CN111564965B - 一种缓启动电路、控制器及供电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种缓启动电路、控制器及供电设备,该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器,所述缓启动单元包括第一运算放大器、第一MOSFET和第一检流元件,第一运算放大器的同相输入与控制器相连,反相输入与第一检流元件的第一端相连,输出与第一MOSFET的栅极相连。第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,漏级与负载设备相连。输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;控制器用于向第一运算放大器提供相同的电压信号,以使该第一MOSFET的电流相同,而不受MOSFET的参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
Description
技术领域
本申请涉及电路领域,尤其涉及一种缓启动电路、控制器及供电设备。
背景技术
在通信系统中,有一些负载设备中存在电容,该种负载设备在上电瞬间,负载设备中的电容容易发生短路,一旦发生短路,供电回路中的电流会瞬间形成峰值,可能导致前级电路过载重启,甚至会导致供电回路上器件损坏。因此,在供电回路上增加缓启动电路是有必要的。
常用的缓启动电路可以以金属氧化物半导体场效应管(metal oxidesemiconductor field effect transistor,MOSFET)为核心部件。当负载设备接入供电回路瞬间,负载设备与MOSFET串联。MOSFET源极和漏级两端压降较高,导通电流的能力较低,可以抑制供电回路中电流升高过快。随着MOSFET源极和漏级两端压降下降,导通电流的能力变强。当缓启动完成之后,该MOSFET可以饱和导通,以降低MOSFET上的损耗。
该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路中,若采用并联的方式扩容,每一条并联的支路上都需要设置MOSFET。由于每个MOSFET的参数(如开启电压、跨导、电阻)存在个体差异,并联的MOSFET均流效果很差,在极限条件下完全不能均流,在不均流的情况下可能会超过MOSFET的安全工作区(safe operation area,SOA)能力。所以该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路中,MOSFET不能直接并联扩容,随着电源功率的提升,该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路不能满足大功率演进的需求。
发明内容
本申请实施例提供了一种缓启动电路及一种控制器,该缓启动电路中,控制器可以给运算放大器相同的电压信号,可以使得MOSFET的电流相同,而不会受到MOSFET参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
本申请第一方面提供了一种缓启动电路,该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器,该缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,该第一运算放大器的同相输入与控制器相连,该第一运算放大器的反相输入与第一检流元件的第一端相连,该第一运算放大器的输出与第一MOSFET的栅极相连,该第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,第一MOSFET的漏级与负载设备相连,该输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;控制器用于向该第一运算放大器提供相同的电压信号,以使第一MOSFET的电流相同。由于该缓启动电路中,控制器可以通过第一运算放大器给第一MOSFET的相同的电流,从而使得第一MOSFET中的电流不受MOSFET的参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
可选的,结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,该控制器,还用于测量第一MOSFET源极和漏级之间的电压;该控制器,还用于根据第一MOSFET源极和漏级之间的电压和第一检流元件的电流确定第一MOSFET的实时功率;该控制器,还用于通过第一运算放大器调节第一MOSFET的电流,以对第一MOSFET的实时功率进行调节。该控制器可以获取到第一MOSFET的实时功率,并通过调节第一MOSFET的电流来调节第一MOSFET的实时功率,从而可以使得该第一MOSFET的实时功率满足预设功率要求。这样该控制器可以调节该第一MOSFET的实时功率,避免超过预设功率要求,可以保护第一MOSFET不被损坏。
