CN110247541A - 可抑制冲击电流的供电电路 - Google Patents

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Abstract

一种可抑制冲击电流的供电电路，包括第一控制单元、第一开关单元、第二开关单元、第二控制单元及限流单元。第一开关单元、第二开关单元分别电连接于电压输入端与负载之间，第一控制单元用于控制所述第一开关单元导通与关断，第二控制单元用于在所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通的时刻前控制所述第二开关单元导通，以对负载中的电容进行预充电至预设电压，限流单元用于限制对电容进行预充电时的电流大小。当所述电容的电压大于预设电压后，所述第二控制单元控制所述第二开关单元关断，所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通，以通过所述第一开关单元对所述负载进行供电。上述供电电路，其可有效抑制冲击电流的产生，且成本低廉。

Description

可抑制冲击电流的供电电路
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种可抑制冲击电流的供电电路。
背景技术
现有电子设备的电源电路可能会存在大量容性负载，当大容量容性负载的电源开关导通后会瞬间会产生几倍至几十倍于正常工作电流的冲击电流。冲击电流在产品设计和测试过程中会产生很多硬件或者软件异常问题，不仅影响产品的稳定性，严重时还会导致元器件烧坏，产品失效。为了抑制冲击电流，常用的做法是提高电路元件的额定电流来应对冲击电流的影响，此种方式会造成成本提高。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可抑制冲击电流的供电电路，其可有效消除冲击电流的危害，且成本低廉。
本发明一实施方式提供一种可抑制冲击电流的供电电路，包括第一控制单元及电连接于电压输入端与负载之间的第一开关单元，所述第一控制单元用于控制所述第一开关单元导通与关断，所述负载包括一电容。所述供电电路还包括：第二开关单元，电连接于所述电压输入端与所述负载之间；第二控制单元，电连接于所述第二开关单元，用于在所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通的时刻前控制所述第二开关单元导通，以对所述电容进行预充电至预设电压；及限流单元，与所述第二开关单元串联连接，用于限制对所述电容进行预充电时的电流大小；其中，当所述电容的电压大于所述预设电压后，所述第二控制单元控制所述第二开关单元关断，所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通，以通过所述第一开关单元对所述负载进行供电。
优选地，当所述第一控制单元在第一时间控制所述第一开关单元导通时，所述第二控制单元用于在第二时间控制所述第二开关单元导通，其中，所述第二时间为所述第一时间向前计一预设时间。
优选地，所述第二开关单元包括：
第一开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第二控制单元，所述第一端电连接于所述电压输入端；
第一电阻，电连接于所述第一开关管的控制端与所述第一开关管的第二端之间；及
第二开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第一开关管的控制端，所述第一端电连接于所述电容，所述第二端电连接于所述第一开关管的第二端。
优选地，所述第一开关管及所述第二开关管为P沟道场效应晶体管，所述第一开关管及所述第二开关管的控制端为P沟道场效应晶体管的栅极，所述第一开关管及所述第二开关管的第一端为P沟道场效应晶体管的漏极，所述第一开关管及所述第二开关管的第二端为P沟道场效应晶体管的源极。
优选地，所述限流单元包括第二电阻，所述第二电阻的一端电连接于所述第二开关管的第一端，所述第二电阻的另一端电连接于所述电容。
优选地，所述第二控制单元包括：
比较器，包括正相输入端、反相输入端及输出端，所述正相输入端电连接于所述电容，所述输出端电连接于所述第二开关单元；及
可调稳压管，正极接地，负极电连接于所述比较器的反相输入端。
优选地，所述第二控制单元包括计时器单元，所述计时器单元用于在一设定时间内控制所述第二开关单元导通。
与现有技术相比，上述可抑制冲击电流的供电电路，可以实现在给容性负载供电时，有效地抑制冲击电流的产生，提高了产品的稳定性，且成本低廉。
附图说明
图1是本发明可抑制冲击电流的供电电路的一实施方式的运用环境图。
图2是本发明可抑制冲击电流的供电电路的一实施方式的功能模块图。
图3是本发明可抑制冲击电流的供电电路的一实施方式的电路图。
图4是本发明可抑制冲击电流的供电电路的另一实施方式的电路图。
主要元件符号说明
第一控制单元 10
第一开关单元 20
第二开关单元 30
第二控制单元 40
限流单元 50
负载 60
供电电路 100
电子设备 200
计时器单元 402
电容 C1
第一至第三开关管 Q1、Q2、Q3
第一至第二电阻 R1、R2
比较器 CP1
可调稳压管 D1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1-2，本发明一实施方式提供一种可抑制冲击电流的供电电路100，可以运用在电子设备200中，所述电子设备200可以是服务器、电脑、家用电器等设备。
所述供电电路100包括第一控制单元10、第一开关单元20、第二开关单元30、第二控制单元40及限流单元50。所述第一开关单元20电连接于电压输入端VCC与负载60之间，所述第一控制单元10用于控制所述第一开关单元20导通与关断。当所述第一控制单元10控制所述第一开关单元20导通时，所述电压输入端VCC可以对所述负载60供电，当所述第一控制单元10控制所述第一开关单元20关断时，所述负载60与所述电压输入端VCC断开连接。所述负载60可以是所述电子设备200中的一子模块或一电子元件，所述负载60优选为一容性负载。
