接第二三极管的基极和发射极；第三电阻分别与第二三极管和晶闸管连接；第一电阻的两端分别接晶闸管的阳极和阴极；第一电容的两端分别接晶闸管的门极和阴极；晶闸管的阴极接第二电容的正极。本发明可以安全可靠的实现大功率开关电源的启动过程。

Description

一种大功率开关电源软启动电路

技术领域

本发明涉及电源的技术领域，尤其是指一种大功率开关电源软启动电路。

背景技术

软启动电路在大功率开关电源中有着很普遍的应用，大功率开关电源直流母线上一般都接有大容量储能电容，因此输入三相交流电源经三相整流桥的输出不能直接与直流母线相连，以避免上电时产生过大的浪涌电流，而是经一电阻、晶闸管并联电路连接到直流母线，上电时，通过电阻将直流母线电容的电压充电至足够高后，再触发晶闸管，将此电阻短路，从而实现开关电源软启动，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。现有技术中大多采用变压器触发的晶闸管与电阻相配合的限流电路，如图2所示，由三相整流桥01、晶闸管02、第一电阻03、第二电容04、第五电阻05、变压器06、场效应管07构成，这种电路晶闸管的触发信号取自变压器的辅助绕组，通过变压器的辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻，实现开关电源软启动过程。这种触发方式的软启动电路在三相交流电源瞬时断电再马上接通时，第二电容04上的电压可能发生大幅下降，但晶闸管触发信号仍然存在，这时该电路起不到防止浪涌电流的作用，此时软启动电路失效。

发明内容

本发明为了解决现有软启动电路可能失效、可靠性低的缺点，提出了一种可用于大功率开关电源的可靠有效的软启动电路，可以安全可靠的实现大功率开关电源的启动过程。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种大功率开关电源软启动电路，它包括有三相整流桥、场效应管、晶闸管、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容，其中，所述场效应管为N沟道型，所述第一三极管为PNP型，所述第二三极管为NPN型；所述三相整流桥的正向输出端分别与场效应管的漏极和晶闸管的阳极相连，其负向输出端与第二电容的负极相连；所述场效应管的漏极与第二电阻的一端相连，其栅极分别与第二电阻的另一端和第一三极管的发射极相连，其源极分别与二极管的阳极和第三电阻的一端相连；所述二极管的阴极分别与第一三极管的集电极和第二三极管的基极相连；所述第一三极管的基极与第二三极管的集电极相连；所述第四电阻的两端分别连接第二三极管的基极和发射极；所述第三电阻的另一端分别与第二三极管的发射极和晶闸管的门极连接；所述第一电阻的两端分别与晶闸管的阳极和阴极相连接；所述第一电容的两端分别与晶闸管的门极和阴极连接；所述晶闸管的阴极与第二电容的正极相连接。

它还配套有三相电压源为供电电源。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

本发明的软启动电路在直流母线电容的电压充电至足够高后，再触发晶闸管，并将软启动电阻短路，从而实现大功率开关电源可靠安全的软启动，该软启动电路的触发电路更加可靠有效，并且不需要从后级电路变压器引出触发信号，具有更加普遍的适用性。

附图说明

图1为本发明所述大功率开关电源软启动电路的电路原理图。

图2为现有技术的一种软启动电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的大功率开关电源软启动电路，包括有三相整流桥1、场效应管8、晶闸管2、二极管13、第一电阻3、第二电阻9、第三电阻12、第四电阻14、第一三极管10、第二三极管11、第一电容15、第二电容4及配套有三相电压源为供电电源，其中，所述场效应管8为N沟道型，所述第一三极管10为PNP型，所述第二三极管11为NPN型；所述三相整流桥1的正向输出端分别与场效应管8的漏极和晶闸管2的阳极相连；所述三相整流桥1的负向输出端与第二电容4的负极相连；所述场效应管8的漏极与第二电阻9的一端相连，其栅极分别与第二电阻9的另一端及第一三极管10的发射极相连；所述场效应管8的源极分别与二极管13的阳极及第三电阻12的一端相连；所述二极管13的阴极分别与第一三极管10的集电极、第二三极管11的基极相连；所述第一三极管10的基极与第二三极管11的集电极相连；所述第四电阻14的两端分别连接第二三极管11的基极和发射极；所述第三电阻12的另一端分别与第二三极管11的发射极及晶闸管2的门极连接；所述第一电阻3的两端分别与晶闸管2的阳极和阴极相连接；所述第一电容15的两端分别与晶闸管2的门极和阴极连接；所述晶闸管2的阴极与第二电容4的正极相连接。

