CN115622381B - 一种控制电容逐步上电的装置 - Google Patents
一种控制电容逐步上电的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115622381B CN115622381B CN202211275266.8A CN202211275266A CN115622381B CN 115622381 B CN115622381 B CN 115622381B CN 202211275266 A CN202211275266 A CN 202211275266A CN 115622381 B CN115622381 B CN 115622381B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capacitor
- voltage
- energy storage
- storage capacitor
- mos tube
- 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
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 87
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 description 27
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 16
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering 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
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/50—Charging of capacitors, supercapacitors, ultra-capacitors or double layer capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种控制电容逐步上电的装置，用于充电电路中储能电容的上电控制，包括上电控制电路、旁路控制电路、第一MOS管、电感和二极管，其中第一MOS管用于控制充电电路通断，电感用于限制充电电流，上电控制电路用于控制第一MOS管通断进而实现对储能电容的第一阶段充电控制，旁路控制电路通过其包括的第二MOS管旁路并联电感、第一MOS管串联结构，当第二MOS管导通时使电感、第一MOS管串联结构被旁路，由此通过第二MOS管实现储能电容的第二阶段充电。本发明可实现给电子设备中的电容逐步上电，并能够避免上电时的冲击电流，保证了系统稳定。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体是一种控制电容逐步上电的装置。
背景技术
在一些电子产品例如高速摄像机产品等，为了应对EMC认证或者给系统提供瞬态功率，会在主电源入口处设计大容值的储能电容，由主电源向电容充电，并由电容向后面负载放电。一般主电源采用适配器或电池等，当接入适配器或者电池瞬间，由于充电回路中阻抗很小(几十mΩ基本都是线路的电阻)，会导致电容充电电流很大，而且持续时间长，可能会引起主电源或者系统电源电压暂降，如果是电池供电电流极大且带电拔插会打火，还会影响拔插连接器(热插拔)寿命。
为了解决主电源接入瞬间电容充电电流过大的问题，现有技术一般在主电源和电容组成的充电回路中接入NTC(负温度系数热敏电阻)，如图1所示，主电源为DC电源，DC电源向电容C充电，NTC串联接入至主电源、电容之间。之所以采用NTC，主要利用NTC阻值随温度变化的特性，当DC电源第一次接入时，NTC的阻值很大，可限制冲击电流，防止电容C的充电电流过大，NTC随温度升高后电阻变小，以适用于正常电流。采用NTC的优势是成本低，缺点是始终发热功耗大，冷却需要较长的时间，反应慢，关掉电源后，NTC还需要一段冷却时间以使阻值升高到常温态以备下一次启动，如果电源关掉后马上开启，此时热敏电阻NTC可能还没有完全冷却，进而无法对上电电流形成限制作用。
