CN114465473A - 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备 - Google Patents

具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114465473A
CN114465473A CN202210156261.7A CN202210156261A CN114465473A CN 114465473 A CN114465473 A CN 114465473A CN 202210156261 A CN202210156261 A CN 202210156261A CN 114465473 A CN114465473 A CN 114465473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
power supply
capacitor
converter
digital
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.)
Pending
Application number
CN202210156261.7A
Other languages
English (en)
Inventor
邓联文
张健
廖聪维
黄生祥
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.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
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 Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN202210156261.7A priority Critical patent/CN114465473A/zh
Publication of CN114465473A publication Critical patent/CN114465473A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • 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
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备，开关电源电路包括数字芯片、驱动电路、旁路开关、BCUK变换器及DC‑DC变换器；数字芯片的EN端与所述驱动电路的第一输入端电连接，PWM端与驱动电路的第二输入端电连接；驱动电路的HO输出端与第一NMOS管Q1的栅极连接，LO输出端与第二NMOS管Q2的栅极连接；第三输出端与旁路开关的第三端口连接；旁路开关的第一端口连接电源输入端VIN，第二端口与电感L1的第二端、电容CIN的阳极以及DC‑DC变换器输入端连接；电感L1的第一端与第一NMOS管Q1的源极、第二NMOS管Q2的漏极连接，电感L1的第二端与电容CIN的阳极及DC‑DC变换器输入端连接；本发明实现电容的缓慢充电，抑制了VCIN的变化率，从而抑制了输入浪涌电流。

Description

具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备
技术领域
本发明涉及电源领域，尤其涉及一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备。
背景技术
开关电源电路的性能影响到电气设备的稳定性，能否较好地抑制浪涌电流是开关电源电路设计的关键问题之一。开关电源为通过规定的电磁兼容实验测试，通常需要在输入端接入由X电容、Y电容、共模电感等构成的EMI滤波器。同时，为避免接入滤波器或高输出阻抗电路后的输入产生振荡，还需在电源模块并联大电容以满足阻抗要求，而这会使得电源输入端呈现为容性负载。在容性负载下，当电源设备上电启动时，会在瞬间产生过大的浪涌电流。该浪涌电流会远大于开关电源正常工作的额定电流，会损坏其内部电路结构，容易误触发过流保护电路或熔断保险丝，影响开关电源的正常工作。同时，过大的浪涌电流会降低开关电源内部的固态电容、电解电容、功率半导体等器件的可靠性，缩短其使用寿命。
在开关电源浪涌抑制的应用场合下，通常受制于成本、体积的要求，而采用串联负温度系数(NTC)热敏电阻的方法来抑制输入浪涌电流，其原理图见图1。在开关电源开机前，NTC热敏电阻处于冷态，电阻值较大，在电源启动时可以有效地限制电流；在电源开机后，在工作电流的作用下，NTC热敏电阻温度上升，由于负温度系数的特性，其电阻值急剧下降。串联负温度系数(NTC)热敏电阻方案的优点是：电路结构简单，成本低，方便实用。但存在以下缺点：1、NTC热敏电阻受制于环境温度，在低温环境中，其阻值过大，充电电流过小，开关电源可能启动异常；在高温环境中，其阻值过小，其浪涌电流抑制能力会大幅度下降。2、不适用于频繁、快速地开关机的开关电源，开关电源关机后，NTC热敏电阻必须要从高温低阻状态恢复到常温高阻状态下，才具有良好的浪涌电流抑制能力。短时间内重复启动，其浪涌电流抑制能力会大幅下降。3、在电路正常工作后，NTC热敏电阻存在热损耗，会降低开关电源的转换效率。