以下为本实施例上述大功率开关电源软启动电路的工作原理，其具体情况如下：

自A、B、C三相交流电源接通开始的一段时间内，第二电容4接受第一电阻3的充电电流，其两端电压自零开始上升，在第二电容4两端电压接近三相整流桥1输出电压之前，即第一电阻3两端电压较高时，如果场效应管8是导通的，则其导通电流较大，此电流在第三电阻12上产生的压降也较大，当此压降大于二极管13及第二三极管11的发射结正向导通电压之和时，第二三极管11导通，致使第一三极管10也导通，由于第一三极管10的集电极接第二三极管11的基极，第二三极管11的集电极接第一三极管10的基极，故第一、二三极管构成正反馈结构，从而导致第一、二三极管迅速饱和导通，且只要第四电阻14两端电压不小于第二三极管11的发射结导通电压，第一、二三极管就会维持饱和导通状态，使得场效应管8因其栅源电压低于开启阈值电压而关断，上述过程时间很短，只要第一电容15容量足够大，则其两端电压就足够小，使得晶闸管2门极电流也足够小，从而不会触发晶闸管2，此后晶闸管2的门极电流主要由第二电阻9确定，只要第二电阻9足够大，使得门极电流足够小，晶闸管2依然会维持在截止状态；当第一电阻3两端电压随充电时间增加而下降到足够小时，也就是第二电容4两端电压接近三相整流桥1输出电压，即第四电阻14上的电压随之降低至小于第二三极管11发射结导通电压时，第二三极管11截止，第一三极管10也随之截止，整流桥1输出电流经第二电阻9给场效应管8栅源结电容充电，直至场效应管8导通，由于此时第一电阻3两端电压较低，场效应管8导通电流不会过大，使得第三电阻12上压降不致过高而引起第二三极管11导通继而最终导致场效应管8截止，故场效应管8导通电流会持续给第一电容15充电至电压足够高，使得晶闸管2门极电流足够大而触发晶闸管2，从而将第一电阻3短路，实现开关电源软启动；至于第一电阻3两端电压(即整流桥1输出电压与第二电容4上电压之差)下降至多大时触发晶闸管2，主要由第二电阻9和第四电阻14的阻值来确定(晶闸管门极、阴极间电阻很小，一般数欧姆至数十欧姆，可忽略，三极管饱和导通压降也可忽略)，设第二电阻9及第四电阻14的阻值分别为R9、R14，晶闸管触发时的第一电阻两端电压为VR3，三极管发射结导通电压为0.7伏，则有VR3＝0.7×(R14+R9)/R14，单位为伏，例如，若R14＝1KΩ，R9＝29KΩ，则VR3＝21伏，即上电后，当第一电阻3上电压下降至约21伏时，晶闸管2会被触发。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种大功率开关电源软启动电路，其特征在于：它包括有三相整流桥、场效应管、晶闸管、二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电容，其中，所述场效应管为N沟道型，所述第一三极管为PNP型，所述第二三极管为NPN型；所述三相整流桥的正向输出端分别与场效应管的漏极和晶闸管的阳极相连，其负向输出端与第二电容的负极相连；所述场效应管的漏极与第二电阻的一端相连，其栅极分别与第二电阻的另一端和第一三极管的发射极相连，其源极分别与二极管的阳极和第三电阻的一端相连；所述二极管的阴极分别与第一三极管的集电极和第二三极管的基极相连；所述第一三极管的基极与第二三极管的集电极相连；所述第四电阻的两端分别连接第二三极管的基极和发射极；所述第三电阻的另一端分别与第二三极管的发射极和晶闸管的门极连接；所述第一电阻的两端分别与晶闸管的阳极和阴极相连接；所述第一电容的两端分别与晶闸管的门极和阴极连接；所述晶闸管的阴极与第二电容的正极相连接。

2.根据权利要求1所述的一种大功率开关电源软启动电路，其特征在于：它还配套有三相电压源为供电电源。