CN113497550B - 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路 - Google Patents

一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN113497550B
CN113497550B CN202110686845.0A CN202110686845A CN113497550B CN 113497550 B CN113497550 B CN 113497550B CN 202110686845 A CN202110686845 A CN 202110686845A CN 113497550 B CN113497550 B CN 113497550B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
smoothing capacitor
thyristor scr
control circuit
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110686845.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113497550A (zh
Inventor
何激扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Tiantong Electronic Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Tiantong Electronic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Tiantong Electronic Technology Co ltd filed Critical Chengdu Tiantong Electronic Technology Co ltd
Priority to CN202110686845.0A priority Critical patent/CN113497550B/zh
Publication of CN113497550A publication Critical patent/CN113497550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113497550B publication Critical patent/CN113497550B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/1555—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

本发明提供了一种AC‑DC电源开机浪涌电流的控制电路，包括整流包络窗口电压比较器，晶闸管SCR，平滑电容，BOOST电路，时分排序辅助电源，DC‑DC控制器，宽输入范围多输出辅助开关电源；整流包络窗口电压比较器与晶闸管SCR的控制极连接；晶闸管SCR的阳极与平滑电容连接；时分排序辅助电源与DC‑DC控制器连接；BOOST电路与平滑电容连接；整流包络窗口电压比较器用于触发晶闸管SCR的导通信号，降低平滑电容的充电电流；时分排序辅助电源用于控制DC‑DC控制器的启动，降低输出滤波电容的充电浪涌和负载浪涌；宽输入范围多输出辅助开关电源用于实现上电排序和隔离。本发明具有很小的启动浪涌电流。

