CN112103931A - 一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块 - Google Patents

一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块，包括：辅助负载、第一三极管、第二三级管和MOS管和第九电容；所述辅助负载的一端与供电模块的一路输出电压及所述MOS管的源极分别相连接，所述辅助负载的另一端与所述第一三极管的集电极相连接；所述第一三极管的基极与第一电平信号相连接；所述MOS管的栅极与所述第二三极管的集电极相连接，所述MOS管的漏极与受电设备相连接以供电；所述第二三极管的基极与一延时导通电路相连接以进行延时导通，所述第二三极管的发射极通过所述第九电容与所述第二三极管的基极相连接。本发明能够抑制在极轻载条件下启动时输出电压可能出现的过冲，避免对受电设备造成影响。

Description

一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块
技术领域
本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块。
背景技术
伴随着电子产品的多功能化，单个供电模块的输出电压规格也日益增多。多规格的输出电压逐渐被功能化和低成本化所要求。然而，在多输出规格的电压情况下，大多数工程师采用输出电压的单反馈或者双反馈来稳定输出电压，或者通过改变变压器绕法来稳定输出电压，但往往无反馈组的输出电压在极轻载条件下启机的时候会远远高于输出规格，从而达不到设计的输出规格，对受电设备造成影响，同时具有不增加待机功耗的特点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路及供电模块，能够抑制在极轻载条件下启动时输出电压可能出现的过冲，避免对受电设备造成影响，同时具有不增加待机功耗的特点。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路，包括：辅助负载、第一三极管、第二三级管和MOS管和第九电容；所述辅助负载的一端与供电模块的一路输出电压及所述MOS管的源极分别相连接，所述辅助负载的另一端与所述第一三极管的集电极相连接；所述第一三极管的基极与第一电平信号相连接；所述MOS管的栅极与所述第二三极管的集电极相连接，所述MOS管的漏极与受电设备相连接以供电；所述第二三极管的基极与一延时导通电路相连接以进行延时导通，所述第二三极管的发射极通过所述第九电容与所述第二三极管的基极相连接。
优选的，所述第一电平信号与MCU控制单元相连接。
优选的，所述辅助负载由电阻组成。
优选的，所述辅助负载包括两个或多个并联电阻。
优选的，所述延时导通电路，包括：
第一变压器；所述第一变压器一次侧的供电电源开关与所述第一电平信号相连接；所述第一变压器二次侧输出与所述第二三极管的基极相连接。
优选的，所述延时导通电路，包括：
第二电平信号和延时单元；所述延时单元与所述第二电平信号相连接以对所述第二电平信号进行延时；所述第二电平信号与所述MCU控制单元相连接。
优选的，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第一电阻和第二电阻；所述第一电平信号通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极相连接；所述第一电阻通过所述第二电阻与所述第一三极管的发射极相连接。
优选的，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第六电阻和第八电阻；所述延时导通电路通过所述第六电阻与所述第二三极管的基极相连接；所述第二三极管的基极通过所述第八电阻与所述第二三极管的发射极相连接。
优选的，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第九电阻和第十电阻；所述MOS管的源极通过所述第九电阻与所述MOS管的栅极相连接；所述MOS管的栅极通过所述第十电阻与所述第二三极管的集电极相连接。
另一方面，本发明一种供电模块，包括第二变压器；还包括：所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路；所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路的输入端与第二变压器二次侧的一路输出电压相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明在变压器的整流和受电设备之间引入开关控制电路(包括第一三极管、第二三极管和MOS管)来抑制极轻载下启机时的过冲，避免对受电设备造成影响；在初始上电时，先在开关控制电路前端引入辅助负载，令开关控制电路前端电压稳定，之后再开启开关控制电路，将输出电压供给受电设备，而在系统待机之时，控制辅助负载断开，以减小待机功耗。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
图1为本发明实施例一的电路图；
图2为本发明实施例一的VCC4的获取电路；
图3为本发明实施例二的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
实施例一
参见图1和图2所示，一方面，本发明一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路，包括：辅助负载、第一三极管V1、第二三极管V2和MOS管V3和第九电容C9；所述辅助负载的一端与供电模块的一路输出电压及所述MOS管V3的源极分别相连接，所述辅助负载的另一端与所述第一三极管V1的集电极相连接；所述第一三极管V1的基极与第一电平信号PON相连接；所述MOS管V3的栅极与所述第二三极管V2的集电极相连接，所述MOS管V3的漏极与受电设备相连接以供电；所述第二三极管V2的基极与一延时导通电路相连接以进行延时导通，所述第二三极管V2的发射极通过所述第九电容C9与所述第二三极管V2的基极相连接。
