CN106026626A - 一种基于rc延时电路的浪涌电流抑制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，属于浪涌电路抑制电路领域，要解决的技术问题为如何通过延时控制的方式限制浪涌电流，且保证电源的效率及质量；其结构包括与输入电容并联的RC延时电路、与输入电容串联的MOS管Q以及与输入电容串联的限流电阻R1，RC延时电路与MOS管Q的栅极连接，限流电阻R1的一端与MOS管Q的源极连接，限流电阻R1的另一端与MOS管Q的漏极连接，RC延时电路能够控制MOS管Q和限流电阻R1的选择性通断。本发明可防止浪涌电流对ATX电源的损坏，同时能延长板级滤波电容的使用寿命，提高电源稳定性。

Description

一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器

技术领域

本发明涉及浪涌电路抑制电路，具体地说是一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器。

背景技术

在常用的电源中，开关电源以其高效可靠的供电特性得到广泛应用，一般可满足设计要求。但是在工业设计中存在一些问题，即很多开关电源特别是大功率开关电源，都存在一个缺点：在加电瞬间要汲取一个较大的电流，这个浪涌电流可能达到电源静态工作电流的1O倍～100倍。浪涌电流浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。由此，至少有可能产生两个方面的问题：第一，如果直流电源不能供给足够的启动电流，开关电源可能进入一种锁定状态而无法启动；第二，这种浪涌电流可能造成输入电源电压的降低，足以引起使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电。

传统的输入浪涌电流限制方法是串联负温度系数热敏限流电阻器(NTC)，然而这种简单的方法具有很多缺点：如NTC电阻器的限流效果受环境温度影响较大、限流效果在短暂的输入主电网中断(约几百毫秒数量级)时只能部分地达到、NTC电阻器的功率损耗降低了开关电源的转换效率。

浪涌电流产生的原因：开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。综上发现浪涌电流的产生主要是容性器件在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗，从而需要汲取较大的输入电流导致的。要解决这个问题有两种方案，一种是从源头上抑制，即减小输入电容的容值，从而获得较大的输入阻抗，这种方法会导致输入电源的噪声较大，影响电源质量；另一种是采用限流的方式，但单纯的限流必然会导致电源转换效率的降低，这是电源设计中所不允许的。

如何通过延时控制的方式限制浪涌电流，且保证电源的效率及质量，是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，来解决的问题为如何通过延时控制的方式限制浪涌电流，且保证电源的效率及质量。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，包括与输入电容并联的RC延时电路、与输入电容串联的MOS管Q以及与输入电容串联的限流电阻R1，RC延时电路与MOS管Q的栅极连接，限流电阻R1的一端与MOS管Q的源极连接，限流电阻R1的另一端与MOS管Q的漏极连接，RC延时电路能够控制MOS管Q和限流电阻R1的选择性通断。

RC延时电路包括电阻R2、电容C1、电阻R3以及二极管D1，电阻R2与电容C1串联连接，二极管D1并联连接在电阻R2上，且二极管D1的正极连接在电阻R2与电容C1之间，电阻R3并联连接在电容C1上，MOS管Q的栅极连接在电阻R2与电容C1之间。

MOS管Q为N沟道MOS管，MOS管Q的漏极与输入电容的负极连接。

MOS管Q的源极与漏极之间连接有稳压二极管D2，稳压二极管D2的正极与MOS管Q的源极连接，稳压二极管D2的负极与MOS管Q的漏极连接。、

MOS管Q与RC延时电路之间连接有稳压二极管D3，稳压二极管D3的负极连接在电阻R2和电容C1之间，稳压二极管D3的正极与MOS管的源极连接。

本发明的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器具有以下优点：并联连接的限流电阻R1和MOS管Q均分别与输入电容串联连接，与输入电容并联连接的RC延时电路与MOS管Q的栅极连接，开始为输入电容充电时，MOS管Q栅极电压缓慢上升，MOS管Q关断，通过限流电阻R1将电容充电电流限制在允许的范围内；当MOS管Q栅极电压上升到开启电压后，MOS管Q导通，系统正常供电，该浪涌电流抑制器放置于板级直流电源输入端，可有效防止浪涌电流对ATX（英文全称为ATX Power Supply，作用是把交流220V的电源转换为计算机内部使用的直流5V，12V，24V的电源）电源的损坏，同时能延长板级滤波电容的使用寿命，提高电源稳定性；同时在MOS管Q的源极和漏极之间连接有二极管D2，可防止MOS管Q被高压击穿，保护了MOS管Q；在MOS管Q与RC延时电路之间连接有稳压二极管D3，保护了该浪涌抑制器的安全。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器的原理框图；