可选的,结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,该缓启动单元中还包括第一电容,该第一电容一端与第一运算放大器的反相输入相连,另一端与第一运算放大器的输出端相连。该第一电容可以提高缓启动电路的性能,能够使得MOSFET的电流快速、平稳的的变化。
可选的,结合第一方面至第一方面的第二种可能的实现方式的任意一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,该缓启动单元中还包括第二运算放大器,该第二运算放大器输出端与第一运算放大器的反相输入相连,该第二运算放大器的反向输入与第一检流元件的第二端相连,该第二运算放大器的同向输入与第一检流元件的第一端相连。该第二运算放大器可以对检流元件两端的电压信号进行放大,从而可以降低该检流电阻的功率消耗。
本申请第二方面提供了一种控制器,该控制器用于缓启动电路,该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器。该缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,第一运算放大器的同相输入与控制器相连,第一运算放大器的反相输入与第一检流元件的第一端相连,第一运算放大器的输出与第一MOSFET的栅极相连,第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,第一MOSFET的漏级与负载设备相连,输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;该控制器用于向第一运算放大器提供相同的电压信号,以使该第一MOSFET的电流相同。控制器可以通过第一运算放大器给第一MOSFET的相同的电流,从而使得第一MOSFET中的电流不受MOSFET的参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
可选的,结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,该控制器,还用于测量第一MOSFET源极和漏级之间的电压;该控制器,还用于根据第一MOSFET源极和漏级之间的电压和第一检流元件的电流确定第一MOSFET的实时功率;该控制器,还用于通过第一运算放大器调节第一MOSFET的电流,以对该第一MOSFET的实时功率进行调节。该控制器可以获取到第一MOSFET的实时功率,并通过调节第一MOSFET的电流来调节第一MOSFET的实时功率,从而使得该第一MOSFET的实时功率满足预设功率要求。这样该控制器可以调节该第一MOSFET的实时功率,避免超过预设功率要求,可以保护第一MOSFET不被损坏。
本申请第三方面提供了一种控制器,该控制器用于缓启动电路,该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元、控制器。该缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,该第一运算放大器的同相输入与控制器相连,第一运算放大器的反相输入与第一检流元件的第一端相连,第一运算放大器的输出与第一MOSFET的栅极相连,第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,第一MOSFET的漏级与负载设备相连,输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;该控制器包括:电压信号提供模块,用于向第一运算放大器提供相同的电压信号,以使第一MOSFET的电流相同。该控制器中的电压信号提供模块可以通过第一运算放大器给第一MOSFET的相同的电流,从而使得第一MOSFET中的电流不受MOSFET的参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
可选的,结合第三方面,在第三方面的第一种可能的实现方式中,该控制器还包括:测量模块,用于测量第一MOSFET源极和漏级之间的电压;确定模块,用于根据第一MOSFET源极和漏级之间的电压和第一检流元件的电流确定第一MOSFET的实时功率;调节模块,用于通过第一运算放大器调节第一MOSFET的电流,以对第一MOSFET的实时功率进行调节。该控制器可以获取到第一MOSFET的实时功率,并通过调节第一MOSFET的电流对第一MOSFET的实时功率进行调节,从而可以使得该第一MOSFET的实时功率满足预设功率要求。这样该控制器可以调节该第一MOSFET的实时功率,避免超过预设功率要求,可以保护第一MOSFET不被损坏。
本申请第四方面提供了一种供电设备,该供电设备包括输入电源,以及本申请第一方面至第一方面的第三种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式中所提供的缓启动电路,或者本申请第二方面、第二方面的第一种可能的实现方式、第三方面与第三方面的第一种可能的实现方式中任意一种可能的实现方式中所提供的控制器。
本申请第五方面提供了一种通信系统,该通信系统包括至少一个通信设备,以及本申请第四方面所提供的供电设备。