Description

一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路
技术领域
本发明涉及AC-DC电源技术领域，特别是涉及一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路。
背景技术
由于AC-DC开关电源输入整流桥的特性，会造成输入电流呈脉冲电流波形，造成线路干扰，严重的甚至影响供电线路安全。因此目前所有的AC-DC电源都带有有源功率因数校正电路(APFC)，以减小或消除上述影响，并达到国家标准要求。
APFC通常采用BOOST升压模式，比如将整流后的正弦波升压到390V，在390V输出点需要较大的电流对平滑电容充电。APFC将输出的390V电压输入到一个DC-DC控制器，实现稳压输出，该DC-DC控制器也有较大的输出滤波电容。
当电源系统启动时，390V将瞬间对平滑电容充电，由于电压很高，电容电荷很大，将形成很大的浪涌电流，BOOST电路的输出二极管将承受巨大的电流应力，该浪涌电流由下式求得：
Q＝CU，C为电容容量，U＝390V；
I＝dQ/dt，dt受电容ESR的限制，通常在1ms-2ms，如此，存在一个非常大的启动浪涌电流。
稳压DC-DC控制器也有输出电容，也将产生一个启动浪涌电流；DC-DC控制器的负载通常也是容性负载和固定输出负载电流。
这样就有三个浪涌电流同时叠加，对电路可靠性带来巨大隐患。这个启动浪涌电流是造成AC-DC开关电源损坏的最主要原因之一。
目前一般采用在平滑电容前串入一个晶闸管(SCR)并联一个热敏电阻(NTC)，晶闸管延迟导通。上电时，热敏电阻在常温状态有一个电阻值，起到限流作用，并随电流的导通电阻值逐步降低，延迟一段时间后晶闸管导通，等效于增大dt，减小浪涌电流。但这存在一个风险，当关闭电源后，立即重启电源，此时热敏电阻尚未冷却，电阻值很小，浪涌电流未受到限流，电源系统极易损坏。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路，通过采用晶闸管SCR、BOOST电路、DC-DC控制器分时加电的方法，将三个浪涌电流在时间上分散；对主要浪涌电流生成的平滑电容浪涌由精确SCR导通时间控制电路控制导通时刻，使dt最大化，以减小浪涌电流。
本发明提供一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路，包括：整流包络窗口电压比较器，晶闸管SCR，平滑电容，BOOST电路，时分排序辅助电源，DC-DC控制器，宽输入范围多输出辅助开关电源；
所述整流包络窗口电压比较器与所述晶闸管SCR的控制极连接；所述晶闸管SCR的阳极与所述平滑电容连接；所述时分排序辅助电源与所述DC-DC控制器连接；所述BOOST电路与所述平滑电容连接；
所述整流包络窗口电压比较器用于触发所述晶闸管SCR的导通信号，降低所述平滑电容的充电电流；
所述时分排序辅助电源用于控制DC-DC控制器的启动，降低输出滤波电容的充电浪涌和负载浪涌；
所述宽输入范围多输出辅助开关电源用于实现上电排序和隔离。
进一步地，所述整流包络窗口电压比较器的上门限电压为10V，在低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
进一步地，所述整流包络窗口电压比较器在高电压时不触发所述晶闸管SCR导通，等待下一包络直到低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
进一步地，所述平滑电容的充电的浪涌电流分为2个阶段：BOOST电路未启动阶段、BOOST电路启动阶段。
进一步地，所述平滑电容在所述晶闸管SCR导通后充电。
进一步地，所述BOOST电路将所述平滑电容的充电电压由低电压软启动到高电压。
进一步地，所述宽输入范围辅助开关电源的启动电压小于10V，能承受高输入电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用SCR、BOOST电路、DC-DC控制器分时加电的方法，将三个浪涌电流在时间上分散，对主要浪涌电流生成的平滑电容浪涌由精确SCR导通时间控制电路控制导通时刻，使dt最大化，大大减小了启动浪涌电流。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明实施例对平滑电容充电(APFC启动前)的控制时序示意图；
图2为本发明实施例晶闸管SCR精确控制电路的电路原理示意图；
图3为本发明实施例BOOST电路和整流电路的电路原理示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本发明实施例通过采用晶闸管SCR、BOOST、DC-DC控制器分时加电的方法，将3个浪涌电流在时间上分散；平滑电容的浪涌电流作为主要浪涌电流生成，由精确SCR导通时间控制电路控制导通的时刻，使dt最大化，以减小浪涌电流。
本发明实施例提供一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路，包括：整流包络窗口电压比较器，晶闸管SCR，平滑电容，BOOST电路，时分排序辅助电源，DC-DC控制器，宽输入范围多输出辅助开关电源；
所述整流包络窗口电压比较器与所述晶闸管SCR的控制极连接；所述晶闸管SCR的阳极与所述平滑电容连接；所述时分排序辅助电源与所述DC-DC控制器连接；所述BOOST电路与所述平滑电容连接；
所述整流包络窗口电压比较器用于触发所述晶闸管SCR的导通信号，降低所述平滑电容的充电电流；
所述时分排序辅助电源用于控制DC-DC控制器的启动，降低输出滤波电容的充电浪涌和负载浪涌；
所述宽输入范围多输出辅助开关电源用于实现上电排序和隔离。
所述整流包络窗口电压比较器的上门限电压为10V，在低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
所述整流包络窗口电压比较器在高电压时不触发所述晶闸管SCR导通，等待下一包络直到低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
所述平滑电容的充电的浪涌电流分为2个阶段：BOOST电路未启动阶段、BOOST电路启动阶段。
所述平滑电容在所述晶闸管SCR导通后充电。
所述BOOST电路将所述平滑电容的充电电压由低电压软启动到高电压。
所述宽输入范围辅助开关电源的启动电压小于10V，能承受高输入电压。
下面结合附图对本发明实施例介绍如下：
系统上电后，当整流桥输出电压在0～10V窗口范围内时，窗口比较器控制SCR导通；电压高于10V，SCR不进入导通状态，而必需等待下一周期的谷底(下一包络的低电压)。此时，DC-DC控制器使能关闭，浪涌电流仅仅由平滑电容充电形成。
浪涌电流分析：
本发明实施例对平滑电容充电(APFC启动前)的控制时序参见附图图1所示；晶闸管SCR精确控制电路参见附图图2所示；BOOST电路和整流电路参见附图图3所示；
本发明实施例的控制电路，对平滑电容充电的浪涌电流分成2个过程：
1、BOOST电路尚未启动时，由整流桥输出包络对平滑电容充电，且在包络电平为10V时，晶闸管SCR导通并开始充电，此时dt＝25ms，U＝311；
Q＝CU＝1000×10-6×311
Figure BDA0003125027570000051
2、所述整流桥输出包络对平滑电容充电过程结束，BOOST电路使能，平滑电容的充电电压由311V软启动到390V，设软启动时间2ms：
ΔQ＝C×ΔU＝1000×10-6×(390-311)＝79×10-3
Figure BDA0003125027570000061
所述平滑电容的充电电压软启动的充电过程结束后，再使能DC-DC控制器的电路，使DC-DC控制器的浪涌电流再延迟，并减小。
如果不采用本发明控制电路，BOOST电路在交流上电后随机启动，设平滑电容为1000uF，浪涌脉冲宽度2ms，由：
Q＝CU＝1000×10-6×390
Figure BDA0003125027570000062
浪涌电流可达到195A；
比较可得：采用本发明控制电路的浪涌电流由195A变成12.44A和39.5A两个阶段，浪涌峰值大大降低。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过采用SCR、BOOST电路、DC-DC控制器分时加电的方法，将三个浪涌电流在时间上分散，对主要浪涌电流生成的平滑电容浪涌由精确SCR导通时间控制电路控制导通时刻，使dt最大化，大大减小了启动浪涌电流。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种AC-DC电源开机浪涌电流的控制电路，其特征在于，包括：整流包络窗口电压比较器，晶闸管SCR，平滑电容，BOOST电路，时分排序辅助电源，DC-DC控制器，宽输入范围多输出辅助开关电源；
所述整流包络窗口电压比较器与所述晶闸管SCR的控制极连接；所述晶闸管SCR的阳极与所述平滑电容连接；所述时分排序辅助电源与所述DC-DC控制器连接；所述BOOST电路与所述平滑电容连接；
所述整流包络窗口电压比较器用于触发所述晶闸管SCR的导通信号，降低所述平滑电容的充电电流；
所述时分排序辅助电源用于控制DC-DC控制器的启动，降低输出滤波电容的充电浪涌和负载浪涌；
所述宽输入范围多输出辅助开关电源用于实现上电排序和隔离。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述整流包络窗口电压比较器的上门限电压为10V，在低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述整流包络窗口电压比较器在高电压时不触发所述晶闸管SCR导通，等待下一包络直到低电压时触发所述晶闸管SCR导通。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述平滑电容的充电的浪涌电流分为2个阶段：BOOST电路未启动阶段、BOOST电路启动阶段。
5.根据权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，所述平滑电容在所述晶闸管SCR导通后充电。
6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述BOOST电路将所述平滑电容的充电电压由低电压软启动到高电压。
7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述宽输入范围辅助开关电源的启动电压小于10V，能承受高输入电压。
CN202110686845.0A 2021-06-21 2021-06-21 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路 Active CN113497550B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110686845.0A CN113497550B (zh) 2021-06-21 2021-06-21 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110686845.0A CN113497550B (zh) 2021-06-21 2021-06-21 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113497550A CN113497550A (zh) 2021-10-12
CN113497550B true CN113497550B (zh) 2022-06-03