现有技术公开号为CN 106505707 A的中国专利“一种超级电容模组充电电源”，其中公开了利用ADC采集电容充电时的电流、电压参数并送入MCU，由MCU基于采集的电流、电压参数进行计算，并基于计算结果来控制电容充电电流。这种方法虽然能够实现电容充电时的电流控制，但其依赖MCU内部特定的程序算法来进行计算，若MCU出现故障如程序崩溃等情况时，电容将不受控，因此可靠性低。并且，MCU启动时需要时间，在这段时间内电容同样是不受控的，仍然存在电容充电电流过大的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制电容逐步上电的装置，以解决现有技术基于控制单元控制调节电容充电电流存在依赖程序算法、可靠性低的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种控制电容逐步上电的装置，用于电子设备中储能电容的上电控制，包括上电控制电路、旁路控制电路、第一MOS管、电感和二极管，其中：
所述第一MOS管通过漏极与所述电感串联后接入所述控制装置中，第一MOS管导通时对储能电容充电，第一MOS管截止时储能电容充电截止，所述二极管按充电电路中充电电流方向反向并联所述电感；
所述上电控制电路包括RC电路、锯齿波振荡电路、第二比较器，所述RC电路接入储能电容的正极电压并输出相应波形的电压，所述锯齿波振荡电路以储能电容的正极电压作为供电电压，并由锯齿波振荡电路输出锯齿波电压，第二比较器以RC电路输出的相应波形电压作为同相输入端的输入信号，第二比较器以锯齿波振荡电路输出的锯齿波电压作为反相输入端的输入信号，由第二比较器比较RC电路输出的相应波形电压、锯齿波振荡电路输出的锯齿波电压后输出在连续时间上占空比逐渐增大的方波电压至第一MOS管的栅极，以驱动第一MOS管导通，通过所述占空比逐渐增大的方波电压控制第一MOS管的导通时间逐渐增大，进而保证储能电容的上电电流能够持续稳定；
所述旁路控制电路包括第一比较器、第二MOS管，第二MOS管在控制装置中旁路并联于第一MOS管、电感形成的串联结构，第二MOS管导通时使第一MOS管、电感形成的串联结构在充电电路中被旁路，所述第一比较器以基准电压作为同相输入端的输入信号，第一比较器以储能电容负极电压作为反向输入端的输入信号，由第一比较器比较自身两个输入后输出电压至第二MOS管的栅极，第二MOS管受控于第一比较器，第二MOS管导通时使第一MOS管、电感形成的串联结构被旁路，由此充电电路中储能电容通过第二MOS管上电。
进一步的，用于放电电路中储能电容释放电荷的控制，所述储能电容首先通过旁路控制电路中的第二MOS管释放电荷，直至第一比较器输出的电压不足以使第二MOS管导通时，储能电容再通过自身等效电阻释放电荷。
进一步的，所述储能电容并联有辅助放电电阻。
进一步的，所述旁路控制电路中，第一比较器采用具有OD或OC门输出的比较器。
进一步的，所述第一比较器采用最大供电电压大于储能电容正极电压、最小供电电压接近第二MOS管开启所需最小栅源阈值电压的比较器。
进一步的，所述上电控制电路中，RC电路中的电容为可调电容，通过调节可调电容大小进一步控制储能电容上电速度。
进一步的，所述可调电容为瓷片电容。
进一步的，所述旁路控制电路还包括电阻分压电路，储能电容正极电压经电阻分压电路分压后得到分压电压，所述第一比较器以所述分压电压作为同相输入端的输入信号。
进一步的，所述旁路控制电路中，第二MOS管采用开启所需最小栅源阈值电压为1V～2V的MOS管。
本发明可实现电源对储能电容的两个阶段上电过程。第一阶段上电过程中，由第二比较器输出具有逐渐增大的占空比的方波电压，来控制第一MOS管导通时间逐渐增大，进而保证储能电容上电电流稳定，因此第一阶段上电过程实际上是自适应控制储能电容的逐步上电的过程。第二阶段上电过程中，通过第一比较器控制第二MOS管导通以使电感、第一MOS管串联结构旁路，由此充电电路通过第二MOS管充电，故第二阶段上电过程实际上是无调节的平稳上电过程。两个阶段上电过程中，第一比较器、第二比较器均引入储能电容的正极电压，基于从充电电路中引入的电压来形成向对应MOS管的输出，因此由两个阶段上电过程构成的整个上电过程是对充电电路中电压自适应后的控制调节过程。可见，本发明所有过程均由本发明装置基于电路自动实现，无须依赖外部软件程序进行计算，可靠性较高。
本发明第一个阶段上电过程中，通过上电控制电路向第一MOS管输出占空比逐渐增大的波形电压实现，由波形电压控制第一MOS管导通，并由波形电压逐渐增大的占空比控制第一MOS管导通时间逐渐增大，由此保证储能电容上电电流稳定。因此通过该方式在给储能电容进行第一阶段上电时，能够避免充电电路接通瞬间出现过大的充电电流，还可以通过调节Cb来调节上电总时间，以满足上电速度需求。
本发明中，第一MOS管与电感串联接入控制装置中，利用电感的电流不会突变这一特点，限制第一MOS管开通时的电流，且电感不会产生额外的损耗。
由此可见，与现有技术相比，本发明可实现给电子设备中的电容逐步上电，并能够避免上电时的冲击电流，保证了系统稳定，延长了其他电子部件如连接器等的寿命。