本申请提供了一种缓启动电路、控制器及供电设备,该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器,该缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,第一运算放大器的同相输入与控制器相连,第一运算放大器的反相输入与第一检流元件的第一端相连,第一运算放大器的输出与第一MOSFET的栅极相连,第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,第一MOSFET的漏级与负载设备相连,输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;该控制器用于向第一运算放大器提供相同的电压信号,以使第一MOSFET的电流相同。由于该缓启动电路中,控制器可以通过第一运算放大器给第一MOSFET的相同的电流,从而使得第一MOSFET中的电流不受MOSFET的参数的影响。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。
附图说明
图1为现有技术中一种采用继电器和缓冲电阻的缓启动电路示意图;
图2为现有技术中一种采用MOSFET为核心部件的缓启动电路示意图;
图3为本申请提供的一种缓启动电路的示意图;
图4为本申请提供的一种缓启动电路的示意图;
图5为本申请提供的一种缓启动电路中控制器的示意图。
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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。在通信系统中,有一些负载设备中存在电容。例如电源、路由器、交换机等。该种负载设备在上电瞬间,负载设备中的电容容易发生短路,一旦发生短路,供电回路中的电流会瞬间形成峰值,可能导致前级电路过载重启,甚至会导致供电回路上器件损坏。因此,在供电回路上增加缓启动电路是有必要的。
常见的缓启动电路可以采用继电器加缓冲电阻的方式实现缓启动,请参见图1所示的采用继电器和缓冲电阻的缓启动电路示意图。在该种实现方式中,当负载设备接入供电回路的瞬间,该缓冲电阻与负载设备串联,可以通过缓冲电阻限制负载设备的电流。当负载设备中的电容经过一段时间的充电,通过人工操作继电器,使得继电器吸合与该缓冲电阻并联的开关,从而使得该缓冲电阻被短路。这种实现方式,可以通过缓冲电阻抑制负载设备上电瞬间供电回路中的电流,当缓启动完成之后可以通过继电器使得该缓冲电阻短路。
但是这种实现方式中,继电器存在机械寿命问题,而且该缓冲电阻和继电器占用电路板的空间较大,不利于小型化设计。该缓冲电阻和继电器均为通孔直插器件,很难采用回流焊工艺加工。随着电源功率的提升,需要多条支路并联的方式来扩容,若采用继电器加缓冲电阻的设计方式,则每条支路上都需要设置继电器,继电器机械运动时间较长,每条支路上的电流分断不同步。
在另一种实现方式中,该缓启动电路可以以MOSFET为核心部件实现缓启动。具体请参见图2。当负载设备接入瞬间,负载设备与MOSFET串联。(图2中,以第一MOSFET和第二MOSFET相并联,并分别与负载设备串联为例。)MOSFET源极和漏级两端压降较高,导通电流的能力较低,从而可以抑制负载设备上电瞬间回路中的电流过大。随着该负载设备中电容不断充电,该MOSFET源极和漏级两端压降下降,导通电流的能力变强。当缓启动完成之后,该MOSFET可以饱和导通,以降低MOSFET上的损耗。图2所示的缓启动电路中,还可以包括安全模块,该安全模块可以检测MOSFET两端的电压或电流,对MOSFET进行过流保护。
该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路相较于采用缓冲电阻和继电器的缓启动电路而言,不存在由于继电器而导致的机械寿命问题,而且MOSFET相对于该缓冲电阻和继电器占用电路板的空间较小。但是,在这种以MOSFET为核心部件的缓启动电路中,若采用并联的方式扩容,每一条并联的支路上都需要设置MOSFET。由于每个MOSFET的参数(如开启电压、跨导、电阻)存在个体差异,并联的MOSFET均流效果很差,在极限条件下完全不能均流,在不均流的情况下可能会超过MOSFET的SOA能力。所以该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路中,MOSFET并联扩容有一定的风险。随着电源功率的提升,该种以MOSFET为核心部件的缓启动电路不能满足大功率演进的需求。
有鉴于上述问题,本申请实施例一提供了一种缓启动电路,请参见图3。该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制。该缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器。图3所示的缓启动电路以两个缓启动单元(第一缓启动单元和第二缓启动单元)为例,但不能作为本申请的限制,在实际实施过程中,还可以设置两个以上的缓启动单元。第一缓启动单元包括运算放大器(U1)、MOSFET(Q1)和检流电阻(R1)。第二缓启动单元包括运算放大器(U2)、MOSFET(Q2)和检流电阻(R2)。该第一缓启动单元中的MOSFET(Q1)与第二缓启动单元中的MOSFET(Q2)相并联。