同时，典型的浪涌电流抑制电路还有利用有源器件场效应管的可变电阻区来抑制浪涌电流，其原理图见图2。当开关电源启动时，Q1处于关断状态，输入电压VIN通过R2给C1进行充电，C1两端的电压缓慢上升，则VGS缓慢上升。当VGS上升至Q1的VTH时，Q1导通，MOS管的工作状态进入可变电阻区，随着VGS的缓慢上升，启动电流增大，Q1的导通阻值变低，当输入电容CIN充满电后，浪涌抑制功能结束。其优点是不受环境温度影响，不同的温度下均有较强的浪涌电流抑制能力。但也存在如下缺点：
1、频繁快速启动时，浪涌电流抑制能力大幅下降。开关电源断开工作时，C1需要通过R1进行放电，而该回路由于需要一个较大的时间常数τ来抑制浪涌，则在放电也会有较大的时间常数，因此对于开关电源频繁快速启动时，VGS启动的电压高于VTH，浪涌抑制功能则会失效。
2、有源浪涌电流抑制电路的功率损耗会降低开关电源的转换效率，在抑制浪涌电流功能结束后，开关电源处于正常工作状态下，浪涌抑制回路依然会处于导通状态，比没有浪涌抑制功能的电路，在正常工作状态下有更多的能量损耗。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备，以改善上述问题。
本发明是这样实现的：
一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其包括：
数字芯片、驱动电路、旁路开关、BCUK变换器以及DC-DC变换器；所述BCUK变换器包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、电容CIN、电感L1；
所述数字芯片的EN端与所述驱动电路的第一输入端电连接；所述数字芯片的PWM端与所述驱动电路的第二输入端电连接；
所述驱动电路的HO输出端与BCUK变换器的第一NMOS管Q1的栅极连接，LO输出端与BCUK变换器的第二NMOS管Q2的栅极连接；第三输出端与旁路开关的第三端口连接；
所述旁路开关的第一端口用于连接电源输入端VIN，第二端口与BCUK变换器的电感L1的第二端、电容CIN的阳极以及DC-DC变换器输入端连接；
电感L1的第一端与第一NMOS管Q1的源极、第二NMOS管Q2的漏极连接，电感L1的第二端与电容CIN的阳极及DC-DC变换器输入端连接；电容CIN的阳极与DC-DC变换器输入端连接；
其中，PWM端输出的PWM波占空比为0％时，EN端输出为高电平，第一NMOS管Q1关断、第二NMOS管Q2导通、旁路开关关断；随着PWM波的占空比逐渐增大，BUCK电路输出的电压VOUT从0V向输入电压VIN逐渐增大，使得电容CIN两端的电压VCIN缓慢地增大，实现电容的缓慢充电，从而抑制了VCIN的变化率。
优选地，所述旁路开关为PMOS管，所述第一端口为所述PMOS管的源极；所述第二端口为PMOS管的漏极；所述第三端口为PMOS管的栅极。
优选地，所述第一NMOS管Q1的漏极与电源输入端VIN和旁路开关的第一端口连接，第一NMOS管Q1的源极与第二NMOS管Q2的漏极和电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2的漏极与电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2、电容CIN的阴极和DC-DC变换器的另一输入端均接地。
优选地，所述数字芯片包括MCU模块U1以及第一电阻R1；所述第一电阻R1的一端连接所述PWM端，另一端接地。
优选地，所述驱动电路包括半桥驱动芯片U2、非门芯片U3、三极管Q4、第五电容C5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10；其中，所述PWM端连接所述半桥驱动芯片U2的IN端，所述EN端连接所述半桥驱动芯片U2的/SD端以及非门芯片U3的第一输入端A和第二输入端B；非门芯片U3的VDD端连接电源输入端VIN，且通过第五电容C5接地，输出端Y通过第八电阻R8连接至三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接至旁路开关的栅极，且通过第九电阻连接至电源输入端VIN，三极管Q4的发射极通过第十电阻R10接地；所述半桥驱动芯片U2的HO端通过第二电阻R2连接至第一NMOS管Q1的栅极；LO端通过第五电阻连接至第二NMOS管Q2的栅极，VS端连接至电感L1的第一端。
优选地，所述驱动电路还第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2；其中，第一二极管D1的正极连接半桥驱动芯片U2的VCC端以及电源端子VCC；所述电源端子VCC通过第一电容C1接地；所述第一二极管D1的负极连接半桥驱动芯片U2的VB端以及通过第二电容C2连接至VS端；所述第二二极管D2并联在所述第二电阻R2上，且其负极连接第二电阻R2的第一端；正极连接第二电阻R2的第二端；所述第四二极管D4并联在所述第五电阻R5上，且其负极连接第五电阻R5的第一端；正极连接第五电阻R5的第二端。