附图说明
图1是现有技术NTC限流的充电电路图。
图2是本发明实施例电路结构图。
图3是本发明实施例中第一比较器基准电压配置电路图。
图4是本发明实施例中第二比较器驱动第一MOS管的波形图。
图5是本发明实施例中储能电容完整上电过程流程图。
图6是本发明实施例中储能电容第一阶段放电控制图。
图7是本发明实施例中储能电容等效模型图。
图8是本发明实施例中储能电容完整放电过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图2所示，本实施例控制电容逐步上电的装置，包括上电控制电路、旁路控制电路、第一MOS管Q1，电感L、二极管D。本实施例用于包括电源、储能电容Ca的充电电路中储能电容Ca的上电控制，以及用于包括储能电容Ca、负载Load的放电电路中，储能电容Ca经过负载Load释放电荷。
本实施例中，电源的负极接地GND，电源的正极通过开关SW与储能电容Ca的一端(即Ca的正极端)连接，储能电容Ca另一端(即Ca的负极端)与电感L一端连接，电感L另一端与第一MOS管Q1的漏极连接从而形成串联结构，第一MOS管Q1的源极接地。二极管D反向并联于电感L，即二极管D的阳极连接于电感L、第一MOS管Q1漏极之间，二极管D的阴极连接于电感L、储能电容Ca负极端之间，由此形成充电回路。在充电回路中，第一MOS管Q1导通时整个充电回路导通，第一MOS管Q1关断时整个充电回路关断。
上电控制电路包括由电阻Rb、电容Cb串联构成的RC电路，以及锯齿波振荡电路U3、第二比较器U2。RC电路中的电容Cb一端接地，RC电路中的电阻Rb一端连接至电源正极、储能电容Ca正极端之间，由此RC电路接入储能电容Ca正极电压Vp，并在电阻Rb、电容Cb之间产生相应波形电压并输出至第二比较器U2的同相输入端。
锯齿波振荡电路U3的输入连接至电源正极、储能电容Ca正极端之间，由此锯齿波振荡电路U3以储能电容Ca正极电压Vp作为供电电压，并由锯齿波振荡电路U3产生锯齿波电压并输出至第二比较器U2的反相输入端。
第二比较器U2中对RC电路输出的相应波形电压、锯齿波振荡电路U3输出的锯齿波电压进行比较后，得到如图4所示的占空比在连续时间上逐渐增大的方波电压。第二比较器U2的输出端与第一MOS管Q1的栅极连接，由此第二比较器U2向第一MOS管Q1输出方波电压，以控制第一MOS管Q1的导通和关断。
旁路控制电路包括第一比较器U1、第二MOS管Q2。第二MOS管Q2并联于电感L、第一MOS管Q1形成的串联结构，即第二MOS管Q2的漏极连接至电感L、储能电容Ca负极端之间，第二MOS管Q2的源极接地，因此第二MOS管Q2导通时，使电感L、第一MOS管Q1形成的串联结构被旁路。
第一比较器U1的反相输入端接入至储能电容Ca负极端、电感L之间，由此第一比较器U1的反相输入端接入电容Ca的负极电压Vc作为输入。第一比较器U1的同相输入端接入基准电压Vref，如图3所示，采用一个由电阻R1和电阻R2串联形成的电阻分压电路，电阻分压电路一端接入电源正极、储能电容Ca正极端之间以接入储能电容Ca正极电压Vp，电阻分压电路另一端接地，并在分压电路的电阻R1、R2之间引出电压作为基准电压Vref接入至第一比较器U1的同相输入端。
第一比较器U1的输出端连接第二MOS管Q2的栅极，由第一比较器U1对自身两个输入进行比较后输出电压至第二MOS管Q2，当第一比较器U1输出的电压足以使第二MOS管Q2导通时，此时第二MOS管Q2使电感L、第一MOS管Q1形成的串联结构被旁路。第一比较器U1的输出端还通过一个上拉电阻R接入电容Ca正极电压Vp。
本实施例中，从电源的正极、储能电容Ca正极端之间引出导线与负载Load的一端连接，负载Load的另一端接地。负载Load等效为电子设备中其他需要供电的部件。
本实施例可以给储能电容Ca分阶段逐步上电，不会像常规电路那样，突然将电源电压施加给储能电容Ca，也不会产生持续的较大的冲击电流。以下对本实施例具体上电、放电过程进行说明。
一、如图2、图5所示，储能电容Ca逐步上电过程如下：
本实施例以适配器或电池作为电源为例进行说明。适配器或电池接入系统瞬间，第一MOS管Q1和第二MOS管Q2均处于关闭状态，储能电容Ca无充电回路，此时有△VCa＝12V-Vc＝0V，即Vc＝12V，其中△VCa为储能电容Ca两端的压差，Vc为储能电容Ca的负极电压值。接着储能电容Ca上电，使储能电容Ca充满电，分两个阶段进行。
A、第一阶段上电过程：
