CN106571737A - 一种开关电源的浪涌电流消除电路和开关电源 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种开关元件的浪涌电流消除电路和开关电源，该电路应用于开关电源的输入交流电到输出高压直流电Vo之间，包括限流电阻、开关元件、第一分压电阻和第二分压电阻。当开关电源启动时，整流桥后面的电解电容相当于短路，此时整流桥输出的电流会完全从限流电阻中流过，由于限流电阻的存在使整流桥输出的电流受到限制，从而使电解电容造成的浪涌电流得到消除，进而使后续电路避免受到危害。

Description

一种开关电源的浪涌电流消除电路和开关电源

技术领域

本申请涉及电源技术领域，更具体地说，涉及一种开关电源的浪涌电流消除电路和开关电源。

背景技术

在开关电源的整流桥DB后面一般需要设置一个大容量高压电解电容C1，如图1所示，该电解电容C1的容量大小一般根据该开关电源的输出功率确定。在开关电源上电的瞬间该电解电容C1相当于短路，因此会带来很大的浪涌电流，该浪涌电流会对后续电路造成极大的危害，因此消除该浪涌电流对整个开关电源的稳定正常工作有积极的意义。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种开关电源的浪涌电流消除电路和开关电源，用于消除开关电源启动时电解电容造成的浪涌电流，以避免该浪涌电流对后续电路造成危害。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种开关电源的浪涌电流消除电路，包括限流电阻、开关元件、第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述限流电阻的一端接地、另一端与所述开关电源的整流桥的接地端G相连接；

所述开关元件与所述限流电阻并联，并设置有控制端，当所述控制端的电压低于预设电压阈值时所述开关元件关闭、高于所述预设电压阈值时所述开关元件导通；

所述第一分压电阻的一端与所述整流器的电压输出端N相连接、另一端分别与所述第二分压电阻的一端、所述控制端相连接；

所述第二分压电阻的另一端接地。

可选的，还包括滤波电容，其中：

所述滤波电容的一端与所述控制端相连接、另一端接地。

可选的，所述开关元件为可控硅。

可选的，所述可控硅为双向可控硅。

可选的，所述限流电阻的阻值为5～265欧姆。

可选的，所述第一分压电阻的阻值为47K～1M欧姆，所述第二分压电阻的阻值为470～2K欧姆。

一种开关电源，设置有如上所述的浪涌电流消除电路。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种开关元件的浪涌电流消除电路和开关电源，该电路应用于开关电源的输入交流电到输出高压直流电Vo之间，包括限流电阻、开关元件、第一分压电阻和第二分压电阻。当开关电源启动时，整流桥后面的电解电容相当于短路，此时整流桥输出的电流会完全从限流电阻中流过，由于限流电阻的存在使整流桥输出的电流受到限制，从而使电解电容造成的浪涌电流得到消除，进而使后续电路避免受到危害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种开关电源的电路图；

图2为本申请实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图；

图3为本申请另一实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图；

图4为本申请又一实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图2为本申请实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图。

如图2所示，本实施例提供的浪涌电路消除电路应用于开关电源的输入交流电到输出高压直流Vo之间，包括限流电阻R1、开关元件K、第一分压电阻R2和第二分压电阻R3。

限流电阻R1的一端与开关电源的整流桥DB的接地端G相连接、另一端则接地。

开关元件K与限流电阻R1并联，该开关元件K设置有控制端。当加载到该开关元件K的控制端的电压低于预设电压阈值时关闭，当加载到该控制端的电压高于该预设电压阈值时导通，当导通时会将该限流电阻R1短路。

第一分压电阻R2的一端与整流桥DB的电压输出端N相连接、另一端分别与第二分压电阻R3的一端、开关元件K的控制端相连接。

第二分压电阻R3的另一端接地。

在该开关电源启动时，整流桥DB后面的电解电容C1相当于短路，这时限流电阻R1就会成为整流桥DB的负载，起到限制整流桥DB的输出电流的作用，随着电解电容C1的充电，其电压会慢慢升高，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3构成的分压电路会向开关元件K的控制端输出电压，当输出到该控制端的电压高于预设电压阈值时开关元件K导通，从而将限流电阻R1短路。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种开关元件的浪涌电流消除电路，该电路应用于开关电源的输入交流电到输出高压直流电Vo之间，包括限流电阻、开关元件、第一分压电阻和第二分压电阻。当开关电源启动时，整流桥后面的电解电容相当于短路，此时整流桥输出的电流会完全从限流电阻中流过，由于限流电阻的存在使整流桥输出的电流受到限制，从而使电解电容造成的浪涌电流得到消除，进而使后续电路避免受到危害。

