CN105827103B - 一种预防冲击电流的电路和供电电源 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种预防冲击电流的电路和供电电源，该电路可以设置在用电设备端，也可以设置在供电电源端。该预防冲击电流的电路中的第一可控开关的输入端连接传输电路的第一端，第一可控开关的输出端连接传输电路的第二端，传输电路的第一端连接供电电源的一个输出端，传输电路的第三端为所述预防冲击电流的电路的输出端；在供电电源通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，传输电路中有电流流过；检测电路，用于在所述传输电路中有电流流过时，控制第二可控开关导通；控制电路，用于在第二可控开关导通时，控制第一可控开关的输入端与第一可控开关的控制端之间的电压差由零增大至预设电压。

Description

一种预防冲击电流的电路和供电电源

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种预防冲击电流的电路和供电电源。

背景技术

为了抑制电源与用电设备接触的瞬间产生的冲击电流(inrush current)，在大功率的用电场合将用电设备与负温度系数(NTC，Negative Temperature Coefficient)电阻串接，在小功率的用电场合中在用电设备中增加软启动电路。

在大功率的用电场合中，当NTC电阻与用电设备串接后再由电源供电时，由于没有电流流过时，NTC电阻的阻值较大，当NTC电阻与用电设备串接后与电源接触的瞬间，由于NTC电阻的阻值较大，因此，流过NTC电阻与用电设备的电流较小，NTC电阻也因为其上流过的电流而发热，这会使得NTC电阻的温度升高，从而使得NTC电阻的阻值降低，进而使得流过用电设备的电流慢慢增大。这也就是说，要利用NTC电阻控制用电设备上的电流由小慢慢增大，NTC电阻需要消耗一部分额外的功率使得自身发热以提高自身的温度，另外，由于NTC电阻需要发热提高自身的温度，因此，NTC电阻需要用在大功率用电场合中，不能用在小功率的用电场合中。

在小功率的用电场合中，用电设备端的软启动电路是通过一个限流电阻对电容充电，使得电容两端的压降缓慢增大，并利用电容两端的压降控制一个开关管缓慢导通，从而达到电流缓慢变大、消除冲击电流的目的。由于电源供电时，软启动电路中的电容的两端的压降会缓慢增大，从而使得流过用电设备的电流缓慢增大，因此，软启动电路不能设置在供电电源端，否则，软启动电路中的电容两端的电压不再变化，软启动电路不能控制用电设备上的电流缓慢增大。

综上所述，现有的软启动电路仅能设置在用电设备端，不能设置在供电电源端。

发明内容

本发明实施例提供了一种预防冲击电流的电路和供电电源，该电路可以设置在用电设备端，也可以设置在供电电源端。

第一方面，提供一种预防冲击电流的电路，包括检测电路、第一可控开关、第二可控开关、传输电路和控制电路；

所述第一可控开关的输入端连接所述传输电路的第一端，所述第一可控开关的输出端连接所述传输电路的第二端，所述传输电路的第一端连接供电电源的一个输出端，所述传输电路的第三端为所述预防冲击电流的电路的输出端；在供电电源通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，所述传输电路中有电流流过；

所述检测电路，用于在所述传输电路中有电流流过时，控制第二可控开关导通；

所述控制电路，用于在所述第二可控开关导通时，控制所述第一可控开关的输入端与所述第一可控开关的控制端之间的电压差由零增大至预设电压。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述检测电路还用于，在所述传输电路中没有电流流过时，控制第二可控开关关断；其中，在供电电源停止通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，所述传输电路中没有电流流过。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述控制电路还用于，在所述第二可控开关关断时，控制所述第一可控开关的输入端与所述第一可控开关的控制端之间的电压差由所述预设电压减小至零。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述检测电路具体用于：检测所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差，在所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差为零时，控制第二可控开关关断，并在所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差为不为零时，控制第二可控开关导通。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述检测电路具体用于：检测所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差，在所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差为零时，控制第二可控开关关断，并在所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差为不为零时，控制第二可控开关导通。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述传输电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的一端为所述传输电路的第一端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，所述第一电阻中与所述第二电阻相连的一端为所述传输电路的第二端，所述第二电阻的另一端为所述传输电路的第三端。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述传输电路包括第三电阻和第一电容；所述第三电阻的一端为所述传输电路的第三端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第三电阻中与所述第一电容相连的一端为所述传输电路的第二端，所述第一电容的另一端为所述传输电路的第一端。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述控制电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容；所述第四电阻与所述第二电容并联，并联后的一端连接所述传输电路的第一端，并联后的另一端连接所述第一可控开关的控制端，所述第五电阻的一端连接所述第一可控开关的控制端，所述第五电阻的另一端通过所述第二可控开关连接所述供电电源的另一个输出端。