上电后第二比较器U2、锯齿波振荡电路U3等开始工作，上电控制电路起作用，由于第二比较器U2反相端为锯齿波信号、同相端为电阻Rb与电容Cb电路形成的逐渐增大的电压，即如图4所示的波形曲线，因此第二比较器U2输出占空比逐步增大的方波电压，用于控制第一MOS管Q1。在第一MOS管Q1为ON时，从图2中回路①给储能电容Ca充电，此时有iCa＝iL，其中iCa为电容Ca的实际充电电流，iL为电感L的电流，且受电感L的感抗限制，储能电容Ca是逐步增加的，在第一MOS管Q1为OFF时，此时有iCa＝0,储能电容Ca不充电(iCa＝0)，电感L能量通过图2中回路②续流，随着储能电容Ca的充电，Vc值逐渐下降。
电阻Rb和电容Cb组成的RC电路其输出的波形，与锯齿波经过第二比较器U2比较后，由第二比较器U2输出占空比逐渐增大的方波电压，即该方波电压中后一个周期的占空比比前一个周期的占空比大。这种变占空比控制的优势是：让上电电流iCa稳定，保证上电速度,第一阶段上电不至于太慢，并且还可以通过调节RC电路中电容Cb来调整第一阶段上电总时间，电容Cb越大，第一阶段上电越慢，电容Cb越小，第一阶段上电越快。
方波电压中第二个周期占空比增大一点，而占空比增大，相应第一MOS管Q1的导通时间增长，因此方波电压第二个周期时第一MOS管Q1导通的时间大于第一个周期时的导通时间，以此类推，实现逐步给储能电容Ca充电。随着每个周期储能电容Ca积累电荷，△VCa逐渐增大，Vc电平逐渐下降。储能电容Ca充电过程中，旁路控制电路中的第一比较器U1在时刻监测Vc电压值。当Vc<Vref,第一阶段上电结束。
B、第二阶段上电过程：
当Vc﹤Vref时，第一比较器U1输出电压VU1_out﹥VGS(th)[Q2]，则第二MOS管Q2开通，其中VGS(th)[Q2]为第二MOS管Q2开启所需的最小栅源阈值电压。此时电感L和第一MOS管Q1形成的串联结构被第二MOS管Q2完全旁路，储能电容Ca的负极端与地GND连接，储能电容Ca完全接入到主回路中。
基准电压Vref通过分压来配置，如图3所示，比如配置Vref＝2V，那么当Vc下降到小于2V时，开始第二阶段上电(也就是储能电容Ca完全接入系统)。
因为经过了第一阶段充电，储能电容Ca已经充了80％以上电量，加在线路上的电压较小，故储能电容Ca在第二阶段完全接入系统时，也不会产生冲击电流。
可见本实施例中，适配器或电池接入系统后，当Vc﹥Vref，对储能电容Ca进行第一阶段上电，图2中回路①和回路②起作用。当Vc﹤Vref时，对储能电容Ca进行第二阶段上电，图2中回路③起作用，完成整个逐步上电过程。
二、如图8所示，储能电容Ca释放电荷过程如下：
适配器或电池(12V)从系统中断开时，储能电容Ca处于满电状态，电容Ca电荷的完全释放，分两个阶段进行。
C、第一阶段见图6储能电容Ca放电控制图中放电回路④，储能电容Ca放出的电流依次经负载Load、地GND、第二MOS管Q2后回到储能电容Ca的负极，此过程为常规放电过程(也是系统正常工作时，储能电容Ca对负载Load供电的回路)，速度较快。对放电回路④进一步解释如下：
本实施例中第一比较器U1采用OD门或OC门输出形式的比较器，其输出端需要加上拉电阻R。当第一比较器U1的反相端电压V-﹤第一比较器U1的同相端电压V+，第一比较器U1内部的OD门处于关闭状态，输出电压始终被上拉到Vp。
开关SW刚断开时，第二MOS管Q2仍为开通状态，储能电容Ca的负极端与地相连接(Vc＝GND)，即第一比较器U1的反相端电压V-＝0V(GND)，第一比较器U1的同相端电压V+即基准电压Vref是Vp通过电阻分压得到的(见图3，Vref可以通过R1和R2分压来配置)，V+始终大于0V，则第一比较器U1的反相端电压V-﹤第一比较器U1的同相端电压V+，第一比较器U1的输出为高电平，电平值为Vp，只要Vp﹥第二MOS管Q2开启所需的最小栅源阈值电压VGS(th)[Q2]，第二MOS管Q2就处于导通状态，实际上第一比较器U1和第二MOS管Q2形成了互锁，第二MOS管Q2的导通让第一比较器U1的输出为高电平，第一比较器U1的输出的高电平又驱动第二MOS管Q2持续导通。
随着储能电容Ca放电，Vp逐渐下降，当Vp﹤VGS(th)[Q2]时，第一比较器U1就无法驱动第二MOS管Q2，第二MOS管Q2关断，图6中路径④被切断，储能电容Ca无法通过负载放电，但此时储能电容Ca只剩余少量电荷。
第一比较器U1可选宽电压供电的，比如TI的LM2903，供电范围在2V～30V,Vp的下降，不影响储能电容Ca的工作。第二MOS管Q2可选低栅源极阈值电压VGS(th)，比如安森美的NTMFS5C682NL(导通阈值在1.2V～2.0V)，VGS(th)越低，第一阶段放电结束后，储能电容Ca剩余的电量越少。
第一阶段放电过程中，电感L左侧通过第二MOS管Q2始终与GND连接，电感L和Q1串联的结构电路仍是被第二MOS管Q2旁路，放电电流不会经过电感L。