本实施例中，所述第一电平信号PON与MCU控制单元相连接，所述MCU控制单元控制所述第一电平信号PON输出高电平或低电平。
进一步的，所述辅助负载由电阻组成。本实施例中，所述辅助负载包括四个并联的电阻(第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第七电阻R7)。
本实施例中，所述延时导通电路，包括：
第一变压器T504；所述第一变压器T504一次侧的供电电源开关与所述第一电平信号PON相连接；所述第一变压器T504二次侧输出与所述第二三极管V2的基极相连接。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电平信号PON通过所述第一电阻R1与所述第一三极管V1的基极相连接；所述第一电阻R1通过所述第二电阻R2与所述第一三极管V1的发射极相连接。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第六电阻R6和第八电阻R8；所述延时导通电路通过所述第六电阻R6与所述第二三极管V2的基极相连接；所述第二三极管V2的基极通过所述第八电阻R8与所述第二三极管V2的发射极相连接。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第九电阻R9和第十电阻R10；所述MOS管V3的源极通过所述第九电阻R9与所述MOS管V3的栅极相连接；所述MOS管V3的栅极通过所述第十电阻R10与所述第二三极管V2的集电极相连接。
本发明电路的工作原理如下：
正常工作时，MCU控制单元控制第一电平信号PON输出高电平，致使第一三极管V1导通，从而接入辅助负载电阻R3-R7，从而使该组输出电压不处于极轻载；进一步所述第一电平信号PON控制所述第一变压器T504一次侧的供电电源开关闭合，使得第一变压器T504二次侧输出电源VCC4有一定的时延，PON信号到VCC4的电压输出时间因芯片启动时间而异，大概在50-150ms之间，VCC4有电源输出后控制第二三极管V2的导通，从而开启MOS管，MOS管V3导通后，输出电源VCC3给受电设备，第二三极管V2导通到MOS管V3导通的开启时间，可由第九电容C9值大小来调节，实际可根据过冲的过冲电压时间来选取；
待机工作时，MCU控制单元控制第一电平信号PON输出低电平，致使第一三极管V1截止，从而断开与辅助负载电阻R3-R7的连接，从而使该组输出电压处于极轻载，因此待机功耗可以有效降低；进一步所述第一电平信号PON控制所述第一变压器T504一次侧的供电电源开关断开，使得第一变压器T504二次侧断开输出电源VCC4有一定的时延，PON信号到断开VCC4的电压输出时间因芯片启动时间而异，大概在50-150ms之间，VCC4无电源输出后控制第二三极管V2截止，从而断开MOS管，MOS管V3截止后，无电源输出给受电设备，第二三极管V2截止到MOS管V3截止的时间，可由第九电容C9值大小来调节，实际可根据过冲的过冲电压时间来选取。
另一方面，本发明一种供电模块，包括第二变压器T503；还包括：所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路；所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路的输入端与第二变压器T503二次侧的一路输出电压相连接。
实施例二
本实施例二与实施例一的区别在于延时导通电路。
具体的，参见图3所示，一方面，本发明一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路，包括：辅助负载、第一三极管V1、第二三极管V2和MOS管V3和第九电容C9；所述辅助负载的一端与供电模块的一路输出电压及所述MOS管V3的源极分别相连接，所述辅助负载的另一端与所述第一三极管V1的集电极相连接；所述第一三极管V1的基极与第一电平信号PON相连接；所述MOS管V3的栅极与所述第二三极管V2的集电极相连接，所述MOS管V3的漏极与受电设备相连接以供电；所述第二三极管V2的基极与一延时导通电路相连接以进行延时导通，所述第二三极管V2的发射极通过所述第九电容C9与所述第二三极管V2的基极相连接。
本实施例中，所述第一电平信号PON与MCU控制单元相连接，所述MCU控制单元控制所述第一电平信号PON输出高电平或低电平。
进一步的，所述辅助负载由电阻组成。本实施例中，所述辅助负载包括四个并联的电阻。
本实施例中，所述延时导通电路，包括：
第二电平信号BON和延时单元；所述延时单元与所述第二电平信号BON相连接以对所述第二电平信号BON进行延时；所述第二电平信号BON与所述MCU控制单元相连接，所述MCU控制单元控制所述第二电平信号BON输出高电平或低电平。
需要说明的是，所述第一电平信号PON和所述第二电平信号BON由所述MCU控制单元不同的I/O口进行控制。一方面，所述延时单元，可以为一软件延时单元，所述MCU控制单元控制所述第一电平信号PON先输出高电平或低电平信号，一定延时时间后，控制所述第二电平信号BON输出高电平或低电平，所述第二电平信号BON直接输出给第二三极管V2；另一方面，所述延时单元，可以为一硬件延时单元，所述MCU控制单元控制所述第一电平信号PON和所述第二电平信号BON同时输出高电平或低电平信号，但所述第二电平信号BON需要通过一硬件延时单元后才输出给第二三极管V2。