第二方面，提供一种供电电源，包括本发明实施例提供的预防冲击电流的电路。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种预防冲击电流的电路和供电电源，无论该电路设置在用电设备端，还是设置在供电电源端，只要该电路中的传输电路的第一端连接了供电电源的输出端，该电路的输出端与用电设备接通时，供电电源通过预防冲击电流的电路与用电设备构成回路，传输电路中有电流流过，检测电路控制第二可控开关导通，而在第二可控开关导通时，控制电路控制第一可控开关的输入端与其控制端之间的电压差由零增大至预设电压，因此，第一可控开关由不导通逐渐变为完全导通，使得传输电路的第一端与第二端由间接相连变为直接相连，供电电源通过预防冲击电流的电路输出至用电设备的电流由小变大，从而避免了供电电源与用电设备接触的瞬间产生冲击电流。

附图说明

图1为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之四；

图5为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之五；

图6为本发明实施例提供的预防冲击电流的电路的结构示意图之六。

具体实施方式

本发明实施例提供的预防冲击电流的电路和供电电源，在供电电源通过该电路为用电设备供电时，传输电路中有电流流过，检测电路控制第二可控开关导通，此时控制电路控制第一可控开关的输入端与其控制端之间的电压差由零增大至预设电压，因此，第一可控开关由不导通逐渐变为完全导通，使得传输电路的第一端与第二端由间接相连变为直接相连，供电电源通过预防冲击电流的电路输出至用电设备的电流由小变大，从而避免了供电电源与用电设备接触的瞬间产生冲击电流。

下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的一种预防电流冲击的电路和供电电源的具体实施方式进行说明。

本发明实施例提供的一种预防电流冲击的电路，如图1或图2所示，包括检测电路11、第一可控开关13、第二可控开关15、传输电路12和控制电路14；

第一可控开关13的输入端连接传输电路12的第一端1，第一可控开关13的输出端连接传输电路12的第二端2，传输电路12的第一端1连接供电电源的一个输出端IN+，传输电路12的第三端3为所述预防冲击电流的电路的输出端OUT；在供电电源通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，传输电路12中有电流流过；

检测电路11，用于在传输电路12中有电流流过时，控制第二可控开关15导通；

控制电路14，用于在第二可控开关15导通时，控制第一可控开关13的输入端与第一可控开关13的控制端之间的电压差由零增大至预设电压，从而使得第一可控开关13由不导通逐渐变为完全导通，使得传输电路12的第一端1与传输电路12的第二端2直接相连，进而使供电电源通过预防冲击电流的电路输出至用电设备的电流由小变大。

进一步地，图1或图2所示的预防电流冲击的电路中的检测电路11还用于，在传输电路12中没有电流流过时，控制第二可控开关15关断；其中，在供电电源停止通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，传输电路12中没有电流流过。

因此，在供电电源与预防冲击电流的电路断开，或者用电设备与预防冲击电流的电路断开，也就是供电电源与用电设备之间的回路断开，传输电路12中不再有电流流过，检测电路11控制第二可控开关15关断。

进一步地，图1或图2所示的预防电流冲击的电路中的控制电路14还用于，在第二可控开关15关断时，控制第一可控开关13的输入端与第一可控开关13的控制端之间的电压差由所述预设电压减小至零，因此，第一可控开关13由完全导通逐渐变为不导通，从而使得传输电路12的第一端1与传输电路12的第二端2由直接相连变为间接相连。

