CN203574534U - 一种浪涌电流抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种浪涌电流抑制电路，低压DC电源的正极与第一电阻的一端相连，第一电阻和第一电容串联，第一电容的另一端和低压DC电源的负极相连，场效应管的栅极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与低压DC电源的正极相连，场效应管的源极与低压DC电源的负极相连，场效应管的漏极与第三电容的一端相连，第三电容的另一端与低压DC电源的正极相连，场效应管的漏极与栅极之间连接有依次串联的第二电容和第四电阻，快速放电回路包括第二电阻和二极管，第二电阻并联在第一电容的两端，二极管的负极连接在第一电阻和第二电阻之间，二极管的正极与场效应管的栅极相连。本实用新型很好地实现了浪涌电流的抑制作用且解决了损耗大的缺陷。

Description

一种浪涌电流抑制电路

技术领域

本实用新型属于电学技术领域，具体涉及一种浪涌电流抑制电路。

背景技术

    目前对于大多数的DC-DC开关电源，在开机的瞬间，会在其供电母线上产生一个很大的电流，也就是通常所说的浪涌电流。浪涌电流产生的原因主要是由于DC-DC开关电源输入端的滤波电路内部使用了容性器件，当此类电路初始接入供电母线中时，由于电容处于尚未充电的初始状态，供电母线开关导通的瞬间便会产生很大的浪涌电流。浪涌电流的产生，不仅对电路中的元器件带来很大的瞬时应力，造成元器件受损，还会对挂接在同一供电母线上的其他用电设备产生较大的瞬时干扰。因此，对DC—DC开关电源的浪涌电流加以抑制，是十分必要的。

现有技术中第一种方案通常利用简单的电感器件进行浪涌电流抑制，这种电路结构非常简单，在输入线路上串接一个差模电感，在差模电感前接入一个快恢复二极管，快恢复二极管的负极与供电地线连接。这种方式的浪涌抑制电路的基本原理就是利用电感抑制电流突变的基本特性，从而对瞬间的浪涌电流进行有效抑制。但要想达到预期的限流目的，必须达到一定的电感量才可以，所以电感的体积会相对比较大，在大功率应用时，会出现较大的损耗，这在高密率密度电源中时无法忍受的。第二种方案是在输入侧加一NTC热敏电阻，利用NTC热敏电阻在常温状态下具有较高阻值来限制上电浪涌电流，上电后由于NTC热敏电阻上流过电流发热使其电阻值降低以减小NTC热敏电阻上的损耗，这种方案虽然简单，但存在的问题是限制上电浪涌电流性能受环境温度和NTC热敏电阻的初始温度影响，在环境温度较高或在上电时间间隔很短时，NTC热敏电阻起不到限制上电浪涌电流的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了提供一种浪涌电流抑制电路，以解决开关电源在开启瞬间引起的浪涌电流的抑制问题。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种浪涌电流抑制电路，包括低压DC电源、场效应管和快速放电回路，所述低压DC电源的正极与第一电阻的一端相连，第一电阻和第一电容串联，第一电容的另一端和低压DC电源的负极相连，所述场效应管的栅极与第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与低压DC电源的正极相连，所述场效应管的源极与低压DC电源的负极相连，所述场效应管的漏极与第三电容的一端相连，第三电容的另一端与低压DC电源的正极相连，所述场效应管的漏极与栅极之间连接有依次串联的第二电容和第四电阻，所述快速放电回路包括第二电阻和二极管，第二电阻并联在第一电容的两端，二极管的负极连接在第一电阻和第二电阻之间，二极管的正极与场效应管的栅极相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述场效应管的栅极与源极之间连接有稳压管，稳压管的负极与场效应管的栅极相连，稳压管的正极与场效应管的源极相连。        

