CN105684313B - 信息转换器的供电电路、系统及供电方法 - Google Patents

信息转换器的供电电路、系统及供电方法 Download PDF

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Abstract

一种信息转换器的供电电路、系统及供电方法，涉及供电电路技术领域。所述供电电路包括控制电路通断的开关管和延时启动电路，当供电电路连接的电源上电时，通过延时启动电路控制开关管控制端的电压缓慢上升，从而使开关管从截止状态缓慢开启(导通)，进而使开关管输出端的输出电压缓慢上升，即信息转换器的供电电压缓慢上升。避免了开关管即时开启带来的过冲电流，降低了信息转换器的供电电路中的过电流，提高了信息转换器的供电电路安全性。

Description

信息转换器的供电电路、系统及供电方法
技术领域
本发明涉及供电电路技术领域，尤其涉及信息转换器供电电路、系统及供电方法。
背景技术
矿用读卡器主要用于对进入矿井的工作人员进行跟踪识别。信息转换器是其内部的一个重要装置，它连接在矿用读卡器线缆的起始端，用于驱动所述线缆，实现信息转换和数据交互等功能。
电气设备在上电瞬间，电压瞬间从0上升到电源供电电压，因此，电路内的电流会瞬间升高形成冲击电流，冲击电流不但会使电气设备本身损坏，而且在产生冲击电流时释放的巨大能量，可能会引爆爆炸性气体混合物。
由于矿井属于含有爆炸性气体混合物的环境，要求矿井中的电气设备具有一定的防爆性能。因此，当所述信息转换器应用于矿井、隧道等含有爆炸性气体混合物的环境时，如何抑制过电流、过电压成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种信息转换器的供电电路、系统及供电方法，以降低信息转换器的供电电路中冲击电流。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种信息转换器的供电电路，包括延时启动电路和开关管，其中，所述开关管包括输入端、输出端和控制端，所述开关管的输入端连接电源，所述开关管的输出端连接所述信息转换器内的各个功能模块的供电端；
所述延时启动电路包括输入端和输出端，所述延时启动电路的输入端连接所述电源，所述延时启动电路的输出端连接所述开关管的控制端；
所述延时启动电路，用于当所述电源上电时，控制所述延时启动电路输出端的输出电压幅值逐渐变化，使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，最终使所述开关管从截止状态转换为导通状态。
优选地，所述延时启动电路为RC延时电路，包括第一电容和第一电阻；
所述第一电容的一端连接所述电源，所述第一电容的另一端通过所述第一电阻连接接地端；所述第一电阻和所述第一电容的公共端连接所述开关管的控制端；
所述延时启动电路，具体用于当所述电源上电时，开始为所述第一电容充电，所述延时启动电路输出端的输出电压在充电时间内逐渐降低，以使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差在充电时间内逐渐增大，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，直到所述第一电容充电结束使所述开关管导通。
优选地，所述信息转换器的供电电路还包括：电流反馈电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端；
所述电流反馈电路通过第一输入端和所述第二输入端串联于所述电源和所述开关管的输入端之间，所述电流反馈电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述电流反馈电路用于通过所述第一输入端和所述第二输入端检测到供电电路中的电流增大时，调节所述输出端提供给所述开关管控制端的电压，以降低流经所述开关管的电流。