D、第二阶段见图7储能电容Ca等效模型中的放电回路⑤，主要是释放储能电容Ca剩余的少量电荷，此时储能电容Ca正极端释放的电荷经大电阻Rp返回至储能电容Ca负极端。对回路⑤进一步解释如下：
从图7所示的储能电容Ca模型了解，储能电容Ca并非理想储能元件，跨接在电容两极有个大电阻Rp(MΩ级)，剩余的少量电荷(1V～2V)即可通过电容自身并联的等效电阻Rp放电，即图中的放电路径⑤，如果担心此过程较慢，可以在储能电容Ca两端人为再跨接一个MΩ级的辅助放电电阻。
可见本实施例中，开关SW断开(适配器或电池脱离系统)后，储能电容Ca经过第一阶段放电(回路④)和第二阶段放电(回路⑤)，完成所有电荷的释放，最终储能电容Ca压差为0V，第一阶段和第二阶段放电的判断条件是Vp>VGS(th)[Q2]。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种控制电容逐步上电的装置，用于对电子设备中储能电容的上电控制，其特征在于，包括上电控制电路、旁路控制电路、第一MOS管、电感和二极管，其中：
所述第一MOS管通过漏极与所述电感串联后接入所述控制电容逐步上电的装置中，第一MOS管导通时对储能电容充电，第一MOS管截止时储能电容充电截止，所述二极管按充电电路中充电电流方向反向并联所述电感；
所述上电控制电路包括RC电路、锯齿波振荡电路、第二比较器，所述RC电路接入储能电容的正极电压并输出相应波形的电压，所述锯齿波振荡电路以储能电容的正极电压作为供电电压，并由锯齿波振荡电路输出锯齿波电压，第二比较器以RC电路输出的相应波形电压作为同相输入端的输入信号，第二比较器以锯齿波振荡电路输出的锯齿波电压作为反相输入端的输入信号，由第二比较器比较RC电路输出的相应波形电压、锯齿波振荡电路输出的锯齿波电压后输出在连续时间上占空比逐渐增大的方波电压至第一MOS管的栅极，以驱动第一MOS管导通和关断，通过所述占空比逐渐增大的方波电压控制第一MOS管的导通时间逐渐增大，进而保证储能电容的上电电流能够持续稳定；
所述旁路控制电路包括第一比较器、第二MOS管，第二MOS管可以旁路充电电路中并联于第一MOS管、电感形成的串联结构，第二MOS管导通时使第一MOS管、电感形成的串联结构在充电电路中被旁路，所述第一比较器以基准电压作为同相输入端的输入信号，第一比较器以储能电容负极电压作为反向输入端的输入信号，由第一比较器比较自身两个输入后输出电压至第二MOS管的栅极，第二MOS管受控于第一比较器，第二MOS管导通时使第一MOS管、电感形成的串联结构被旁路，由此控制装置中的储能电容通过第二MOS管上电。
2.根据权利要求1所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，用于控制装置中储能电容释放电荷，所述储能电容首先通过旁路控制电路中的第二MOS管释放电荷，直至第一比较器输出的电压不足以使第二MOS管导通时，储能电容再通过自身等效电阻释放剩余的电荷。
3.根据权利要求2所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述储能电容并联有辅助放电电阻。
4.根据权利要求2所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述旁路控制电路中，第一比较器采用具有OD或OC门输出的比较器。
5.根据权利要求4所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述第一比较器采用最大供电电压大于储能电容正极电压、最小供电电压接近第二MOS管开启所需最小栅源阈值电压的比较器。
6.根据权利要求1或2所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述上电控制电路中，RC电路中的电容为可调电容，通过调节可调电容大小进一步控制储能电容上电速度。
7.根据权利要求6所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述可调电容为瓷片电容。
8.根据权利要求1或2所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述旁路控制电路还包括电阻分压电路，储能电容正极电压经电阻分压电路分压后得到分压电压，所述第一比较器以所述分压电压作为同相输入端的输入信号。