以下以所述负载60包括一电容C1(如图3所示)为例进行举例说明。所述第二开关单元30电连接于所述电压输入端VCC与所述负载60之间。所述第二控制单元40电连接于所述第二开关单元30，所述第二控制单元40用于在所述第一控制单元10控制所述第一开关单元20导通的时刻前控制所述第二开关单元30导通，以对所述电容C1进行预充电至预设电压。所述限流单元50与所述第二开关单元30串联连接，所述限流单元50用于限制对所述电容C1进行预充电时的电流大小。其中，当所述电容C1的电压大于所述预设电压后，所述第二控制单元40控制所述第二开关单元30关断，所述第一控制单元10控制所述第一开关单元20导通，以通过所述第一开关单元20对所述负载60进行供电。通过上述方式，可以实现在所述第一开关单元20导通前，所述电容C1已经进行预充电，进而可以消除冲击电流，又不影响供电时序。
在一实施方式中，所述预设电压可以根据实际运用场景进行设定。举例而言，若所述电压输入端VCC的电压值为12V，所述预设电压可以为3V。
在一实施方式中，当所述第一控制单元10在第一时间t1控制所述第一开关单元20导通时，所述第二控制单元40用于在第二时间t2控制所述第二开关单元30导通，进而实现在所述第一开关单元20导通前，所述电容C1已经进行预充电。所述第二时间t2优选为所述第一时间t1向前计一预设时间。所述预设时间可以根据实际运用场景进行设定，所述预设时间的设定能确保在第一控制单元10控制所述第一开关单元20导通时，所述电容C1已被预充电至所述预设电压即可。例如所述预设时间可以是几十微秒。
请同时参阅图3，所述第一开关单元20包括第一开关管Q1。所述第一开关管Q1包括控制端、第一端及第二端。所述第一开关管Q1的控制端电连接于所述第一控制单元10，所述第一开关管Q1的第一端电连接于所述电压输入端VCC，所述第一开关管Q1的第二端电连接于所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端接地。当所述第一控制单元10输出高电平至所述第一开关管Q1的控制端时，所述第一开关管Q1导通，当所述第一控制单元10输出低电平至所述第一开关管Q1的控制端时，所述第一开关管Q1截止。所述第一开关管Q1可以是场效应晶体管。
所述限流单元50包括第一电阻R1。所述第二开关单元30包括第二开关管Q2、第二电阻R2及第三开关管Q3。所述第二开关管Q2包括控制端、第一端及第二端。所述第二开关管Q2的控制端电连接于所述第二控制单元40，所述第二开关管Q2的第一端电连接于所述电压输入端VCC，所述第二开关管Q2的第二端电连接于所述第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端电连接于所述第二开关管Q2的控制端。所述第三开关管Q3包括控制端、第一端及第二端。所述第三开关管Q3的控制端电连接于所述第二开关管Q2的控制端，所述第三开关管Q3的第一端电连接于所述第一电阻R1的一端，所述第三开关管Q3的第二端电连接于所述第二开关管Q2的第二端，所述第一电阻R1的另一端电连接于所述电容C1的一端。
在一实施方式中，所述第二控制单元40包括计时器单元402，所述计时器单元402用于在一设定时间内控制所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3导通，进而实现对所述电容C1进行预充电。
在一实施方式中，所述第一控制单元10与所述第二控制单元40可以整合至一控制芯片，可以通过控制芯片的两个GPIO引脚来替代所述第一控制单元10与所述第二控制单元40来控制所述第一开关管Q1、所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3的导通与截止。所述控制芯片可以是MCU、CPLD等芯片。
在一实施方式中，如图4所示，所述第二控制单元40还可以包括比较器CP1及可调稳压管D1。比较器CP1包括正相输入端、反相输入端及输出端。所述比较器CP1的反相输入端电连接于所述可调稳压管D1的负极，所述比较器CP1的正相输入端电连接于所述电容C1的一端，所述比较器CP1的输出端电连接于所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3的控制端，所述可调稳压管D1的正极接地。所述可调稳压管D1的稳压值优选等于所述预设电压，进而可以实现在对所述电容C1进行预充电至所述预设电压时，自动切断所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3。所述可调稳压管D1可以是可调三端稳压管。
在一实施方式中，所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3优选为P沟道场效应晶体管。所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3的控制端为P沟道场效应晶体管的栅极，所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3的第一端为P沟道场效应晶体管的漏极，所述第二开关管Q2及所述第三开关管Q3的第二端为P沟道场效应晶体管的源极。
上述可抑制冲击电流的供电电路，可以实现在给容性负载供电时，有效地抑制冲击电流的产生，提高了产品的稳定性，且成本低廉。
对本领域的技术人员来说，可以根据本发明的发明方案和发明构思结合生产的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明所公开的范围。