该缓启动电路中以检流电阻(R1)和检流电阻(R2)作为检流元件,在实际实施中还可以采用其他检流元件,此处不做限制。
在该第一缓启动单元中,该运算放大器(U1)的同相输入与该控制器相连,反相输入与检流电阻(R1)的第一端(图3中R1的右端)相连,输出端与MOSFET(Q1)的栅极相连。该MOSFET(Q1)源极与检流电阻(R1)的第一端(图3中R1的右端)相连,漏级与负载设备相连。相似的,在该第二缓启动单元中,运算放大器(U2)的同相输入与控制器相连,反相输入与检流电阻(R2)的第一端(图3中R2的右端)相连,输出端与MOSFET(Q2)的栅极相连。该MOSFET(Q2)源极与检流电阻(R2)的第一端(图3中R2的右端)相连,漏级与负载设备相连。该输入电源的负极分别与检流电阻(R1)和检流电阻(R2)的第二端(图3中的左端)相连,正极与负载设备相连。
需要说明的是,该运算放大器(U1)的输出端与MOSFET(Q1)的栅极可以直接相连,也可以间接相连。例如,该运算放大器(U1)的输出端和MOSFET(Q1)的栅极之间还可以设置检流电阻(R3)。在这种情况下,该运算放大器(U1)的输出端与MOSFET(Q1)的栅极间接相连。相似的,该运算放大器(U2)的输出端与MOSFET(Q2)的栅极可以直接相连,也可以间接相连。例如,该运算放大器(U2)的输出端和MOSFET(Q2)的栅极之间还可以设置检流电阻(R4)。在这种情况下,该运算放大器(U2)的输出端与MOSFET(Q2)的栅极间接相连。
控制器分别与运算放大器(U1)和运算放大器(U2)的同相输入相连,该运算放大器(U1)与该MOSFET(Q1)的栅极相连,该运算放大器(U2)与该MOSFET(Q2)的栅极相连。当负载设备接入该缓启动电路时,该控制器可以给该运算放大器(U1)和运算放大器(U2)相同的初始电压信号。可以使得MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的电流相同,而与MOSFET的参数不相关。该预设电压信号是预先经过计算的,可以使得该MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的功率满足预设功率要求。
该缓启动电路还可以包括电容。具体的,图3所示的缓启动电路中可以包括电容(C1)和电容(C2)。电容(C1)一端连接运算放大器(U1)的反相输入,一端连接运算放大器(U1)的输出。电容(C2)一端连接运算放大器(U2)的反相输入,一端连接运算放大器(U2)的输出端。电容可以提高缓启动电路的性能,能够使得MOSFET的电流快速、平稳的变化。
需要说明的是,该控制器给运算放大器(U1)和运算放大器(U2)的初始电压信号是预先设置好的,可以使得该MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的启动电流相同并且能够满足该MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的规格需求。
在缓启动过程中直至缓启动完成之后,该控制器可以实时测量MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)两端实时电压,或者通过检测输入电源电压、负载设备的电压来获取MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)所在支路两端的电压。(可以理解的是,该控制器可以通过有线或无线方式与MOSFET(Q1)、MOSFET(Q2)、输入电源、负载设备相连,并测量其电压。)由于在该MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)所在支路中,检流电阻(R1)和检流电阻(R2)的阻值较小,相对于MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)可以忽略,所以,MOSFET(Q1)所在支路的电压可以近似的认为是MOSFET(Q1)的电压,MOSFET(Q2)所在支路的电压可以近似的认为是MOSFET(Q2)的电压。
该控制器可以通过MOSFET(Q1)的电压、MOSFET(Q1)的电流获取MOSFET(Q1)的实时功率。通过MOSFET(Q2)电压、MOSFET(Q2)的电流获取MOSFET(Q2)的实时功率。在检测到MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的实时功率之后,该控制器可以根据该实时功率调节流过MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的电流,从而可以实现对该第一MOSFET(Q1)和第二MOSFET(Q2)实时功率的调节,使得缓启动过程中MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的功率满足预设功率要求。比如,若MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的实时功率过大即将超过预设功率,该控制器可以将MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的电流调小,从而可以将MOSFET(Q1)和MOSFET(Q2)的实时功率调小。