9.根据权利要求1或2所述的一种控制电容逐步上电的装置，其特征在于，所述旁路控制电路中，第二MOS管采用开启所需最小栅源阈值电压为1V~2V的MOS管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211275266.8A CN115622381B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种控制电容逐步上电的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211275266.8A CN115622381B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种控制电容逐步上电的装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115622381A CN115622381A (zh) | 2023-01-17 |
| CN115622381B true CN115622381B (zh) | 2023-12-08 |
Family
ID=84862263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211275266.8A Active CN115622381B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种控制电容逐步上电的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115622381B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203387397U (zh) * | 2013-08-15 | 2014-01-08 | 广东易事特电源股份有限公司 | 大功率光伏逆变器辅助电源软起电路结构 |
| CN103683882A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-26 | 天津航空机电有限公司 | 一种开关电源输入启动限流电路 |
| CN204886263U (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-16 | 深圳市麦格米特控制技术有限公司 | 一种超级电容放电控制电路 |
| CN106505707A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-15 | 丽水学院 | 一种超级电容模组充电电源 |
| CN110943499A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 胡春生 | 一种新型储能电路 |
| DE102019201606A1 (de) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Audi Ag | Verfahren zum elektrischen Vorladen eines Zwischenkreiskondensators im Hochvoltsystem eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs sowie ein derartiges Hochvoltsystem |
| CN112467971A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 郑州嘉晨电器有限公司 | 一种缓启动电路 |
| CN216872883U (zh) * | 2021-12-30 | 2022-07-01 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 | 一种带滞环比较器的电容预充电装置 |
-
2022
- 2022-10-18 CN CN202211275266.8A patent/CN115622381B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203387397U (zh) * | 2013-08-15 | 2014-01-08 | 广东易事特电源股份有限公司 | 大功率光伏逆变器辅助电源软起电路结构 |
| CN103683882A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-26 | 天津航空机电有限公司 | 一种开关电源输入启动限流电路 |
| CN204886263U (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-16 | 深圳市麦格米特控制技术有限公司 | 一种超级电容放电控制电路 |
| CN106505707A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-03-15 | 丽水学院 | 一种超级电容模组充电电源 |
| CN110943499A (zh) * | 2018-09-25 | 2020-03-31 | 胡春生 | 一种新型储能电路 |
| DE102019201606A1 (de) * | 2019-02-07 | 2020-08-13 | Audi Ag | Verfahren zum elektrischen Vorladen eines Zwischenkreiskondensators im Hochvoltsystem eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs sowie ein derartiges Hochvoltsystem |
| CN112467971A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-09 | 郑州嘉晨电器有限公司 | 一种缓启动电路 |
| CN216872883U (zh) * | 2021-12-30 | 2022-07-01 | 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心 | 一种带滞环比较器的电容预充电装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115622381A (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10333405B2 (en) | Systems and methods for enhanced efficiency auxiliary power supply module | |
| US9054596B2 (en) | Device for synchronous DC-DC conversion and synchronous DC-DC converter | |
| CN102611306A (zh) | 开关变换器及其控制电路和控制方法 | |
| CN201576955U (zh) | 一种电源管理装置 | |
| CN113238604B (zh) | 一种恒压控制电路、芯片及系统 | |
| CN108809071A (zh) | 一种开关电源的软启动控制电路以及开关电源 | |
| CN105281568A (zh) | 降压电路 | |
| CN112039319A (zh) | 驱动电路和驱动方法 | |
| CN107425580B (zh) | 基于比较器的充放电电路 | |
| CN104039053A (zh) | 低电压供电控制方法、电路及应用其的低电压供电电路 | |
| CN101478226A (zh) | 一种直流电源预置电压链式电压型逆变器功率单元的旁路电路 | |
| TWI404298B (zh) | 電力管理系統、電源系統、以及對負載供電之方法 | |
| CN115622381B (zh) | 一种控制电容逐步上电的装置 | |
| CN112510786A (zh) | 一种低功耗锂电池转u型电池的电源管理系统线路 | |
| CN105449995B (zh) | 驱动控制电路和驱动控制方法以及开关电源 | |
| CN112510290A (zh) | 一种锂电池的加热控制装置及太阳能控制系统 | |
| CN111883085B (zh) | 一种改善液晶设备稳定工作的装置 | |
| CN111525641B (zh) | 基于数字控制的微纳卫星脉冲功率电源系统 | |
| CN112510998B (zh) | 一种太阳能mppt升压装置 | |
| CN112636416A (zh) | 一种可同口充放电的低功耗锂电池转u型电池的电源管理系统线路 | |
| KR102195448B1 (ko) | 전력관리 집적회로 및 에너지 하베스팅 시스템 | |
| CN207733019U (zh) | 开关电源及led驱动电路 | |
| CN105050275B (zh) | Led恒流驱动电路及其控制方法 | |
| CN221058180U (zh) | 预充电路、车载充电机及车辆 | |
| TWI440274B (zh) | 具過流保護升壓轉換器 |
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 |