优选地，所述BCUK变换器还包括第三二极管D3、第五二极管D5、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3和第四电容C4；所述第三二极管D3以及第三电阻R3的两端分别连接第二电阻的第二端以及VS端；所述第五二极管D5以及第六电阻R6的一端连接第五电阻R5的第二端，另一端接地；第三电容C3与第四电阻串联后并联第一NMOS管Q1的源极和漏极；第四电容C4与第七电阻R7串联后并联第二NMOS管Q2的源极和漏极。
优选地，PWM端输出PWM波的占空比从0％逐步增长至100％所用的时间为200ms。
优选地，PWM端输出PWM波的占空比从0％逐步增长至100％所用的时间为100ms。
本发明实施例还提供了一种电子设备，其包括如上述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路。
综上所述，本实施例中，当MCU模块上电复位后，PWM端输出的PWM波占空比D为0％，EN端输出为高电平，第一NMOS管Q1关断、第二NMOS管Q2导通、PMOS管Q3关断。随着PWM波的占空比D逐渐增大，BUCK电路30输出的电压VOUT也从0V向VIN逐渐增大，即电容CIN两端的电压也缓慢地增大，实现电容的缓慢充电，抑制了VCIN的变化率，从而抑制了输入浪涌电流。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的串联负温度系数(NTC)热敏电阻方案的原理框图；
图2是现有的有源浪涌电流抑制方案的原理框图；
图3是本发明第一实施例的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路的电路示意图；
图4是本发明第一实施例的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路的具体电路图；
图5是本发明第一实施例的数字芯片模块产生的EN使能信号和PWM波信号的波形图；
图6是BUCK变换器在不同工作模式下的PWM信号波形及电感电流波形的示意图；
图7是本发明实施例电路中Q1、Q2、Q3的电流波形的示意图；
图8是本发明第一实施例中输入电流与带NTC热敏电阻和未加浪涌抑制模块的启动输入电流对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图3及图4，本发明第一实施例提供了一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其包括：数字芯片10、驱动电路20、旁路开关40、BCUK变换器30以及DC-DC变换器50；所述BCUK变换器30包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、电容CIN、电感L1。其中：
所述数字芯片10的EN端与所述驱动电路20的第一输入端电连接；所述数字芯片10的PWM端与所述驱动电路20的第二输入端电连接。
所述驱动电路20的HO输出端与BCUK变换器30的第一NMOS管Q1的栅极连接，LO输出端与BCUK变换器30的第二NMOS管Q2的栅极连接；第三输出端与旁路开关40的第三端口连接。
所述旁路开关40的第一端口用于连接电源输入端VIN，第二端口与BCUK变换器30的电感L1的第二端、电容CIN的阳极以及DC-DC变换器50输入端连接。
电感L1的第一端与第一NMOS管Q1的源极、第二NMOS管Q2的漏极连接，电感L1的第二端与电容CIN的阳极及DC-DC变换器输入端连接；电容CIN的阳极与DC-DC变换器输入端连接。
具体地，所述数字芯片10包括MCU模块U1以及第一电阻R1；所述第一电阻R1的一端连接所述PWM端，另一端接地。
具体地，所述驱动电路20包括半桥驱动芯片U2、非门芯片U3、三极管Q4、第五电容C5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10；其中，所述PWM端连接所述半桥驱动芯片U2的IN端，所述EN端连接所述半桥驱动芯片U2的/SD端以及非门芯片U3的第一输入端A和第二输入端B；非门芯片U3的VDD端连接电源输入端VIN，且通过第五电容C5接地，输出端Y通过第八电阻R8连接至三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接至旁路开关的栅极，且通过第九电阻连接至电源输入端VIN，三极管Q4的发射极通过第十电阻R10接地；所述半桥驱动芯片U2的HO端通过第二电阻R2连接至第一NMOS管Q1的栅极；LO端通过第五电阻连接至第二NMOS管Q2的栅极，VS端连接至电感L1的第一端。
具体地，所述驱动电路20还第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2；其中，第一二极管D1的正极连接半桥驱动芯片U2的VCC端以及电源端子VCC；所述电源端子VCC通过第一电容C1接地；所述第一二极管D1的负极连接半桥驱动芯片U2的VB端以及通过第二电容C2连接至VS端；所述第二二极管D2并联在所述第二电阻R2上，且其负极连接第二电阻R2的第一端；正极连接第二电阻R2的第二端；所述第四二极管D4并联在所述第五电阻R5上，且其负极连接第五电阻R5的第一端；正极连接第五电阻R5的第二端。