优选地，所述电流反馈电路包括：电流分流检测电路和检测电阻，所述电流分流检测电路包括正极输入端、负极输入端和输出端；
所述检测电阻串联在所述电源和所述开关管的输入端之间；
所述电流分流检测电路通过所述正极输入端和所述负极输入端并联在所述检测电阻的两端，所述正极输入端与所述检测电阻的一端连接的公共端作为所述电流反馈电路的第一输入端，所述负极输入端与所述检测电阻的另一端连接的公共端作为所述电流反馈电路的第二输入端，所述电流分流检测电路的输出端为所述电流反馈电路的输出端；
所述电流分流检测电路通过所述检测电阻上的压降检测到所述供电电路中的电流增大时，所述电流分流检测电路输出端的电压幅值相应增大，并提供给所述开关管的控制端，以降低流经所述开关管的电流。
优选地，所述信息转换器的供电电路还包括：串联于所述电源和所述延时启动电路之间的防电流倒灌电路，用于使所述供电电路单向导通。
优选地，所述信息转换器的供电电路还包括：依次启动控制单元，用于控制所述节点单元中的各个功能模块分时启动；
所述依次启动控制单元包括：控制单元和多个控制开关，每个控制开关对应一个功能模块；
每个所述控制开关通过输入端和输出端串联于所述开关管的输出端和对应的功能模块之间，所述控制开关的控制端连接所述控制单元的一个控制信号输出端；
所述控制单元用于当检测上一功能模块启动完成时，控制当前功能模块对应的控制开关导通。
第二方面，本发明还提供一种信息转换器的供电系统，包括电源及上述的信息转换器的供电电路。
第三方面，本发明还提供一种信息转换器的供电方法，用于信息转换器的供电系统，所述供电系统至少包括电源和开关管，包括：
当电源上电时，调节所述开关管的控制端的电压逐渐变化，使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，最终使所述开关管从截止状态转换为导通状态。
优选地，所述方法还包括：
当检测到所述电流增大时，调节所述开关管控制端的电压，以降低所述供电路中的电流。
优选地，所述方法还包括：当检测到所述开关管导通后，依次控制所述信息转换器中的各个功能模块启动。
本发明提供的信息转换器的供电电路，在供电电路的开关管上连接一延时启动电路，当供电电路连接的电源上电时，通过延时启动电路控制开关管控制端的电压逐渐变化，使开关管的输入端与控制端之间的电压差逐渐变化，进而使开关管中的电流逐渐增大，最终使开关管从截止状态转换为导通(开启)状态，即信息转换器的供电电流缓慢上升，避免了开关管即时开启带来的过冲电流，因此，降低了信息转换器的供电电路中的过电流，提高了信息转换器的供电电路安全性。所述延时启动电路通过RC延时电路实现，可靠性高，电路结构简单，体积小，易集成，成本低。
所述信息转换器的供电电路还设置有电流反馈电路，当检测到供电电路中的电流突然增大时，调节开关管控制端的电压，以使开关管的导通电流减小，从而使电源的输出电流减小，抑制电流突然增大，进一步提高了信息转换器供电电路的安全性。
所述信息转换器的供电电路还设置有依次启动电路，能够控制信息转换器的各个功能模块逐个启动，保证上一功能模块已经启动完成后，再启动下一个功能模块，使信息转换器的电流缓慢分阶段上升，从而有效地减小了整个信息转换器启动时产生的脉冲电流。
所述信息转换器的供电电路还设置有防电流倒灌电路，电源上电后输出的电压首先经过防电流倒灌电路，防止电源接反产生反向电流，同时可以防止电源的正负极反接，进一步提高了信息转换器供电电路的安全性。
综上所述，信息转换器的供电电路设置有防电流倒灌电路、延时启动电路、电流反馈电路、依次启动电路和控制电路通断的开关管。能够在信息转换器上电、下电、短路、断路等情况下抑制冲击电流，避免大冲击电流对电路的冲击，通过上述的各个电路的共同作用，使信息转换器的供电电路满足本质安全电路的规定。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种信息转换器的供电电路示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种延时启动电路示意图；
