CN110620498A - 一种恒功率型快速放电电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种恒功率型快速放电电路，包括放电开关管，放电驱动电路；放电驱动电路包括放电端Vout电压值检测电路、参考电压源、比较控制电路，电压值检测电路和参考电压源分别输入到比较控制电路的输入端，比较控制电路的输出端接放电开关管的控制端，在电压值检测电路的输出大于参考电压源时，控制放电开关管小电流放电，在电压值检测电路的输出小于参考电压源时，控制放电开关管大电流放电。本发明中，通过引入输出电压和电流反馈，控制开关管的功率维持接近恒定。在放电前期，电压较高，控制MOS流过的电流很小；在放电后期，电压较低，控制MOS流过的电流很大，可以有效平衡放电的MOS管的总功率。

Description

一种恒功率型快速放电电路
技术领域
本发明涉及一种恒功率型快速放电电路。
背景技术
电容在有电压时会存储能量，在某些情况下需要将电容的能量快速消耗释放。一种做法是在电容上并电阻，利用电阻的发热将能量消耗掉，另一种做法是控制MOS的电流，使MOS管工作于恒流状态实现放电。此两种放电形式，在放电前期，电压很高，电阻或者MOS管的功率最大，要想实现快速放电，必须选用大功率的电阻或者MOS管，并且在放电的后期，电压降低，放电功率越来越小，放电速度越来越慢。不能满足用户的需要。
发明内容
本发明针对目前放电电路在放电前期放电功率最大，在放电的后期放电功率越来越小，放电速度越来越慢。不能满足用户的需要的不足，提供一种恒功率型快速放电电路。
本发明所采用的技术方案是：一种恒功率型快速放电电路，包括放电开关管，所述的放电开关管的两端分别与放电端Vout和地之间；所述的放电开关管的控制端接放电驱动电路；所述的放电驱动电路包括放电端Vout电压值检测电路、参考电压源、比较控制电路，所述的电压值检测电路和参考电压源分别输入到比较控制电路的输入端，比较控制电路的输出端接放电开关管的控制端，在电压值检测电路的输出大于参考电压源时，控制放电开关管小电流放电，在电压值检测电路的输出小于参考电压源时，控制放电开关管大电流放电。
本发明中，通过引入输出电压和电流反馈，控制开关管的功率维持接近恒定。在放电前期，电压较高，控制MOS流过的电流很小；在放电后期，电压较低，控制MOS流过的电流很大，可以有效平衡放电的MOS管的总功率。
进一步的，上述的恒功率型快速放电电路中：所述的放电开关管为MOS管Q1，MOS管Q1的D、S极分别接放电端Vout和地，G极接所述的放电驱动电路输出端。
进一步的，上述的恒功率型快速放电电路中：所述的电压值检测电路包括检流电阻R5，所述的检流电阻R5连接在MOS管Q1的S极与地之间。
进一步的，上述的恒功率型快速放电电路中：所述的比较控制电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1；
所述的检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端，通过电阻R2接运算放大器U1A的反相输入端，参考电压源的Vref接运算放大器U1A的同相输入端；
电容C1连接在运算放大器U1A的反相输入端与输出端之间；
运算放大器U1A的输出端经电阻R3接MOS管Q1的G极；
电阻R1设置在运算放大器U1A的反相输入端与电端Vout之间；
在检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端与MOS管Q1的G极之间设置电阻R4。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
图1是本发明实施例1原理图。
具体实施方式
实施例1，本实施例是一种恒功率型快速放电电路，如图1所示：包括放电开关管，放电开关管的两端分别与放电端Vout和地之间；放电开关管的控制端接放电驱动电路；放电驱动电路包括放电端Vout电压值检测电路、参考电压源、比较控制电路，电压值检测电路和参考电压源分别输入到比较控制电路的输入端，比较控制电路的输出端接放电开关管的控制端，在电压值检测电路的输出大于参考电压源时，控制放电开关管小电流放电，在电压值检测电路的输出小于参考电压源时，控制放电开关管大电流放电。本实施例中放电开关管为MOS管Q1，MOS管Q1的D、S极分别接放电端Vout和地，G极接所述的放电驱动电路输出端。在实践中，放电开关管可以为其它可控开关，如可控硅、三极管、IGBT等，利用控制端可以在放电电压高时，控制以较小的电流放电，在放电电压低时，采用较大的电流放电，这样可以实现恒流放电。本实施例中，电压值检测电路包括检流电阻R5，检流电阻R5连接在MOS管Q1的S极与地之间。比较控制电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1；检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端，通过电阻R2接运算放大器U1A的反相输入端，参考电压源的Vref接运算放大器U1A的同相输入端；电容C1连接在运算放大器U1A的反相输入端与输出端之间；运算放大器U1A的输出端经电阻R3接MOS管Q1的G极；电阻R1设置在运算放大器U1A的反相输入端与电端Vout之间；在检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端与MOS管Q1的G极之间设置电阻R4。
根据运算放大器虚短虚断原理。运算放大器U1A的2脚电压与1脚电压相等(同相输入端和异相输入端电压相等地)，为参考电压Vref。设流过电阻R1的电流为I1，则计算得I1＝(Vout-Vref)/R1。
又由于运算放大器的虚短虚断原理，运算放大器U1A的2脚无电流，所以流过电阻R2的电流和流过电阻R1的电流相等，也为I1，假设电阻R5上的电压为V5，则可计算得电压V5＝Vref-R2*I1。
设流过R5的电流为I5，则可计算得I5＝V5/R5。
设流过MOS管的电流为I，则可计算得I＝I5-I1。
设MOS管两端的电压为V，则可计算得V＝Vout-V5。
设放电时MOS的总功率为P，则可计算得P＝V*I。
本实施例是一种恒功率型快速放电电路，包括控制放电的开关管Q1和检流电阻R5，开关管Q1的漏级接输出电压Vout,开关管Q1的源级与地之间接电阻R5。还包括由运算放大器组成的放大电路，运算放大器U1A的同向输入端接参考电压Vref，运算放大器U1A的反向输入端与输出电压Vout之间设置电阻R1，运算放大器U1A的反向输入端与输出端之间设置电容C1，运算放大器U1A的反向输入端与开关管Q1的源级之间设置电阻R2。运算放大器U1A的输出端与开关管Q1的栅极间接电阻R3，开关管Q1的栅极与地之间接电阻R4。本发明提供了一种恒功率型快速放电电路。
如图1所示，本实施例的一种恒功率型快速放电电路，包括控制放电的开关管Q1和检流电阻R5，开关管Q1的漏级接输出电压Vout,开关管Q1的源级与地之间接电阻R5。还包括由运算放大器组成的放大电路，运算放大器U1A的同向输入端接参考电压Vref，运算放大器U1A的反向输入端与输出电压Vout之间设置电阻R1，运算放大器U1A的反向输入端与输出端之间设置电容C1，运算放大器U1A的反向输入端与开关管Q1的源级之间设置电阻R2。运算放大器U1A的输出端与开关管Q1的栅极间接电阻R3，开关管Q1的栅极与地之间接电阻R4。
本实施例的恒功率型快速放电电路包括开关管Q1。根据实际需要，此开关管可以是可控半导体如:MOS、IGBT、三极管或者可控硅。
整个电路结构简单，原理清楚。