本实用新型相对现有技术具有以下有益效果：本实用新型利用场效应管的体积小，解决了电感体积大的缺陷，并且利用场效应管的导通特性以及导通后的场效应管内阻很小，不但很好地实现了浪涌电流的抑制作用而且解决了损耗大的缺陷，使其可以很好地应用在高功率密度及大功率的电源中。本实用新型利用电容，电阻,二极管,稳压管和场效应管良好的高低温特性，解决了NTC热敏电阻受初始温度影响，在环境温度较高或在上电时间间隔很短时，NTC热敏电阻起不到限制上电浪涌电流的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种浪涌电流抑制电路，包括低压DC电源，场效应管T4和快速放电回路，低压DC电源的正极Vin+与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1和第一电容C1串联，第一电容C1的另一端和低压DC电源的负极Vin-相连，场效应管T4的栅极与第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端与低压DC电源的正极Vin+相连，场效应管T4的源极与低压DC电源的负极Vin-相连，场效应管T4的漏极与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与低压DC电源的正极Vin+相连，场效应管T4的漏极与栅极之间连接有依次串联的第二电容C2和第四电阻R4，快速放电回路包括第二电阻R2和二极管D1，第二电阻R2并联在第一电容C1的两端，二极管D1的负极连接在第一电阻R1和第二电阻R2之间，二极管D1的正极与场效应管T4的栅极相连，场效应管T4的栅极与源极之间连接有稳压管DZ1，稳压管DZ1的负极与场效应管T4的栅极相连，稳压管DZ1的正极与场效应管T4的源极相连。

当电路开始上电，电路经第一电阻R1给第一电容C1充电，经第三电阻R3、第四电阻R4给第二电容C2进行充电，由于场效应管T4被置于电路的回路中，当电路上电瞬间，由于场效应管T4处于关闭状态，所以其不会对第三电容C3直接通电，从而不会产生较大的浪涌电流。当第二电容C2上的电压达到一定值时，场效应管T4处于非完全导通状态，其漏源之间电阻处于相对较大值，此时，电流经场效应管T4漏源之间电阻对第三电容C3进行缓慢充电，从而限制了过高浪涌电流的产生。场效应管T4栅源电压上升的斜率由第三电阻R3、第四电阻R4及第二电容C2的乘积决定，该斜率决定浪涌电流的最大幅值。此时电流继续通过第三电阻R3及第四电阻R4对第二电容C2进行充电，当第二电容C2上的电压达到稳压管DZ1所设定的电压时，停止充电，此时场效应管T4达到完全导通状态，从而达到不影响后面电路使用的效果。当电路断电，第一电容C1，第二电容C2上的电压经第四电阻R4，二极管D1及第二电容R2进行快速放电，从而保证了电路的下次正常运行。

第二电容C2的选择原则为：C2>>(CGS+CGD)，CGS、CGD分别表示场效应管T4的 GS和GD之间固有结电容，如果不这样选择，则第二电容C2起不到应有的定时电容的作用。第三电阻R3的选择原则为：R3= COUT×VMAX/C2×IL，其中：VMAX为最大输入电压，IL为浪涌电流的幅值，COUT为第三电容C3。第四电阻R4作用为抑制高频震荡，选择原则为R4＜＜R3。稳压管DZ1用于限制栅源电压，防止高电压损坏场效应管T4。二极管D1及第二电阻R2组成快速放电回路，防止下一次开机造成浪涌电流无法抑制。第一电阻R1，第一电容C1的作用为防止在工作中由于第二电阻R2的放电造成场效应管T4的误操作。

Claims (2)

1.一种浪涌电流抑制电路，其特征在于：包括低压DC电源、场效应管（T4）和快速放电回路，所述低压DC电源的正极与第一电阻（R1）的一端相连，第一电阻（R1）和第一电容（C1）串联，第一电容（C1）的另一端和低压DC电源的负极相连，所述场效应管（T4）的栅极与第三电阻（R3）的一端相连，第三电阻（R3）的另一端与低压DC电源的正极相连，所述场效应管（T4）的源极与低压DC电源的负极相连，所述场效应管（T4）的漏极与第三电容（C3）的一端相连，第三电容（C3）的另一端与低压DC电源的正极相连，所述场效应管（T4）的漏极与栅极之间连接有依次串联的第二电容（C2）和第四电阻（R4），所述快速放电回路包括第二电阻（R2）和二极管（D1），第二电阻（R2）并联在第一电容（C1）的两端，二极管（D1）的负极连接在第一电阻（R1）和第二电阻（R2）之间，二极管（D1）的正极与场效应管（T4）的栅极相连。

2.根据权利要求1所述的一种浪涌电流抑制电路，其特征在于：所述场效应管（T4）的栅极与源极之间连接有稳压管（DZ1），稳压管（DZ1）的负极与场效应管（T4）的栅极相连，稳压管（DZ1）的正极与场效应管（T4）的源极相连。

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