本申请实施例提供的这种缓启动电路中,以MOSFET作为缓启动的核心部件,占用电路板的空间较小,便于用回流焊工艺加工。随着电源功率的提升,可以采用多条支路并联的方式扩容。控制器可以通过运算放大器给MOSFET的相同的电流,同时可以保证每条支路上的电流分断同步。这样可以解决由于每个MOSFET参数的个体差异导致的不均流问题。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。该控制器还可以检测并调节MOSFET的实时功率,可以使得MOSFET的实时功率满足MOSFET的预设功率。
在上述实施例一提供的缓启动电路中,在大功率场景下,可以通过在检流电阻(R1)和检流电阻(R2)两端之间设置运算放大器,这样可以对检流电阻(R1)和检流电阻(R2)两端的电压信号进行放大,可以降低检流电阻(R1)和检流电阻(R2)上的功率消耗。具体的,请参见图4。本申请实施例二提供了另一种缓启动电路,该缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,该缓启动电路包括:
至少两个缓启动单元和控制器。图4所示的缓启动电路以两个缓启动单元(第一缓启动单元和第二缓启动单元)为例,但不能作为本申请的限制。运算放大器(U11)、MOSFET(Q11)、检流电阻(R11)、电容(C11)、运算放大器(U13)和电阻(R13)构成第一缓启动单元。运算放大器(U12)、MOSFET(Q12)、检流电阻(R12)、电容(C12)、运算放大器(U14)和电阻(R14)构成第二缓启动单元。该第一缓启动单元中的MOSFET(Q1)和第二缓启动单元中的MOSFET(Q2)相并联。
在第一缓启动单元中,该运算放大器(U11)的同相输入与该控制器相连,运算放大器(U11)的反相输入连接运算放大器(U13)的输出端,运算放大器(U11)的输出端连接电阻(R13)的一端。电阻(R13)的另一端连接MOSFET(Q11)的栅极。MOSFET(Q11)源极与检流电阻(R11)的第一端(图4中R11的右端)相连,漏级与负载设备相连。该电容(C11)一端与运算放大器(U11)的反相输入相连,一端与运算放大器(U11)的输出端相连,该运算放大器(U13)的同相输入连接检流电阻(R11)的第一端(图4中R11的右端),反相输入连接检流电阻(R11)的第二端(图4中R11的左端)。
相似的,在第二缓启动单元中,该运算放大器(U12)的同相输入与控制器相连,运算放大器(U12)的反相输入连接运算放大器(U14)的输出端,运算放大器(U12)的输出端连接电阻(R14)的一端。电阻(R14)的另一端连接MOSFET(Q12)的栅极。MOSFET(Q12)源极与检流电阻(R12)相连,漏级与负载设备相连。该电容(C12)一端与运算放大器(U12)的反相输入相连,一端与运算放大器(U12)的输出端相连,该运算放大器(U14)的同相输入连接检流电阻(R12)的第一端(图4中R12的右端),反相输入连接检流电阻(R12)的第二端(图4中R12的左端)。该输入电源负极分别与检流电阻(R11)和检流电阻(R12)相连,正极与负载设备相连。
控制器分别与运算放大器(U11)和运算放大器(U12)的同相输入相连,该运算放大器(U11)的输出端与该MOSFET(Q11)的栅极相连,该运算放大器(U12)的输出端与该MOSFET(Q12)的栅极相连。当负载设备接入该缓启动电路时,该控制器可以给该运算放大器(U11)和运算放大器(U12)相同的初始电压信号。可以使得MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的电流相同,而与MOSFET的参数不相关。该预设电压信号是预先经过计算的,可以使得该MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的功率满足预设功率要求。
需要说明的是,在图4所示的缓启动电路中,电阻(R13)和电阻(R14)是可选的元件。该运算放大器(U11)的输出端与MOSFET(Q11)的栅极可以直接相连,也可以间接相连。当该运算放大器(U11)的输出端和MOSFET(Q1)的栅极之间设置有电阻(R13)时,该运算放大器(U11)的输出端与MOSFET(Q11)的栅极间接相连。相似的,该运算放大器(U12)的输出端与MOSFET(Q12)的栅极可以直接相连,也可以间接相连。当该运算放大器(U12)的输出端和MOSFET(Q12)的栅极之间设置有电阻(R14)时,该运算放大器(U12)的输出端与MOSFET(Q12)的栅极间接相连。
需要说明的是,该控制器给运算放大器(U11)和运算放大器(U12)的初始电压信号是预先设置好的,可以使得该MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的启动电流相同并且能够满足该MOSFET(Q11)和MOSFET(Q21)的规格需求。