可选地，图1所示的预防电流冲击的电路中的检测电路11具体用于：检测传输电路12的第一端1与传输电路12的第三端3之间的电压差，在传输电路12的第一端1与传输电路12的第三端3之间的电压差为零时，传输电路12中没有电流流过，控制第二可控开关15关断，并在传输电路12的第一端1与传输电路12的第三端3之间的电压差为不为零时，传输电路12中有电流流过，控制第二可控开关15导通。

可选地，图2所示的预防电流冲击的电路中的检测电路11具体用于：检测传输电路12的第二端2与传输电路12的第三端3之间的电压差，在传输电路12的第二端2与传输电路12的第三端3之间的电压差为零时，传输电路12中没有电流流过，控制第二可控开关15关断，并在传输电路12的第二端2与传输电路12的第三端3之间的电压差为不为零时，传输电路12中有电流流过，控制第二可控开关15导通。

也就是说，图1所示的预防电流冲击的电路中的检测电路11是通过传输电路12的第一端1与传输电路12的第三端3之间的电压差来判断传输电路12中是否有电流流过；而图2所示的预防电流冲击的电路中的检测电路11是通过传输电路12的第一端1与传输电路12的第三端3之间的电压差来判断传输电路中是否有电流流过；在第一可控开关完全导通，即传输电路12的第一端1与传输电路12的第二端2直接相连时，这两种判断方式是等价的。

另外，由于本发明实施例提供的预防电流冲击的电路不需要根据NTC电阻的温度来控制供电电源传输给用电设备的电流的大小，因此，该预防电流冲击的电路需要消耗的额外的能量较小。

可选地，本发明实施例提供的预防电流冲击的电路如图3或图4所示，传输电路包括第一电阻R1和第二电阻R2；

第一电阻R1的一端为传输电路的第一端，第一电阻R1的另一端连接第二电阻R2的一端，第一电阻R1中与第二电阻R2相连的一端为传输电路的第二端，第二电阻R2的另一端为传输电路的第三端。

这样，在供电电源通过预防电流冲击的电路为用电设备开始供电开始时刻，第一可控开关关断，因此，电流通过第一电阻和第二电阻传输，而在第一可控开关完全导通之前，电流既通过第一电阻和第二电阻传输，还通过第一可控开关和第二电阻传输，在第一可控开关完全导通后，第一可控开关会将第一电阻短路，从而使得电流仅通过第一可控开关和第二电阻传输。

可选地，本发明实施例提供的预防电流冲击的电路如图5或图6所示，传输电路包括第三电阻R3和第一电容C1；

第三电阻R3的一端为传输电路的第三端，第三电阻R3的另一端连接第一电容C1的一端，第三电阻R3中与第一电容C1相连的一端为传输电路的第二端，第一电容C1的另一端为传输电路的第一端。

这样，在供电电源通过预防电流冲击的电路为用电设备开始供电开始时刻，第一可控开关关断，因此，电流通过第一电容和第三电阻传输，而在第一可控开关完全导通之前、且第一电容完成充电之前，电流既通过第一电容和第三电阻传输，还通过第一可控开关和第三电阻传输，在第一电容完成充电之后，电流仅通过第一可控开关和第三电阻传输。

可选地，本发明实施例提供的预防电流冲击的电路如图3～图6任一所示，控制电路包括第四电阻R4、第五电阻R5和第二电容C2；第四电阻R4与第二电容C2并联，并联后的一端连接传输电路的第一端，并联后的另一端连接第一可控开关13的控制端，第五电阻R5的一端连接第一可控开关13的控制端，第五电阻R5的另一端通过第二可控开关15连接供电电源的另一个输出端IN-。