Claims (4)

1.一种恒功率型快速放电电路，包括放电开关管，所述的放电开关管的两端分别与放电端Vout和地之间；所述的放电开关管的控制端接放电驱动电路；其特征在于：所述的放电驱动电路包括放电端Vout电压值检测电路、参考电压源、比较控制电路，所述的电压值检测电路和参考电压源分别输入到比较控制电路的输入端，比较控制电路的输出端接放电开关管的控制端，在电压值检测电路的输出大于参考电压源时，控制放电开关管小电流放电，在电压值检测电路的输出小于参考电压源时，控制放电开关管大电流放电。
2.根据权利要求1所述的恒功率型快速放电电路，其特征在于：所述的放电开关管为MOS管Q1，MOS管Q1的D、S极分别接放电端Vout和地，G极接所述的放电驱动电路输出端。
3.根据权利要求2所述的恒功率型快速放电电路，其特征在于：所述的电压值检测电路包括检流电阻R5，所述的检流电阻R5连接在MOS管Q1的S极与地之间。
4.根据权利要求3所述的恒功率型快速放电电路，其特征在于：所述的比较控制电路包括运算放大器U1A、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C1；
所述的检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端，通过电阻R2接运算放大器U1A的反相输入端，参考电压源的Vref接运算放大器U1A的同相输入端；
电容C1连接在运算放大器U1A的反相输入端与输出端之间；
运算放大器U1A的输出端经电阻R3接MOS管Q1的G极；
电阻R1设置在运算放大器U1A的反相输入端与电端Vout之间；
在检流电阻R5与MOS管Q1的S极相连的公共端与MOS管Q1的G极之间设置电阻R4。
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