CN203617899U - 改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置 - Google Patents

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Abstract

改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,设置在供电电源和主体单元之间,包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元。充电放电单元A接口连接供电电源正极,B接口连接供电电源负极,C接口连接保护单元1接口;开关单元为一大电流场效应管Q1,栅极G连接供电电源负极,漏极D连接保护单元3接口,源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口;保护单元5接口连接供电电源正极,2接口连接供电电源负极;负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口。其特征在于,充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。恒流充电控制Q1线性导通,显著降低了器件的功耗;快速放电提高了板卡稳定性,并保护供电电源。

Description

改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及直流电子设备缓启动装置,尤其与一种改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置的结构有关。
背景技术
[0002] 在通信、工业等直流电子设备中,为了实现板卡的热插拔,需要在板卡之间加入缓启动电路,以防止各板卡在上电时,由于瞬间上电冲击造成电压瞬间跌落,影响工作稳定性。
[0003] 针对此,以前有技术人员采用热敏电阻之类器件,使输入电流缓慢增长,但该方案抑制电流增速效果非常小,应用性差;也有技术人员在电路中串入MOS管,通过缓冲电路控制MOS管GS间电压上升,缓步打开MOS管,但该方案是以MOS管的大量热耗为代价的,且不足以抑制大容量储能单元时的电冲击电流。
[0004] 现有也有技术人员,采用RC充放回路来实现缓启动,技术情况如附图1所示。缓启动装置包括Rl和Cl组成的RC充电放电单元,保护单元,开关单元Ql,负载单元。Vl供电电源接通后,通过R1、Cl充电,Ql的Vgs电压从O开始缓慢上升,Ql从截至状态逐渐过渡到导通状态。Vl电源断开后,Cl的电压通过Rl放电,Ql的Vgs电压逐渐降低到0V。Ql饱和状态恢复到截至状态。在充电过程,电容的上升电压速度受电源电压Vl的影响大,也就影响Ql的功耗损耗和开机延迟时间:
[0005] (I)在额定电压48V输入时,Ql的最大电流17A,最大功耗373W,缓启动时间14mS。
[0006] (2)当输入电压Vl上升到72V时,Ql的最大电流28.7A,最大功耗972W,缓启动时间 IlmS0
[0007] (3)在输入电压Vl降低到36V时,Ql的最大电流12A,最大功耗188W,缓启动时间18mS。
[0008] 可以看到,在不同的输入电压,Ql的功耗相差很大。输入电压从36V增加到72V,功耗从188W增加到972W。输入电压变化2倍,功耗变化5.1倍。RC充电电流是非线性变化,属于抛物线曲线,从截至到导通过程是一段时间快,一段时间慢,功耗就会增加。在放电过程,由于电阻放电,放电时间很慢。如果还没有放电完成,电源Vl重现加电接通,此时整过电路失效。电容放电完成时间大约8mS。若果电源Vl在很短时间内重复上电和断电,整个电路将失效。当供电电源由于各种原因关闭后再启动。如果电路没有改进,缓启动电路没有复位,处于一直导通状态,负载板卡对供电电源有直接影响,会导致供电电源启动不成功。
[0009] 因此,需要加以改进,降低功率器件的功耗,提高板卡工作稳定性,保护供电电源。发明内容
[0010] 本实用新型提供一种改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,以解决上述现有技术的不足。[0011 ] 为了实现本实用新型的目的,拟采用以下技术:
[0012] 改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,设置在供电电源和主体单元之间,包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元,其中:
[0013] 所述充电放电单元A接口连接供电电源正极,B接口连接供电电源负极,C接口连接保护单元I接口;
[0014] 所述开关单元包括一个大电流场效应管Ql,其栅极G连接供电电源负极,漏极D连接保护单元3接口,源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口;
[0015] 所述保护单元5接口连接供电电源正极,2接口连接供电电源负极;
[0016] 所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口 ;
[0017] 其特征在于:所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。
[0018] 进一步,所述恒流源充电单元,由电压基准和误差放大器件U2、电流输出执行器件Q4、U2供电电阻R9、电流采样电阻RlO和电容Cl构成。