这样，在供电电源通过预防电流冲击的电路为用电设备开始供电开始时刻，第二可控开关导通，第二电容开始充电，其中第二电容充电的速度取决于第五电阻的阻值大小，第五电阻的阻值越大，第二电容的充电速度就越慢；随着第二电容不断充电，第二电容两端的电压差也在不断增大，也就是说第一可控开关的输入端与第一可控开关的控制端之间的电压差在不断增大，在增大到预设电压后，第一可控开关完全导通，其中，预设电压为其中，R₄为第四电阻R4的阻值，R₅为第五电阻R5的阻值，V_IN+为供电电源端的一个输出端的电压，V_IN-为供电电源端的另一个输出端的电压。

在供电电源停止通过预防电流冲击的电路为用电设备供电的起始时刻，第二可控开关关断，第二电容开始放电，其中第二电容放电的速度取决于第四电阻的阻值大小，第四电阻的阻值越大，第二电容的放电速度就越慢；随着第二电容不断放电，第二电容两端的电压差也在不断减小，也就是说第一可控开关的输入端与第一可控开关的控制端之间的电压差在不断减小，在减小到零后，第一可控开关关断。

其中，第一可控开关可以为场效应管、并联体二极管的场效应管等能够实现第一可控开关的功能的管子。第二可控开关可以为三极管、场效应管等能够实现第二可控开关的功能的管子。检测电路可以为比较器、触发器、片上系统等能够实现检测电路功能的电路。

本发明实施例提供的预防冲击电流的电路可以应用在不能够热插拔的设备上，或者应用在为不能够热插拔的设备供电的电源中。本发明实施例提供的预防冲击电流的电路可以替代现有技术中的NTC电阻和软启动电路。

本发明实施例提供的供电电源包括本发明实施例提供的预防冲击电流的电路。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种预防冲击电流的电路，其特征在于，包括检测电路、第一可控开关、第二可控开关、传输电路和控制电路；

所述第一可控开关的输入端连接所述传输电路的第一端，所述第一可控开关的输出端连接所述传输电路的第二端，所述传输电路的第一端连接供电电源的一个输出端，所述传输电路的第三端为所述预防冲击电流的电路的输出端；在供电电源通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，所述传输电路中有电流流过；

所述检测电路，用于在所述传输电路中有电流流过时，控制第二可控开关导通；

所述控制电路，用于在所述第二可控开关导通时，控制所述第一可控开关的输入端与所述第一可控开关的控制端之间的电压差由零增大至预设电压。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述检测电路还用于，在所述传输电路中没有电流流过时，控制第二可控开关关断；其中，在供电电源停止通过所述预防冲击电流的电路为用电设备供电时，所述传输电路中没有电流流过。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述控制电路还用于，在所述第二可控开关关断时，控制所述第一可控开关的输入端与所述第一可控开关的控制端之间的电压差由所述预设电压减小至零。

4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述检测电路具体用于：

检测所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差，在所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差为零时，控制第二可控开关关断，并在所述传输电路的第一端与所述传输电路的第三端之间的电压差为不为零时，控制第二可控开关导通。

5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述检测电路具体用于：

检测所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差，在所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差为零时，控制第二可控开关关断，并在所述传输电路的第二端与所述传输电路的第三端之间的电压差为不为零时，控制第二可控开关导通。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述传输电路包括第一电阻和第二电阻；

所述第一电阻的一端为所述传输电路的第一端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，所述第一电阻中与所述第二电阻相连的一端为所述传输电路的第二端，所述第二电阻的另一端为所述传输电路的第三端。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述传输电路包括第三电阻和第一电容；

所述第三电阻的一端为所述传输电路的第三端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第三电阻中与所述第一电容相连的一端为所述传输电路的第二端，所述第一电容的另一端为所述传输电路的第一端。

8.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述控制电路包括第四电阻、第五电阻和第二电容；

所述第四电阻与所述第二电容并联，并联后的一端连接所述传输电路的第一端，并联后的另一端连接所述第一可控开关的控制端，所述第五电阻的一端连接所述第一可控开关的控制端，所述第五电阻的另一端通过所述第二可控开关连接所述供电电源的另一个输出端。

9.一种供电电源，其特征在于，包括如权利要求1～8任一所述的预防冲击电流的电路。