图3是信息转换器中的各个功能模块同时启动的电流示意图；
图4是信息转换器中的各个功能模块逐个启动的电流示意图；
图5-1是根据一示例性实施例示出的另一种信息转换器供电电路的框图；
图5-2是根据一示例性实施例示出的另一种信息转换器供电电路的示意图
图6是电流反馈电路的反馈控制过程示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的又一种信息转换器的供电电路示意图；
图8是各个功能模块同时启动时启动电流的示意图；
图9是各个功能模块依次启动时的启动电流示意图；
图10根据一示例性实施例示出了再一种信息转换器的供电电路示意图；
图11根据一示例性实施例示出的一种信息转换器的供电方法流程示意图。
具体实施方式
在介绍本发明实施例之前，对本质安全电路进行说明，当电气设备应用在煤矿、石油、化工、纺织等含有爆炸性混合物环境中时，需要符合本质安全电路的规定。
本质安全电路是指当电路在标准规定条件下产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体混合物。所述标准规定条件包括正常工作状态和规定的故障状态，其中，正常工作状态是指电路在设计规定条件下的正常工作的状态，包括电路上电、下电操作；当电路接通或断开时总是以火花形式释放一定的能量。故障状态是指电路中非保护性元件损坏或产生短路、断路接地及电源故障等情况。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种信息转换器的供电电路，该供电电路包括开关管和延时启动电路，在开关管的控制端连接延时启动电路，延时启动电路在供电电路连接的电源上电时，控制开关管控制端的电压缓慢变化，使开关管缓慢导通，即延长从电源上电到开关管导通的时长。避免了开关管即时开启带来的过冲电流，降低了信息转换器子系统中的过电流，提高了信息转换器的供电电路的安全性。
以上是本发明的核心思想，为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所述描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是根据一示例性实施例示出的信息转换器的供电电路的示意图，该供电电路用于为信息转换器提供工作电压。
如图1所示，所述供电电路包括：延时启动电路1和开关管Q。延时启动电路1包括输入端、输出端；开关管Q包括输入端、输出端和控制端。开关管Q的输入端连接所述电源2，输出端连接信息转换器内各个功能模块的供电端。
延时启动电路1的输入端连接电源2，输出端连接开关管Q的控制端。当所述信息转换器应用于包含爆炸性气体混合物的环境时，所述电源2采用符合本质安全电路规定的电源，下文简称本安电源。
当所述电源2上电时，延时启动电路1输出端的电压缓慢变化，使开关管Q的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使开关管Q中的电流逐渐增大，当所述电压差达到开关管Q的开启电压时，开关管Q导通。从而实现开关管从截止状态缓慢导通，即延长了从电源2上电到开关管Q导通的时长。避免电源2一上电，开关管Q就即时导通，进而导致供电电路中产生冲击电流的现象发生，因此，所述延时启动电路降低了信息转换器的供电电路中过电流，提高了所述供电电路的安全性。
例如，开关管Q为NMOS管(N-Mental-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)时，当电源2上电时，延时启动电路1输出端的输出电压逐渐降低，由于Q输入端的电压基本不变，因此Q的输入端与控制端之间的电压差逐渐增大，此过程中，Q中的电流逐渐增大，当电压差增大到Q的开启电压时，Q导通。