Family

ID=77997329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110686845.0A Active CN113497550B (zh) 2021-06-21 2021-06-21 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113497550B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116404892B (zh) * 2023-06-08 2023-10-03 深圳市斯康达电子有限公司 一种多输出ac-dc变换器
CN117691847A (zh) * 2024-02-01 2024-03-12 成都新欣神风电子科技有限公司 一种基于n沟道mos管的正线冲击电流抑制电路

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2454216A (en) * 2007-10-31 2009-05-06 Eltek Valere As Surge protector for a bridgeless boost converter
CN100568694C (zh) * 2008-01-18 2009-12-09 中兴通讯股份有限公司 一种交流电压瞬变装置
CA2929041C (en) * 2013-10-29 2018-02-27 Mitsubishi Electric Corporation Dc power-supply device and refrigeration cycle device
CN106537724B (zh) * 2016-02-05 2020-01-10 Oppo广东移动通信有限公司 充电方法、适配器和移动终端
CN108736741A (zh) * 2018-07-04 2018-11-02 青岛乾程科技股份有限公司 一种宽电压加浪涌电压保护的开关电源

Also Published As

Publication number Publication date
CN113497550A (zh) 2021-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113497550B (zh) 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路
TWI482405B (zh) Emi濾波電容器放電電路及放電方法
TWI713495B (zh) 具有改善的暫態響應的控制架構、裝置及系統
CN106533209B (zh) 两级转换器中的混合升压-旁路转换器以及功率转换器
US20110210712A1 (en) AC or DC POWER SUPPLY EMPLOYING SAMPLING POWER CIRCUIT
US20160301407A1 (en) Control circuit, control method and flyback converter
US10333422B2 (en) Constant inrush current circuit for AC input power supply unit
CN108599543B (zh) 电源充电控制电路及电源充电控制方法
US9985527B2 (en) Switching power supply with short circuit detection
CN108347036B (zh) 一种带输入过欠压保护的开关电源电路和led驱动电路
CN112019071A (zh) 电源转换器
US8593080B2 (en) Ignition control apparatus used in electronic ballast and method thereof
CN216356461U (zh) 一种ac-dc电源开机浪涌电流的控制电路
CN111049377A (zh) 一种开关模式的28v直流系统浪涌抑制及差模噪声抑制电路
TWI497894B (zh) 可使電源供應器在電壓波谷之谷底切換之電源控制器以及相關之控制方法
CN117013813A (zh) 冲击电流的控制方法及装置、存储介质和处理器
CN114337220A (zh) 一种启动冲击电流抑制电路
CN107359785B (zh) 一种开关电源及其启动电路
CN113726175A (zh) 转换装置、控制器及其供电控制方法
JP2001309652A (ja) 電源装置
JP4832277B2 (ja) 電源装置
JP2002325452A (ja) 電源装置
CN117081365B (zh) 供电调整电路、降压变换器及直流电源
CN219247712U (zh) 一种低功耗电容降压电路
CN216564987U (zh) 一种具有涌流限制的电机控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant