CN114567154A - 一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器，属于航天电源技术领域，其特征在于，至少包括：与输入电源连接的过流保护电路；浪涌电流抑制电路，与所述过流保护电路的输出端子连接，抑制开机浪涌电流、对输入到DC/DC的平台100V母线进行滤波、降低DC/DC工作时对平台母线的反射纹波；滤波电路，与所述浪涌电流抑制电路的输出端子连接，采用两级滤波电路，每级滤波电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联一级差模电感。EMI滤波电路采用两级滤波电路设计；每级电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联了一级差模电感。

Description

一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器
技术领域
本发明属于航天电源技术领域，具体涉及一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器。
背景技术
众所周知，作为卫星载荷设备，需要满足对于一次母线反射纹波的要求，防止由于产品后端开关电源类设备，导致母线反射纹波无法满足要求，同时需要满足对于产品启动瞬间浪涌电流的要求。
目前，卫星母线滤波针对小功率二次电源等，滤波效果一般，一般未包含浪涌抑制电路，无法实现对电源启动浪涌的抑制。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器，通过浪涌抑制电路的二级滤波电路，实现对反射纹波和浪涌电流的抑制。
本发明的目的是提供一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器，至少包括：
与输入电源连接的过流保护电路；
浪涌电流抑制电路，与所述过流保护电路的输出端子连接，抑制开机浪涌电流、对输入到DC/DC的平台100V母线进行滤波、降低DC/DC工作时对平台母线的反射纹波；
滤波电路，与所述浪涌电流抑制电路的输出端子连接，采用两级滤波电路，每级滤波电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联一级差模电感。
EMI滤波电路采用两级滤波电路设计；每级电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联了一级差模电感。
优选地，所述过流保护电路包括两个熔断器。
优选地，所述浪涌电流抑制电路包括两个并联的MOS管、稳压管、稳压管的限流电阻、静电防护电阻；其中：所述输入电源的正极依次通过限流电阻、稳压管与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、第七电阻与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、串联电容与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、静电防护电阻与MOS管的G极连接。
优选地，所述限流电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。
优选地，所述并联电阻包括第五电阻和第六电阻。
优选地，所述滤波电路包括第一共模滤波电感、第二共模滤波电感、第一差模滤波电感和第二差模滤波电感；其中：
所述浪涌电流抑制电路的输出端子依次通过第一母线间差模滤波电容组、第一共模滤波电感、第二母线间差模滤波电容组、第二差模滤波电感、第三母线间差模滤波电容组分别与第一差模滤波电感和第二差模滤波电感连接。
优选地，所述第一母线间差模滤波电容组包括第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；所述第二母线间差模滤波电容组包括第七电容和第八电容；所述第三母线间差模滤波电容组包括第九电容和第十电容。
优选地，所述MOS管的连续漏极电流大于45A；静态漏源导通电阻不大于0.029Ω，实际使用最大恒定电流不大于6A，浪涌电流不大于16A，稳定工作最大电流为6A，MOS管功耗小于1W。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.本发明采用二级滤波电路具备良好的电源纹波抑制作用；
2.本发明前端母线正线上设计有熔断器用于产品母线的过流保护；
3、本发明通过在母线回线的MOS电路实现了对于启动浪涌电流的抑制。
附图说明
图1为本发明优选实施例的结构框图；
图2为本发明优选实施例的电路图；
图3为本发明优选实施例中浪涌电流抑制后的波形图；
图4为本发明优选实施例中放电母线电压纹波图。
其中：1、过流保护电路；2、浪涌电流抑制电路；3、滤波电路。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，本发明的技术方案为：
一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器，包括：
与输入电源连接的过流保护电路1；
浪涌电流抑制电路2，与所述过流保护电路的输出端子连接，抑制开机浪涌电流、对输入到DC/DC的平台100V母线进行滤波、降低DC/DC工作时对平台母线的反射纹波；
滤波电路3，与所述浪涌电流抑制电路的输出端子连接，采用两级滤波电路，每级滤波电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联一级差模电感。
EMI滤波电路采用两级滤波电路设计；每级电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联了一级差模电感。其中：
所述过流保护电路包括两个熔断器，熔断器采用上海松山RSG-I-FFA-125V-10A直接并联设计。见图2。
所述浪涌抑制电路能够有效抑制开机浪涌电流、对输入到DC/DC的平台100V母线进行滤波功能、降低DC/DC工作时对平台母线的反射纹波功能。
所述浪涌电流抑制电路包括两个并联的MOS管、稳压管D1、稳压管的限流电阻、静电防护电阻；其中：所述输入电源的正极依次通过限流电阻、稳压管与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、第七电阻与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、串联电容与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、静电防护电阻与MOS管的G极连接。
所述限流电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。
所述并联电阻包括第五电阻R5和第六电阻R6。
浪涌抑制电路主要原理如下：场效应管的工作曲线可以分为夹断区、恒流区、可变电阻区三部分。场效应管工作在可变电阻区时,电流I随Vgs的增加成线性增加，控制Vgs的比值就可以把场效应管的D,S间看成一个线性电阻，从而起到使通路阻抗有大变小，起到浪涌电流的抑制效果。
平台母线输入为100V，R1、R2、R3、R4四个电阻并联阻抗为65k，作为稳压管D1的限流电阻，采用串并联冗余设计，限制母线电流＜100V/65k＝1.53mA。
稳压管选用873厂的D1作为稳压电路，母线上电后，稳压管D1稳定在13.5V，通过后端电阻R5、R6并联后和R7分压得到13.5V×10k/(2.55K+10k)＝10.8V给MOS管GS间的两只串联电容C1、C2充电，充电过程中，DS间的电流也会缓慢上升，最终达到最大值，达到缓启动的作用。
两个MOS管T1、T2选用771所研制的抗辐照MOS管LCS7583T1RHl，采用两只并联设计，可以满足20A电流能力，此处可根据具体过流能力选择MOS管。作为优选，所述MOS管的连续漏极电流大于45A；静态漏源导通电阻不大于0.029Ω，实际使用最大恒定电流不大于6A，浪涌电流不大于16A，稳定工作最大电流为6A，MOS管功耗小于1W。
静电防护电阻包括第八电阻R8和第九电阻R9。
所述滤波电路：EMI滤波电路采用两级滤波电路设计；每级电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联了一级差模电感。
所述滤波电路包括第一共模滤波电感L1、第二共模滤波电感L2、第一差模滤波电感L3和第二差模滤波电感L4；其中：
所述浪涌电流抑制电路的输出端子依次通过第一母线间差模滤波电容组、第一共模滤波电感、第二母线间差模滤波电容组、第二差模滤波电感、第三母线间差模滤波电容组分别与第一差模滤波电感和第二差模滤波电感连接。
所述第一母线间差模滤波电容组包括第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5和第六电容C6；所述第二母线间差模滤波电容组包括第七电容C7和第八电容C8；所述第三母线间差模滤波电容组包括第九电容C9和第十电容C10；
C3～C10均为母线间差模滤波电容，C11～C18与结构连接为共模滤波电容。
测得浪涌电流如附图3所示，证实本发明能够实现浪涌抑制作用，浪涌电流幅值＜20A，浪涌电流上升斜率＜10-6A/S，浪涌持续时间＜5ms。
母线纹波如图4所示，满足峰峰值≯500mV的要求。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，至少包括：
与输入电源连接的过流保护电路；
浪涌电流抑制电路，与所述过流保护电路的输出端子连接，抑制开机浪涌电流、对输入到DC/DC的平台100V母线进行滤波、降低DC/DC工作时对平台母线的反射纹波；
滤波电路，与所述浪涌电流抑制电路的输出端子连接，采用两级滤波电路，每级滤波电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联一级差模电感。
EMI滤波电路采用两级滤波电路设计；每级电路包含正负母线间共模X电容、正负母线与机壳之间Y电容和一级共模电感，正负线输出上串联了一级差模电感。
2.根据权利要求1所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述过流保护电路包括两个熔断器。
3.根据权利要求1所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述浪涌电流抑制电路包括两个并联的MOS管、稳压管、稳压管的限流电阻、静电防护电阻；其中：所述输入电源的正极依次通过限流电阻、稳压管与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、第七电阻与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、串联电容与MOS管的S极连接，所述输入电源的正极依次通过限流电阻、并联电阻、静电防护电阻与MOS管的G极连接。
4.根据权利要求3所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述限流电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻。
5.根据权利要求3所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述并联电阻包括第五电阻和第六电阻。
6.根据权利要求1所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述滤波电路包括第一共模滤波电感、第二共模滤波电感、第一差模滤波电感和第二差模滤波电感；其中：
所述浪涌电流抑制电路的输出端子依次通过第一母线间差模滤波电容组、第一共模滤波电感、第二母线间差模滤波电容组、第二差模滤波电感、第三母线间差模滤波电容组分别与第一差模滤波电感和第二差模滤波电感连接。
7.根据权利要求6所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述第一母线间差模滤波电容组包括第三电容、第四电容、第五电容和第六电容；所述第二母线间差模滤波电容组包括第七电容和第八电容；所述第三母线间差模滤波电容组包括第九电容和第十电容。
8.根据权利要求3所述的包含浪涌电流抑制的电源滤波器，其特征在于，所述MOS管的连续漏极电流大于45A；静态漏源导通电阻不大于0.029Ω，实际使用最大恒定电流不大于6A，浪涌电流不大于16A，稳定工作最大电流为6A，MOS管功耗小于1W。
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