具体地，所述第一NMOS管Q1的漏极与电源输入端VIN和旁路开关的第一端口连接，第一NMOS管Q1的源极与第二NMOS管Q2的漏极和电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2的漏极与电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2、电容CIN的阴极和DC-DC变换器50的另一输入端均接地。
具体地，所述BCUK变换器30还包括第三二极管D3、第五二极管D5、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3和第四电容C4；所述第三二极管D3以及第三电阻R3的两端分别连接第二电阻的第二端以及VS端；所述第五二极管D5以及第六电阻R6的一端连接第五电阻R5的第二端，另一端接地；第三电容C3与第四电阻串联后并联第一NMOS管Q1的源极和漏极；第四电容C4与第七电阻R7串联后并联第二NMOS管Q2的源极和漏极。
具体地，所述旁路开关30为PMOS管，所述第一端口为所述PMOS管的源极；所述第二端口为PMOS管的漏极；所述第三端口为PMOS管的栅极。当然，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，旁路开关30也可以采用其他的开关器件，如NMOS管、晶闸管等，这些方案都在本发明的保护范围之内。
具体地，本实施例采用的电源为微机电源WD990，可同时输出5V和12V的电压，VIN接5V的电源输出，VCC_12V接12V的电源输出。电路通电后，电源给系统通电。
以下详述本发明的具体工作原理：
请参阅图5至图7，在本实施例中，当MCU模块上电复位后，PWM端输出的PWM波占空比D为0％，EN端输出为高电平，第一NMOS管Q1关断、第二NMOS管Q2导通、PMOS管Q3关断。随着PWM波的占空比D逐渐增大，BUCK电路30输出的电压VOUT也从0V向VIN逐渐增大，即电容CIN两端的电压也缓慢地增大，实现电容的缓慢充电，抑制了VCIN的变化率，根据电容的电流公式：
Figure BDA0003512372640000081
从而抑制了输入浪涌电流。
而BUCK电路30输出电压VOUT的电压值，遵循以下公式：断续工作模式(DCM)下：
Figure BDA0003512372640000082
临界工作模式(BCM)和连续工作模式(CCM)下：
VOUT＝VIND。
当PWM波的占空比D增至100％时，此时电容CIN充满电，VOUT＝VIN，EN端使能信号从高电平跳转至低电平，半桥驱动芯片U2停止工作，PMOS管驱动电路输出低电平，第一NMOS管Q1关断、第二NMOS管Q2关断、PMOS管Q3导通，VIN通过PMOS管Q3直接给CIN、VOUT及后级的开关电源变换器供电，浪涌抑制功能完成。其中，电路处于上电阶段时输入电流IIN等于IQ1，处于稳定阶段时输入电流IIN等于IQ3。
在本实施例中，开机浪涌电流抑制的时间即为MCU模块输出PWM波的占空比从0％逐步增长至100％所用的时间。其中，该时间可设置为100ms、200ms。当然，也可以采用其他的时间，如50ms、400ms等，具体视实际需要而设定，本发明不做具体限定。
其中，在单片机程序中，可通过修改代码中定时器模块的超时中断时间或者修改代码中PWM波占空比数值增长的步长来设置开机浪涌电流抑制时间，从而能够根据不同的输入电容的充电时间进行调整，去实现较好的开机浪涌电流抑制效果。此外，需要说明的是，电容充满电后，即PWM波的占空比到达100％后，EN端使能信号都从高电平跳转至低电平，完成浪涌抑制功能。
本发明第二实施例还提供了一种电子设备，其具有上述任一实施例所述的开关电源电路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，包括：数字芯片、驱动电路、旁路开关、BCUK变换器以及DC-DC变换器；所述BCUK变换器包括第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、电容CIN、电感L1；
所述数字芯片的EN端与所述驱动电路的第一输入端电连接；所述数字芯片的PWM端与所述驱动电路的第二输入端电连接；
所述驱动电路的HO输出端与BCUK变换器的第一NMOS管Q1的栅极连接，LO输出端与BCUK变换器的第二NMOS管Q2的栅极连接；第三输出端与旁路开关的第三端口连接；
所述旁路开关的第一端口用于连接电源输入端VIN，第二端口与BCUK变换器的电感L1的第二端、电容CIN的阳极以及DC-DC变换器输入端连接；
电感L1的第一端与第一NMOS管Q1的源极、第二NMOS管Q2的漏极连接，电感L1的第二端与电容CIN的阳极及DC-DC变换器输入端连接；电容CIN的阳极与DC-DC变换器输入端连接；
其中，PWM端输出的PWM波占空比为0％时，EN端输出为高电平，第一NMOS管Q1关断、第二NMOS管Q2导通、旁路开关关断；随着PWM波的占空比逐渐增大，BUCK电路输出的电压VOUT从0V向输入电压VIN逐渐增大，使得电容CIN两端的电压VCIN缓慢地增大，实现电容的缓慢充电，抑制了VCIN的变化率。