在缓启动过程中直至缓启动完成之后,该控制器可以实时测量MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)两端实时电压,或者通过检测输入电源电压、负载设备的电压来获取MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)所在支路两端的电压。(可以理解的是,该控制器可以通过有线或无线方式与MOSFET(Q1)、MOSFET(Q2)、输入电源、负载设备相连,并测量其电压。)由于在该MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)所在支路中,检流电阻(R11)和检流电阻(R12)的阻值较小,相对于MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)可以忽略,所以,MOSFET(Q11)所在支路的电压可以近似的认为是MOSFET(Q11)的电压,MOSFET(Q12)所在支路的电压可以近似的认为是MOSFET(Q12)的电压。
该控制器可以通过MOSFET(Q11)的电压、MOSFET(Q11)的电流获取MOSFET(Q11)的实时功率。通过MOSFET(Q12)电压、MOSFET(Q12)的电流获取MOSFET(Q12)的实时功率。在检测到MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的实时功率之后,该控制器可以根据该实时功率调节流过MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的电流,从而可以实现对该第一MOSFET(Q11)和第二MOSFET(Q12)实时功率的调节,使得缓启动过程中MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的功率满足预设功率要求。比如,若MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的实时功率过大即将超过预设功率,该控制器可以将MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的电流调小,从而可以将MOSFET(Q11)和MOSFET(Q12)的实时功率调小。
本申请实施例提供的这种缓启动电路中,以MOSFET作为缓启动的核心部件,占用电路板的空间较小,便于用回流焊工艺加工。随着电源功率的提升,可以采用多条支路并联的方式扩容。控制器可以通过运算放大器给MOSFET的相同的电流,同时可以保证每条支路上的电流分断同步。这样可以解决由于每个MOSFET参数的个体差异导致的不均流问题。当电源功率提升,需要并联扩容时,可以满足大功率演进的需求。该控制器还可以检测并调节MOSFET的实时功率,可以使得MOSFET的功率满足MOSFET的实时功率。同时,该运算放大器(U13)和运算放大器(U14)可以对检流电阻(R11)和检流电阻(R12)两端的电压信号进行放大,可以降低检流电阻(R1)和检流电阻(R2)上的功率消耗。
需要说明的是,上述两种缓启动电路中的控制器可以单独生产制造成产品,其功能可以参见实施例一与实施例二提供的两种缓启动电路进行理解,此处不再赘述。
请参见图5,本申请实施例三还可以提供一种控制器,该控制器可以应用于实施例一或实施例二的缓启动电路。
该缓启动电路可以包括至少两个缓启动单元、控制器,该至少两个缓启动单元中的每个缓启动单元包括一个运算放大器,一个MOSFET和一个检流电阻,该控制器连接至少两个缓启动单元中每个缓启动单元的运算放大器。
第一缓启动单元为至少两个缓启动单元中的任意一个,第一缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,第一运算放大器的同相输入与控制器相连,第一运算放大器的反相输入与第一检流元件的第一端相连,第一运算放大器的输出与第一MOSFET的栅极相连,第一MOSFET的源极与第一检流元件的第一端相连,第一MOSFET的漏级与负载设备相连,输入电源负极连接第一检流元件的第二端,正极连接负载设备;
该控制器包括:电压信号提供模块101,用于向至少两个缓启动单元中,与控制器连接的运算放大器提供相同的电压信号,以使至少两个缓启动单元中MOSFET的电流相同。
测量模块102,用于测量第一MOSFET源极和漏级之间的电压;
确定模块103,用于根据第一MOSFET源极和漏级之间的电压和第一检流元件的电流确定第一MOSFET的实时功率;
调节模块104,用于通过第一运算放大器调节第一MOSFET的电流,以对第一MOSFET的实时功率进行调节,使得该第一MOSFET的实时功率满足预设功率要求。
本申请实施例四还可以提供一种供电设备,该供电设备可以包括如实施例一或实施例二所述的缓启动电路,或者包括如实施例三所述的控制器。可以参照实施例一至实施例三进行理解,此处不再赘述。
本申请实施例五还可以提供一种通信系统,该通信系统包括至少一个通信设备以及如本申请实施例四提供的供电设备。
以上对本发明实施例所提供的一种缓启动电路、控制器以及供电设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种缓启动电路,其特征在于,所述缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,所述缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器,