另外，随着电解电容的充电，其电压会慢慢升高，第一分压电阻和第二分压电阻形成的分压电路会向开关元件的控制端输出电压，当输出到该控制端的电压高于预设电压阈值时开关元件导通，将限流电阻短路，开关电源进入正常工作状态。相比与单设置限流电阻的技术方案来说，由于开关元件在开关电源进入正常工作状态后将限流电阻短路，限流电阻不再流过电流，就不会造成电能浪费，且不会因为电流造成发热、危害整个开关电源。这样一来，就可以考虑使用较大阻值的限流电阻，从而使浪涌电流得到更好的抑制消除。

实施例二

图3为本申请另一实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图。

如图3所示，本实施例提供的浪涌电流消除电路是在上一实施例的基础上增设了滤波电容C2。

该滤波电容C2的一端与开关元件K的控制端、即两个分压电阻的连接点相连接，其另一端接地。由于滤波电容C2的存在，可以将整流桥DB输出的直流纹波滤除掉。

开关元件可以选择MOS管、继电器或者可控硅来实现，其中可控硅可以选择单向可控硅或者双向可控硅。下面以单向可控硅为例对本电路进行进一步分析。

实施例三

图4为本申请又一实施例提供的一种开关电源的浪涌电流消除电路的电路图。

如图4所示，本实施例中采用单向可控硅D替代上面实施例中的开关元件K，单向可控硅D的负极与整流桥DB的接地端G相连接、正极接地。

开关电源上电时，由于可控硅D的控制端的电压为0，可控硅D处于断开状态，电路通过电阻R1进行限流，随着控制端的电压逐渐上升，可控硅D导通，从而将限流电阻R1短路，此后由于控制端一直保持着触发电压而会使可控硅D持续导通直到开关电源完全断电，从而达到抑制限流电阻发热的作用。

如开关电源的输入电压为市电85V-265V时，整流桥DB后面的高压大电解电容C1的容量大小根据整个开关电源的输出功率确定，电解电容C1的容量越大启动时的浪涌电流越大，开关电源在上电瞬间，电解电容C1相当于短路，例如我们想要将浪涌电流限制在1-15A，可以通过计算选取合适的限流电阻R1，根据欧姆定律可知R1取值为5Ω-265Ω就可以将浪涌电流限制在要求值内。

假设可控硅D的导通电压为1-5V，即需要第二分压电阻R3或滤波电容C2上的电压为1-5V时，可控硅D才能触发导通，由电阻分压原理可知R3/R2＝1/375-5/120时，即电解电容C1充电电压接近最大值时，可控硅D可触发导通而将电阻R1短路，从效率和能耗的角度考虑，R3和R4的阻值尽量取大，例如R2取47K-1M欧姆，R3取470-2K欧姆。

总之以上各器件的参数可以根据实际电路和要求进行合理选择，同时该电路也不局限于开关电源，在其它需要抑制启动冲击电流的功能性电路中同样适用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种开关电源的浪涌电流消除电路，其特征在于，包括限流电阻、开关元件、第一分压电阻和第二分压电阻，其中：

所述限流电阻的一端接地、另一端与所述开关电源的整流桥的接地端(G)相连接；

所述开关元件与所述限流电阻并联，并设置有控制端，当所述控制端的电压低于预设电压阈值时所述开关元件关闭、高于所述预设电压阈值时所述开关元件导通；

所述第一分压电阻的一端与所述整流器的电压输出端(N)相连接、另一端分别与所述第二分压电阻的一端、所述控制端相连接；

所述第二分压电阻的另一端接地。

2.如权利要求1所述的浪涌电流消除电路，其特征在于，还包括滤波电容，其中：

所述滤波电容的一端与所述控制端相连接、另一端接地。

3.如权利要求1或2所述的浪涌电流消除电路、其特征在于，所述开关元件为可控硅。

4.如权利要求3所述的浪涌电流消除电路、其特征在于，所述可控硅为双向可控硅。

5.如权利要求3所述的浪涌电流消除电路，其特征在于，所述限流电阻的阻值为5～265欧姆。

6.如权利要求3所述的浪涌电流消除电路，其特征在于，所述第一分压电阻的阻值为47K～1M欧姆，所述第二分压电阻的阻值为470～2K欧姆。

7.一种开关电源，其特征在于，设置有如权利要求1～6任一项所述的浪涌电流消除电路。