2.根据权利要求1所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述旁路开关为PMOS管，所述第一端口为所述PMOS管的源极；所述第二端口为PMOS管的漏极；所述第三端口为PMOS管的栅极。
3.根据权利要求1所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述第一NMOS管Q1的漏极与电源输入端VIN和旁路开关的第一端口连接，第一NMOS管Q1的源极与第二NMOS管Q2的漏极和电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2的漏极与电感L1的第一端连接；第二NMOS管Q2、电容CIN的阴极和DC-DC变换器的另一输入端均接地。
4.根据权利要求1所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述数字芯片包括MCU模块U1以及第一电阻R1；所述第一电阻R1的一端连接所述PWM端，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述驱动电路包括半桥驱动芯片U2、非门芯片U3、三极管Q4、第五电容C5、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10；其中，所述PWM端连接所述半桥驱动芯片U2的IN端，所述EN端连接所述半桥驱动芯片U2的/SD端以及非门芯片U3的第一输入端A和第二输入端B；非门芯片U3的VDD端连接电源输入端VIN，且通过第五电容C5接地，输出端Y通过第八电阻R8连接至三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接至旁路开关的栅极，且通过第九电阻连接至电源输入端VIN，三极管Q4的发射极通过第十电阻R10接地；所述半桥驱动芯片U2的HO端通过第二电阻R2连接至第一NMOS管Q1的栅极；LO端通过第五电阻连接至第二NMOS管Q2的栅极，VS端连接至电感L1的第一端。
6.根据权利要求5所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述驱动电路还第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2；其中，第一二极管D1的正极连接半桥驱动芯片U2的VCC端以及电源端子VCC；所述电源端子VCC通过第一电容C1接地；所述第一二极管D1的负极连接半桥驱动芯片U2的VB端以及通过第二电容C2连接至VS端；所述第二二极管D2并联在所述第二电阻R2上，且其负极连接第二电阻R2的第一端；正极连接第二电阻R2的第二端；所述第四二极管D4并联在所述第五电阻R5上，且其负极连接第五电阻R5的第一端；正极连接第五电阻R5的第二端。
7.根据权利要求6所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，所述BCUK变换器还包括第三二极管D3、第五二极管D5、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7、第三电容C3和第四电容C4；所述第三二极管D3以及第三电阻R3的两端分别连接第二电阻的第二端以及VS端；所述第五二极管D5以及第六电阻R6的一端连接第五电阻R5的第二端，另一端接地；第三电容C3与第四电阻串联后并联第一NMOS管Q1的源极和漏极；第四电容C4与第七电阻R7串联后并联第二NMOS管Q2的源极和漏极。
8.根据权利要求1所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，PWM端输出PWM波的占空比从0％逐步增长至100％所用的时间为200ms。
9.根据权利要求1所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路，其特征在于，PWM端输出PWM波的占空比从0％逐步增长至100％所用的时间为100ms。
10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路。
CN202210156261.7A 2022-02-21 2022-02-21 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备 Pending CN114465473A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210156261.7A CN114465473A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210156261.7A CN114465473A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114465473A true CN114465473A (zh) 2022-05-10

Family