图2是根据一示例性实施例示出的一种延时启动电路的电路示意图，该供电电路用于为信息转换器提供工作电压。
如图2所示，所述延时启动电路为RC延时电路。该RC延时电路包括电容C1和电阻R1；
所述开关管Q可以采用NMOS管，其中，源极S为开关管Q的输入端，漏极D为开关管Q的输出端，栅极G为开关管Q的控制端。例如，NMOS管可以采用RF9317场效应管芯片实现。
需要说明的是，所述开关管还可以采用其它具有开关特性的晶体管实现，并不限定于MOS管一种实现方式。例如，当开关管通过NPN型三极管实现时，NPN型三极管的基极是开关管的控制端，集电极是开关管的输入端，发射极是开关管的输出端。
电容C1的一端连接电源2的输出端，电源2的输出电压为VCC_M，电容C1的另一端通过电阻R1连接接地端，且该端连接开关管Q的控制端(NMOS管的栅极G)。
本实施例提供的延时启动电路应用于信息转换器的供电电路中，该信息转换器的工作电压可以是18V，延时电路的参数需要满足工作电压18V的要求。
延时启动电路的工作过程如下：
电容C1和电阻R1构成RC延时电路，由于电容具有电压不能突变的特性，当电源2上电后，为电容C1充电，在电源2上电瞬间，电容C1相当于短路，开关管Q的栅极G和源极S的电压相等。随着电容C1不断充电，RC延时电路中流经充电电流，充电电流不断减小，电阻R1上的压降缓慢下降，即开关管Q的栅源极电压UGS逐渐升高。直到电容C1充电完成，充电电流降为0，此时，电容C1相当于断路，开关管Q的控制端的电压稳定为电阻R1上的压降，此时，开关管Q的栅源极电压UGS大于开启电压UT，从截止状态转换为导通状态。由此可知，电源上电后，开关管的UGS逐渐升高，从截止状态缓慢转换为导通状态，即延长了从电源上电到开关管导通的时长。
供电电路还包括并联在电容C1两端的电阻R2，电阻R1和电阻R2串联对电源2的输出电压VCC_M进行分压。电容C1充电完成后，开关管Q控制端的电压稳定为电阻R1和R2分压后电阻R1上的压降。而开关管Q的输入端的电压为电源2的输出电压VCC_M。电阻R1和电阻R2的分压比，使得开关管的栅源电压UGS大于NMOS管的开启电压UT，使开关管Q导通。
由上述内容可知，在开关管Q从电源上电后缓慢导通的过程中，栅源极的电压差逐渐增大，即开关管中从源极到漏极的电流(即供电电路中流通的电流)从0缓慢上升，不会出现较大的脉冲电流。
下面结合图3和图4，说明信息转换器在不同的启动方式下对应的电流变化情况。图3为未增加延时启动电路时开关管开启时的电流示意图；图4为本发明实施例提供的增加延时启动电路后开关管开启时的电流示意图。
如图3所示，在t1时刻，电源2上电，电流i从0迅速上升到I+Δi，随后电流慢慢稳定为电流I。
如图4所示，在t1时刻，电源2上电，之后，电流i缓慢上升，到t2时刻后，电流i稳定为I，从t1到t2时间段内未产生冲击电流。t1到t2时间段的时长即RC电路的充电常数τ＝R1C1。在选取R1和C1时，根据从电源上电到运行稳定所需的时间确定。
本实施例提供的延时启动电路采用RC延时电路实现，电路结构简单，体积小，易集成成本低。
需要说明的是，本发明还可以采用其它的延时启动电路，只要能够实现在电源上电时，控制开关管控制端的电压缓慢上升，从而使开关管中的电流缓慢上升的功能即可，并不限定为RC延时电路。
本实施例提供的信息转换器的供电电路，通过延时启动电路和开关管的配合作用，实现在电源上电时，通过延时启动电路控制开关管控制端的电压缓慢上升，使开关管从截止状态缓慢开启。即延长了从电源上电到开关管导通的时长，最终使开关管中流通的电流缓慢上升，达到控制信息转换器的供电电路在启动时的电流缓慢上升的目的。避免了开关管即时开启带来的过冲电流，降低了信息转换器子系统中的过电流，提高了信息转换器的供电电路的安全性。
请参见图5-1，是根据一示例性实施例示出了另一种信息转换器的供电电路的框图。所述供电电路包括：延时启动电路1、开关管Q和电流反馈电路3。延时启动电路1内部的电路与图1和图2所示的电路相同，此处不再赘述。
电流反馈电路3包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端连接电源2的输出端，所述第二输入端连接开关管Q的输入端；电流反馈电路3的输出端连接开关管Q的控制端。
电流反馈电路3起反馈控制作用，当通过所述第一输入端和所述第二输入端检测到供电电路中的电流突然增大时，即电流上升速度很快，在几微秒的时间内增加几十毫安，例如，上电、短路等状态下会存在电流突然增大的情况，调节所述输出端提供给所述开关管控制端的电压，使开关管的输入端和控制端之间的电压差减小，从而使开关管中的电流减小，最终使电源的电流减小。
图5-2是根据一示例性实施例示出的一种信息转换器的供电电路的示意图，该供电电路用于为信息转换器提供工作电压。
如图5-2所示，所述电流反馈电路3包括电流分流检测电路31和检测电阻R3，其中R3的阻值很小。电流分流检测电路31包括正极输入端+IN、负极输入端-IN和输出端OUT。例如，电流分流检测电路31可以通过电流分流检测芯片AD8219实现。
电流分流检测电路31通过正极输入端+IN和负极输入端-IN并联在检测电阻R3的两端，正极输入端+IN与R3连接的公共端作为电流反馈电路3的第一输入端，连接电源2的输出端；负极输入端-IN与R3连接的公共端作为电流反馈电路3的第二输入端，连接延时启动电路1的输入端。
电流分流检测电路31的输出端OUT作为电流反馈电路3的输出端连接开关管Q的控制端(图5-2中NMOS管的G极)。
请参见图6，示出了电流反馈电路的反馈控制过程示意图，如图6所示，当供电电路中的电流由于某种原因突然增大时，电阻R3上的压降增大，此时，电流分流检测电路31的正极输入端和负极输入端能够检测到电阻R3上的压降增大，输出端OUT的电压幅值增大，进而导致开关管Q的G极电压增大，由于开关管Q的输入端的电压基本不变(比电源2的输出电压VCC_M小一个R3的压降)，因此，开关管Q的栅源极电压差Vgs减小。进而使开关管Q的导通电流减小，最终使电源的输出电流减小，达到抑制过冲电流的目的。
如图5-2所示，电流分流检测电路31采用芯片AD8219实现时，正极输入端+IN通过电容C2连接电阻R3的一端，负极输入端-IN通过电容C3连接电阻R3的另一端，电容C2和C3的作用是隔直，使得所述芯片只对突然增大的脉冲电流进行放大。在芯片AD8219的输出端OUT通过电阻R4连接开关管Q的控制端，电容C4的一端连接所述电阻R4，另一端连接接地端，R4和C4的作用是滤波，滤除上电时产生的脉冲电流。
如图5-2所示，在电阻R4和开关管Q的控制端之间依次连接有二极管D1和电容C5，C5的作用也是隔直，在所述供电电路稳定时，如果电流分流检测电路31输出的电压高于开关管Q的G极电压时，不会对开关管Q的G极产生影响。D1起到单向导通作用，防止开关管Q的G极电压高于电流分流检测电路31输出的电压时，对电流分流检测电路31的电压产生影响。
本实施例提供的信息转换器的供电电路，增加了电流反馈电路，当检测到供电电路中的电流突然增大时，调节开关管控制端的电压，以使开关管的导通电流减小，从而使电源的输出电流减小，抑制电流突然增大，进一步提高了信息转换器供电电路的安全性。
图7是根据一示例性实施例示出的又一种信息转换器的供电电路示意图，该供电电路用于为信息转换器提供工作电压。如图7所示，所述供电电路包括：延时启动电路1、开关管Q、电流反馈电路3和依次启动电路4。
延时启动电路1和电流反馈电路3的电路结构和连接方式请参见上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
信息转换器中包括多个功能模块，每个功能模块能够实现相应的功能，每个功能模块启动时都会产生一个脉冲电流Δi，如果各个功能模块同时启动，则电路中的脉冲电流是每个功能模块单独启动时产生的脉冲电流的总和，导致电路中的脉冲电流过大。采用本实施例提供的依次启动电路4控制各个功能模块逐个启动，以降低电路中的脉冲电流。
所述依次启动电路4包括多个控制开关K，以及控制单元41，其中，控制开关K的数量与信息转换器内的功能模块的数量相同，每个控制开关对应控制一个功能模块，通过控制单元41使控制开关K依次闭合，从而依次闭合各个所述功能模块的供电回路，即各个功能模块依次得电，依次启动，并非同时启动。
假设信息转换器中包括n个功能模块，对应的控制开关K为n个，分别为K1、K2……Kn，则如图7所示，K1的输入端连接开关管Q的输出端，K1的输出端连接功能模块(1)的供电端，K1的控制端连接控制单元41的第1个输出端；K2的输入端连接开关管Q的输出端，K2的输出端连接功能模块(2)的供电端，控制端连接控制单元41的第二输出端；依次类推，Kn的输入端连接开关管Q的输出端，Kn的输出端连接功能模块(n)的供电端，控制端连接控制单元41的第n个输出端。
每个功能模块的启动时间都很短，只有几毫秒。因此，在开关管Q闭合后，控制单元41控制各功能模块依次启动时，按照预设时间间隔(例如10毫秒)依次控制各个控制开关闭合，保证上一功能模块已经启动完成后，再启动下一个功能模块，保证信息转换器的电流缓慢分阶段上升，从而有效地减小了整个信息转换器启动时产生的脉冲电流。
请参见图8和图9，图8是各个功能模块同时启动时启动电流的示意图；图9是各个功能模块依次启动时的启动电流示意图。
假设各个功能模块启动完成后的运行电流分别是I1、I2……In，总的运行电流是I＝I1+I2+……+In；各个功能模块启动时产生的脉冲电流分别是Δi1、Δi2……Δin。
如图8所示，各个功能模块同时启动时，电路中的电流在n个功能模块的运行电流的总和I基础上增加各个脉冲电流ΔI，ΔI＝Δi1+Δi2+……+Δin，其中，n为正整数。
各个功能模块同时启动的方式产生的脉冲电流较大，而且，该脉冲电流叠加在一个较大的电流I的基础上，导致电路中的脉冲电流很大。
如图9所示，每次只启动一个功能模块，这样，电路中的脉冲电流是当前启动的功能模块对应的脉冲电流，且该脉冲电流叠加在电路中的运行电流是已经启动的各个功能模块的运行电流总和的基础上。
例如，当功能模块1启动时，电路中的脉冲电流是功能模块(1)对应的脉冲电流Δi1，电路中总的电流为I1+Δi1；功能模块(2)启动时，电路中的脉冲电流为Δi2，电路中总的电流为I1+I2+Δi2；依次类推，功能模块n启动时，电路中的脉冲电流为Δin，电路中总的电流为I1+I2+……+In+Δin，由此可见，各个功能模块逐个启动产生的脉冲电流远小于同时启动时的脉冲电流，因此，本实施例提供的依次启动电路能够大大减小电路中的脉冲电流，从而提高了供电电路的安全性。
需要说明的是，本实施例提供的依次启动电路还可以通过其它形式的电路实现，凡是能够实现依次控制各个功能模块依次启动的电路均是本发明要保护的范围。
图10是根据一示例性实施例示出了再一种信息转换器的供电电路示意图，该供电电路用于为信息转换器提供工作电压。如图10所示，该供电电路包括：开关管Q、延时启动电路1、电流反馈电路3、依次启动电路4和防电流倒灌电路5。其中，延时启动电路1、电流反馈电路3和依次启动电路4的相关内容请参见与上述实施例中的描述，此处不再赘述。
防电流倒灌电路5串联在电源2的输出端和延时启动电路1的输入端之间，起到单向导通的作用，防止反向电流流通，从而能够防止电源2反接，即电源的正、负极接反。
所述防电流倒灌电路5可以采用单向导通元件(例如，二极管)实现，二极管的阳极连接所述电源2的输出端，阴极连接所述延时启动电路1的输入端，只允许从电源2流出的电流通过。
为了使本实施例提供的防电流倒灌电路满足本安电路的规定，所述防电流倒灌电路5可以采用两个串联的二极管实现，且两个二极管的导通方向相同，因为本质安全电路标准会假定一个二极管失效，当其中的一个二极管失效时，还可以采用另一个二极管防止反向电流，进一步提高了供电电路的安全性。
本实施例提供的信息转换器的供电电路，设置有防电流倒灌电路、延时启动电路、电流反馈电路、依次启动电路和控制电路通断的开关管。电源上电后输出的电压首先经过防电流倒灌电路，防止电源接反产生反向电流；然后，经过延时启动电路控制开关管控制端的电压缓慢变化，使开关管从截止状态缓慢开启，避免即时启动带来大的过冲电流。在开关管导通后，通过依次启动电路，控制信息转换器中的各个功能模块逐个启动，大大减小功能模块启动时的脉冲电流。在信息转换器运行过程中，如果由于某种原因导致电路中的电流突然增大，电流反馈电路能够检测到电流突然增大的变化情况，调节开关管的控制端的电压，使开关管的输入端和控制端之间的电压差减小，从而减小开关管中电流，最终使供电电路中的电流减小。实现了根据反馈回来的电路中的电流变化情况，调节供电电路中的电流，抑制供电电路中的电流快速上升。通过上述的各个电路的共同作用，使信息转换器的供电电路满足本质安全电路的规定。
相应于上述的信息转换器的供电电路实施例，本发明还提供了信息转换器的供电系统，所述供电系统包括上述任一实施例提供的供电电路，以及电源。所述电源可以与所述供电电路集成在一起，可以是独立的电源。当信息转换器应用于含有爆炸性混合气体的环境时，所述电源采用符合本质安全电路的规定。
相应于上述的信息转换器的供电电路实施例，本发明还提供了供电方法实施例。
图11是根据一示例性实施例示出的一种信息转换器的供电方法流程示意图，所述方法用于为信息转换器供电，该方法用于信息转换器的供电系统，所述供电系统至少包括电源和开关管，所述开关管的输入端连接所述电源，输出端连接信息转换器中各个功能模块的供电端。如图11所示，所述方法可以包括以下步骤：
在步骤S11中，检测到电源上电后，调节所述开关管控制端的电压逐渐变化，使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，最终使所述开关管从截止状态转换为导通状态。
该步骤主要通过控制开关管控制端的电压缓慢变化，使开关管由截止状态缓慢导通，延长从电源上电到所述开关管导通的时长。
所述开关管可以采用NMOS管实现，或者其它的具有开关特性的晶体管实现，本发明对此并不限制。
在步骤S12中，在所述开关管导通后，依次控制所述信息转换器内的各个功能模块启动。
每个功能模块的启动时间都很短，只有几毫秒。因此，在开关管闭合后，控制各功能模块依次启动时，按照预设时间间隔(例如10毫秒)依次控制各个控制开关闭合，保证上一功能模块已经启动完成后，再启动下一个功能模块。
可选地，所述方法还可以包括以下步骤：
在步骤S13中，当检测到所述电流增大时，调节所述开关管控制端的电压，以降低所述供电电路中的电流。
本实施例提供的信息转换器供电方法，在电源上电时，控制开关管的控制端的电压缓慢变化，使开关管从截止状态缓慢开启，避免即时启动带来较大的过冲电流。在开关管闭合后，控制信息转换器中的各个功能模块按照预设时间间隔逐个启动，大大减小功能模块启动时的脉冲电流。在信息转换器运行过程中，如果由于某种原因导致电路中的电流突然增大，可以通过调节所述开关管控制端的电压，降低开关管中的电流，从而减小电源输出的电流，实现根据反馈回来的电路中的电流变化情况，调节供电电路中的电流，抑制供电电路中的电流快速上升。采用上述的供电方法，能够避免电源上电时的过冲电流，以及降低信息转换器的功能模块的脉冲电流；进一步的，还能够抑制电路中的突然增大的电流，提高了供电电路的安全性。

Claims (8)

1.一种信息转换器的供电电路，其特征在于，包括延时启动电路和开关管，其中，所述开关管包括输入端、输出端和控制端，所述开关管的输入端连接电源，所述开关管的输出端连接所述信息转换器内的各个功能模块的供电端；
所述延时启动电路包括输入端和输出端，所述延时启动电路的输入端连接所述电源，所述延时启动电路的输出端连接所述开关管的控制端；