采用实施例二所述的延时导通电路，能够更精确地控制受电设备有电的时间。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第一电阻R1和第二电阻R2；所述第一电平信号PON通过所述第一电阻R1与所述第一三极管V1的基极相连接；所述第一电阻R1通过所述第二电阻R2与所述第一三极管V1的发射极相连接。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第六电阻R6和第八电阻R8；所述延时导通电路通过所述第六电阻R6与所述第二三极管V2的基极相连接；所述第二三极管V2的基极通过所述第八电阻R8与所述第二三极管V2的发射极相连接。
本实施例中，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第九电阻R9和第十电阻R10；所述MOS管V3的源极通过所述第九电阻R9与所述MOS管V3的栅极相连接；所述MOS管V3的栅极通过所述第十电阻R10与所述第二三极管V2的集电极相连接。
本发明电路的工作原理如下：
正常工作时，MCU控制单元控制第一电平信号PON输出高电平，致使第一三极管V1导通，从而接入辅助负载电阻R3-R7，从而使该组输出电压不处于极轻载；预设延时时间过后(如500-1000ms)，所述第二电平信号BON输出高电平，控制第二三极管V2的导通，从而开启MOS管，MOS管V3导通后，输出电源VCC3给受电设备，第二三极管V2导通到MOS管V3导通的开启时间，可由第九电容C9值大小来调节，实际可根据过冲的过冲电压时间来选取；
待机工作时，MCU控制单元控制第一电平信号PON输出低电平，致使第一三极管V1截止，从而断开与辅助负载电阻R3-R7的连接，从而使该组输出电压处于极轻载，因此待机功耗可以有效降低；预设延时时间过后(如500-1000ms)，所述第二电平信号BON输出低电平，控制第二三极管V2的截止，进而控制MOS管V3截止，MOS管V3截止后，无电源输出给受电设备，第二三极管V2截止到MOS管V3截止的时间，可由第九电容C9值大小来调节，实际可根据过冲的过冲电压时间来选取。
另一方面，本发明一种供电模块，包括第二变压器T503；还包括：所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路；所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路的输入端与第二变压器T503二次侧的一路输出电压相连接。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，包括：辅助负载、第一三极管、第二三级管和MOS管和第九电容；所述辅助负载的一端与供电模块的一路输出电压及所述MOS管的源极分别相连接，所述辅助负载的另一端与所述第一三极管的集电极相连接；所述第一三极管的基极与第一电平信号相连接；所述MOS管的栅极与所述第二三极管的集电极相连接，所述MOS管的漏极与受电设备相连接以供电；所述第二三极管的基极与一延时导通电路相连接以进行延时导通，所述第二三极管的发射极通过所述第九电容与所述第二三极管的基极相连接。
2.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述第一电平信号与MCU控制单元相连接。
3.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述辅助负载由电阻组成。
4.根据权利要求3所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述辅助负载包括两个或多个并联电阻。
5.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述延时导通电路，包括：
第一变压器；所述第一变压器一次侧的供电电源开关与所述第一电平信号相连接；所述第一变压器二次侧输出与所述第二三极管的基极相连接。
6.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述延时导通电路，包括：
第二电平信号和延时单元；所述延时单元与所述第二电平信号相连接以对所述第二电平信号进行延时；所述第二电平信号与所述MCU控制单元相连接。
7.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第一电阻和第二电阻；所述第一电平信号通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极相连接；所述第一电阻通过所述第二电阻与所述第一三极管的发射极相连接。
8.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第六电阻和第八电阻；所述延时导通电路通过所述第六电阻与所述第二三极管的基极相连接；所述第二三极管的基极通过所述第八电阻与所述第二三极管的发射极相连接。
9.根据权利要求1所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路，其特征在于，所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路，还包括：
第九电阻和第十电阻；所述MOS管的源极通过所述第九电阻与所述MOS管的栅极相连接；所述MOS管的栅极通过所述第十电阻与所述第二三极管的集电极相连接。
10.一种供电模块，包括第二变压器；其特征在于，还包括：如权利要求1至9中任意一项所述的开机瞬间输出电压过冲抑制电路；所述开机瞬间输出电压过冲抑制电路的输入端与第二变压器二次侧的一路输出电压相连接。
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