ID=81414546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210156261.7A Pending CN114465473A (zh) 2022-02-21 2022-02-21 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114465473A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116231610A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 四川泰瑞创通讯技术股份有限公司 前端抑制浪涌装置、控制方法、电子装置及可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784439B1 (ko) * 2006-10-30 2007-12-11 한국에너지기술연구원 전원 장치의 돌입전류 억제 회로
CN105471242A (zh) * 2016-01-07 2016-04-06 广东工业大学 一种新型的上电浪涌电流抑制电路
CN205490113U (zh) * 2016-01-07 2016-08-17 广东工业大学 一种新型的上电浪涌电流抑制电路
CN209282830U (zh) * 2019-02-27 2019-08-20 四川爱创科技有限公司 浪涌电流抑制电路
CN213342002U (zh) * 2020-10-30 2021-06-01 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种浪涌电流抑制电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100784439B1 (ko) * 2006-10-30 2007-12-11 한국에너지기술연구원 전원 장치의 돌입전류 억제 회로
CN105471242A (zh) * 2016-01-07 2016-04-06 广东工业大学 一种新型的上电浪涌电流抑制电路
CN205490113U (zh) * 2016-01-07 2016-08-17 广东工业大学 一种新型的上电浪涌电流抑制电路
CN209282830U (zh) * 2019-02-27 2019-08-20 四川爱创科技有限公司 浪涌电流抑制电路
CN213342002U (zh) * 2020-10-30 2021-06-01 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种浪涌电流抑制电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116231610A (zh) * 2023-05-09 2023-06-06 四川泰瑞创通讯技术股份有限公司 前端抑制浪涌装置、控制方法、电子装置及可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114389449B (zh) 自举式开关变换器及其驱动电路
CN114079303A (zh) 用于充电电路的限流控制电路及包括其的充电器
CN114465473A (zh) 具有数字式浪涌电流抑制功能的开关电源电路及电子设备
CN215300494U (zh) 一种降压型dcdc变换器及其欠压保护电路
CN114389450B (zh) 自举式开关变换器及其驱动电路
CN108631565B (zh) 两级式开关电源
CN218161786U (zh) 具有热插拔功能的电源保护电路和具有其的汽车
CN212541261U (zh) 一种关机复位电路、电子设备
JP2015023586A (ja) Ｄｃ−ｄｃ電源回路
CN116169645A (zh) 智能功率模块
CN214101179U (zh) 一种降低开机浪涌功率管损耗的控制开关
CN111725787B (zh) 一种boost直流升压短路保护电路
CN211859597U (zh) 一种峰值限流充电浪涌电流抑制电路
CN113809730A (zh) 一种高压直流输入的反接保护电路
CN217522734U (zh) 一种启动电路、电源电路及电子设备
CN219322275U (zh) 供电电路、辅助电源及电子设备
CN221448381U (zh) 一种直流电源缓启动开关电路
CN218570086U (zh) 一种供电电源及电子设备
CN218569832U (zh) 一种单向保护电路、车电系统及集成芯片
CN218514134U (zh) 电池与外部电源共用的供电电路和具有该电路的电子设备
CN219268715U (zh) 一种抗启动浪涌电流电路
CN111464006B (zh) 一种感性负载驱动电路
CN221058180U (zh) 预充电路、车载充电机及车辆
CN115441719B (zh) 一种用于dc-dc变换器的启动保护模块
CN219204347U (zh) 一种放电电路及内置放电电路的电源

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