Claims (7)

1.一种可抑制冲击电流的供电电路，包括第一控制单元及电连接于电压输入端与负载之间的第一开关单元，所述第一控制单元用于控制所述第一开关单元导通与关断，所述负载包括一电容，其特征在于，所述供电电路还包括：
第二开关单元，电连接于所述电压输入端与所述负载之间；
第二控制单元，电连接于所述第二开关单元，用于在所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通的时刻前控制所述第二开关单元导通，以对所述电容进行预充电至预设电压；及
限流单元，与所述第二开关单元串联连接，用于限制对所述电容进行预充电时的电流大小；
其中，当所述电容的电压大于所述预设电压后，所述第二控制单元控制所述第二开关单元关断，所述第一控制单元控制所述第一开关单元导通，以通过所述第一开关单元对所述负载进行供电。
2.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，当所述第一控制单元在第一时间控制所述第一开关单元导通时，所述第二控制单元用于在第二时间控制所述第二开关单元导通，其中，所述第二时间为所述第一时间向前计一预设时间。
3.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二开关单元包括：
第一开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第二控制单元，所述第一端电连接于所述电压输入端；
第一电阻，电连接于所述第一开关管的控制端与所述第一开关管的第二端之间；及
第二开关管，包括控制端、第一端及第二端，所述控制端电连接于所述第一开关管的控制端，所述第一端电连接于所述电容，所述第二端电连接于所述第一开关管的第二端。
4.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述第一开关管及所述第二开关管为P沟道场效应晶体管，所述第一开关管及所述第二开关管的控制端为P沟道场效应晶体管的栅极，所述第一开关管及所述第二开关管的第一端为P沟道场效应晶体管的漏极，所述第一开关管及所述第二开关管的第二端为P沟道场效应晶体管的源极。
5.如权利要求3所述的供电电路，其特征在于，所述限流单元包括第二电阻，所述第二电阻的一端电连接于所述第二开关管的第一端，所述第二电阻的另一端电连接于所述电容。
6.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二控制单元包括：
比较器，包括正相输入端、反相输入端及输出端，所述正相输入端电连接于所述电容，所述输出端电连接于所述第二开关单元；及
可调稳压管，正极接地，负极电连接于所述比较器的反相输入端。
7.如权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述第二控制单元包括计时器单元，所述计时器单元用于在一设定时间内控制所述第二开关单元导通。
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