　　附图2为一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器的电路图。

具体实施方式

　　参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器作以下详细地说明。

实施例：

如图1、2所示，在开关电源的供电线路上，输入电容包括并联连接的电容C2和电容C3，电容C2和电容C3连接在电源输入端作为滤波电容。电磁继电器J12与输入电容并联，电磁继电器J12的一端与电源输入端连接，另一端接地。

本发明的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器,包括与输入电容并联的RC延时电路、与输入电容串联的MOS管Q以及与输入电容串联的限流电阻R1，RC延时电路与MOS管Q的栅极连接，限流电阻R1的一端与MOS管Q的源极连接，限流电阻R1的另一端与MOS管Q的漏极连接，RC延时电路能够控制MOS管Q和限流电阻R1的选择性通断。

输入电容包括并联连接的电容C2和电容C3，电容C2和电容C3连接在电源输入端作为滤波电容。

电磁开关J12与输入电容并联，电磁开关J12的一端与电源输入端连接，另一端接地。

RC延时电路包括电阻R2、电容C1、电阻R3以及二极管D1，电阻R2的第一端与电源输入端连接，电阻R2的第二端与电容C1的第一端串联连接，电容C1的第二端接地，二极管D1并联连接在电阻R2上，且二极管D1的负极与电源输入端连接，二极管D1的正极与电阻R2的第二端及电容C1的第一端连接，电阻R3并联连接在电容C1上，MOS管Q的栅极与电阻R2的第二端及电容C1的第一端连接。

该MOS管Q 为N沟道MOS管，MOS管Q的漏极与输入电容的负极连接，MOS管Q的源极接地。

限流电阻R1和MOS管并联，限流电阻R1的第一端与输入电容的负极连接，限流电阻R1的第二端接地，限流电阻R1用于在上电瞬间为供电线路限流。

在MOS管Q的源极与漏极之间连接有稳压二极管D2，稳压二极管D2的正极与MOS管Q的源极连接，稳压二极管D2的负极与MOS管的漏极连接，可防止MOS管被高压击穿。

在MOS管Q与RC延时电路之间连接有稳压二极管D3，稳压二极管D3的正极与MOS管的源极连接，稳压二极管D3的负极与电容C1的第一端及电阻R1的第二端连接。

本发明一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器的工作原理为：上电瞬间，MOS管Q的栅极电压缓慢上升，MOS管Q关断，通过限流电阻R1将输入电容充电电流限制在允许的范围内，当MOS管Q的栅极电压上升到开启电压后，MOS管导通，供电线路正常供电。使用时，将该浪涌电流抑制器连接在板级直流电源输入端，可有效防止浪涌电流对ATX电源的损坏，同时可延长板级滤波电容的使用寿命，提高电源的稳定性。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1.一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，其特征在于包括与输入电容并联的RC延时电路、与输入电容串联的MOS管Q以及与输入电容串联的限流电阻R1，RC延时电路与MOS管Q的栅极连接，限流电阻R1的一端与MOS管Q的源极连接，限流电阻R1的另一端与MOS管Q的漏极连接，RC延时电路能够控制MOS管Q和限流电阻R1的选择性通断。

2.根据权利要求2所述的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，其特征在于RC延时电路包括电阻R2、电容C1、电阻R3以及二极管D1，电阻R2与电容C1串联连接，二极管D1并联连接在电阻R2上，且二极管D1的正极连接在电阻R2与电容C1之间，电阻R3并联连接在电容C1上，MOS管Q的栅极连接在电阻R2与电容C1之间。

3.根据权利要求2所述的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，其特征在于MOS管Q为N沟道MOS管，MOS管Q的漏极与输入电容的负极连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，其特征在于MOS管Q的源极与漏极之间连接有稳压二极管D2，稳压二极管D2的正极与MOS管Q的源极连接，稳压二极管D2的负极与MOS管Q的漏极连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于RC延时电路的浪涌电流抑制器，其特征在于MOS管Q与RC延时电路之间连接有稳压二极管D3，稳压二极管D3的负极连接在电阻R2和电容C1之间，稳压二极管D3的正极与MOS管的源极连接。