所述延时启动电路，用于当所述电源上电时，控制所述延时启动电路输出端的输出电压幅值逐渐变化，使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，最终使所述开关管从截止状态转换为导通状态；
所述供电电路还包括：电流反馈电路，包括第一输入端、第二输入端和输出端；
所述电流反馈电路通过第一输入端和所述第二输入端串联于所述电源和所述开关管的输入端之间，所述电流反馈电路的输出端连接所述开关管的控制端，所述电流反馈电路用于通过所述第一输入端和所述第二输入端检测到供电电路中的电流增大时，调节提供给所述开关管控制端的电压，以降低流经所述开关管的电流。
2.根据权利要求1所述的信息转换器的供电电路，其特征在于，所述延时启动电路为RC延时电路，包括第一电容和第一电阻；
所述第一电容的一端连接所述电源，所述第一电容的另一端通过所述第一电阻连接接地端；所述第一电阻和所述第一电容的公共端连接所述开关管的控制端；
所述延时启动电路用于当所述电源上电时，开始为所述第一电容充电，所述延时启动电路输出端的输出电压在充电时间内逐渐降低，以使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差在充电时间内逐渐增大，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，直到所述第一电容充电结束使所述开关管导通。
3.根据权利要求1所述的信息转换器的供电电路，其特征在于，所述电流反馈电路包括：电流分流检测电路和检测电阻，所述电流分流检测电路包括正极输入端、负极输入端和输出端；
所述检测电阻串联在所述电源和所述开关管的输入端之间；
所述电流分流检测电路通过所述正极输入端和所述负极输入端并联在所述检测电阻的两端，所述正极输入端与所述检测电阻的一端连接的公共端作为所述电流反馈电路的第一输入端，所述负极输入端与所述检测电阻的另一端连接的公共端作为所述电流反馈电路的第二输入端，所述电流分流检测电路的输出端为所述电流反馈电路的输出端；
所述电流分流检测电路通过所述检测电阻上的压降检测到所述供电电路中的电流增大时，所述电流分流检测电路的输出端的电压幅值相应增大，并提供给所述开关管的控制端，以降低流经所述开关管的电流。
4.根据权利要求1所述的信息转换器的供电电路，其特征在于，还包括：串联于所述电源和所述延时启动电路之间的防电流倒灌电路，用于使所述供电电路单向导通。
5.根据权利要求1所述的信息转换器的供电电路，其特征在于，还包括：依次启动控制单元，用于控制节点单元中的各个功能模块分时启动；
所述依次启动控制单元包括：控制单元和多个控制开关，每个控制开关对应一个功能模块；
每个所述控制开关通过输入端和输出端串联于所述开关管的输出端和对应的功能模块之间，所述控制开关的控制端连接所述控制单元的一个控制信号输出端；
所述控制单元用于当检测上一功能模块启动完成时，控制当前功能模块对应的控制开关导通。
6.一种信息转换器的供电系统，其特征在于，包括电源及权利要求1至5任一项所述的信息转换器的供电电路。
7.一种信息转换器的供电方法，用于信息转换器的供电系统，所述供电系统至少包括电源和开关管，其特征在于，包括：
当电源上电时，调节所述开关管的控制端的电压逐渐变化，使所述开关管的控制端与输入端之间的电压差逐渐变化，进而使所述开关管中的电流逐渐增大，最终使所述开关管从截止状态转换为导通状态；
当检测到供电电路中的电流增大时，调节所述开关管控制端的电压，以降低所述供电电路中的电流。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
当检测到所述开关管导通后，依次控制所述信息转换器中的各个功能模块启动。
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