所述缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,所述第一运算放大器的同相输入与所述控制器相连,所述第一运算放大器的反相输入与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一运算放大器的输出与所述第一MOSFET的栅极相连,所述第一MOSFET的源极与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一MOSFET的漏级与所述负载设备相连,所述输入电源负极连接所述第一检流元件的第二端,正极连接所述负载设备;
所述控制器用于向所述第一运算放大器提供相同的电压信号,以使所述第一MOSFET的电流相同;
所述控制器,还用于测量所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压;
所述控制器,还用于根据所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压和所述第一检流元件的电流确定所述第一MOSFET的实时功率;
所述控制器,还用于通过所述第一运算放大器调节所述第一MOSFET的电流,以对所述第一MOSFET的实时功率进行调节。
2.根据权利要求1所述的缓启动电路,其特征在于,所述缓启动单元中还包括第一电容,所述第一电容一端与所述第一运算放大器的反相输入相连,另一端与所述第一运算放大器的输出端相连。
3.根据权利要求1或2所述的缓启动电路,其特征在于,所述缓启动单元中还包括第二运算放大器,所述第二运算放大器输出端与所述第一运算放大器的反相输入相连,所述第二运算放大器的反向输入与所述第一检流元件的第二端相连,所述第二运算放大器的同向输入与所述第一检流元件的第一端相连。
4.一种控制器,其特征在于,所述控制器用于缓启动电路,所述缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,所述缓启动电路包括:至少两个缓启动单元和控制器,
所述缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,所述第一运算放大器的同相输入与所述控制器相连,所述第一运算放大器的反相输入与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一运算放大器的输出与所述第一MOSFET的栅极相连,所述第一MOSFET的源极与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一MOSFET的漏级与所述负载设备相连,所述输入电源负极连接所述第一检流元件的第二端,正极连接所述负载设备;
所述控制器用于向所述第一运算放大器提供相同的电压信号,以使所述第一MOSFET的电流相同;
所述控制器,还用于测量所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压;
所述控制器,还用于根据所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压和所述第一检流元件的电流确定所述第一MOSFET的实时功率;
所述控制器,还用于通过所述第一运算放大器调节所述第一MOSFET的电流,以对所述第一MOSFET的实时功率进行调节。
5.一种控制器,其特征在于,所述控制器用于缓启动电路,所述缓启动电路用于输入电源向负载设备供电过程中的启动控制,所述缓启动电路包括:至少两个缓启动单元、控制器,
所述缓启动单元包括第一运算放大器、第一金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和第一检流元件,所述第一运算放大器的同相输入与所述控制器相连,所述第一运算放大器的反相输入与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一运算放大器的输出与所述第一MOSFET的栅极相连,所述第一MOSFET的源极与所述第一检流元件的第一端相连,所述第一MOSFET的漏级与所述负载设备相连,所述输入电源负极连接所述第一检流元件的第二端,正极连接所述负载设备;
所述控制器包括:
电压信号提供模块,用于向所述第一运算放大器提供相同的电压信号,以使所述第一MOSFET的电流相同;
测量模块,用于测量所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压;
确定模块,用于根据所述第一MOSFET源极和漏级之间的电压和所述第一检流元件的电流确定所述第一MOSFET的实时功率;
调节模块,用于通过所述第一运算放大器调节所述第一MOSFET的电流,以对所述第一MOSFET的实时功率进行调节。
6.一种供电设备,其特征在于,包括输入电源,以及权利要求1-3任一项所述的缓启动电路或权利要求4或5所述的控制器。
7.一种通信系统,其特征在于,其包括至少一个通信设备,以及如权利要求6所述的供电设备。
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