[0019] 进一步,所述快速放电单元,由电压基准和误差放大器件U1、快速放电自锁回路Q2、快速放电自锁回路Q3、电平偏移抬升二极管Z2、Ul供电电阻R7、输入电压分压电阻Rl、输入电压分压电阻R6和电容Cl构成。
[0020] 进一步,所述保护单元,由稳压二极管Zl、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C2构成。
[0021] 进一步,所述负载单元,由电阻R5和电容C3构成。
[0022] 上述技术方案的优点在于:
[0023] 1、现有技术的充电电路,充电是R对C充电,RC充电电流是变化的,非线性,属于抛物线曲线,从截至到导通过程是一段时间快,一段时间慢,功耗就会增加。本实用新型采用恒流充电,充电电流不随输入电压的变化,Ql的Vgs电压不受输入电压的影响,对电容Cl的电流是恒定的,Cl的电压是线性上升的,Vgs的电压也是线性上升的,截止到导通过程是线性的。在相同的启动时间情况下,显著降低器件的功耗参数要求;或者在相同功耗的器件情况下,电路可以更快启动。
[0024] 2、板卡的抖动就是板卡在短时间内反复插拔。如果没有缓启动,板卡插入瞬间,负载对电源有影响,轻微影响时输出电压下降,严重影响时会导致供电电源系统崩溃。所有缓启动电路的功能都是消除板卡插入瞬间,负载对供电电源的影响。而板卡的抖动时间一般是毫秒数量级。以前的电路,电容放电是通过电阻R放电,时间慢,时间常数也是在毫秒级。在板卡抖动时,电容的电没有放完,也就是缓启动电路没有复位,整个缓启动电路功能是失效的,对供电电源就有影响。本实用新型增加了有源快速放电电路,放电时间常数在微秒级,比板卡的抖动时间快1000倍。在板卡抖动时,缓启动电路已经复位,缓启动电路能够正常工作。对供电电源就没有影响。
附图说明
[0025] 图1示出了现有技术的电路结构图。
[0026] 图2示出了本实用新型结构示意图。
[0027] 图3示出了本实用新型实施方式的电路图。具体实施方式
[0028] 如图2〜图3所示,改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,设置在供电电源和主体单元之间,包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元,其中:
[0029] 所述充电放电单元A接口连接供电电源正极,B接口连接供电电源负极,C接口连接保护单元I接口;
[0030] 所述开关单元包括一个大电流场效应管Ql,其栅极G连接供电电源负极,漏极D连接保护单元3接口,源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口;
[0031] 所述保护单元5接口连接供电电源正极,2接口连接供电电源负极;
[0032] 所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口 ;
[0033] 其特征在于:所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。
[0034] 所述恒流源充电单元,由电压基准和误差放大器件U2、电流输出执行器件Q4、U2供电电阻R9、电流采样电阻RlO和电容Cl构成。
[0035] 所述快速放电单元,由电压基准和误差放大器件U1、快速放电自锁回路Q2、快速放电自锁回路Q3、电平偏移抬升二极管Z2、Ul供电电阻R7、输入电压分压电阻Rl、输入电压分压电阻R6和电容Cl构成。
[0036] 所述保护单元,由稳压二极管Z1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C2构成。
[0037] 所述负载单元,由电阻R5和电容C3构成。
[0038] 通过恒源充电单元充电为电容Cl恒流充电,使Ql的Vgs电压从O上升,Ql从截至状态逐渐过渡到导通状态。其恒流源充电单元工作方式是:电阻RlO为电流采样电阻,流过电容Cl的电流在RlO上把电流信号转换成电压信号,送到基准电压和误差放电器件U2,U2内部包含一个2.5V的基准电压和一个放大器,能够把RlO上的微小电压变化转换成较大幅度的电压变化,便于后级执行电路合适的电压幅度。U2输出一个电压信号去驱动电流输出执行器件Q4, Q4输出恒流电流,对Cl充电。假设Cl的电流增大,RlO上的电压也增大,U2输出的电压减小(内部放大器是一个反相放大器),Q4的基极电压减小,流过Q4的电流减小,完成一个负反馈系统,实现恒流电路的功能。
[0039] Vl电源断开后,电容Cl通过快速放电单元放电,Ql的Vgs电压逐渐降低到0V,Q1饱和状态恢复到截至状态。其快速放电单元工作方式是:R1和R6为输入电压分压采样电阻,电压信号送到电压基准和误差放电器件Ul,Ul输出电压信号经过电压偏移二极管Z2,电压信号到达快速放电自锁回路Q2和快速放电自锁回路Q3。Q2和Q3组成一个互锁电流,放电回路为有源器件,放电电流可以做到很大,在极短时间内Cl的电放完。假设供电电源输入电压Vl降低后,R1、R6分压电压小于Ul的基准电压(2.5V), Ul输出远远大于5.1V的高电压,使Z2导通,Q2导通,Q3也导通,Cl放电。由于放电回路无电阻,放电电流可以很大,所以放电可以在极短时间内完成。当输入电压Vl正常后,R1、R6的分压电压大于Ul的基准电压(2.5V),U1输出低电平。由于这个Ul输出的低电平并不是为0V,可能是2V左右,所以需要一个大于2V的二极管实现电平位移。Z2不导通,Q2、Q3也不导通,对正常工作电路不影响。
[0040] 实施过程中,Ql的导通和截止特性是受其Vgs电压来控制的。Vgs电压为0,完全截止。当Vgs电压上升到2V,导通程度大约10% ;当Vgs电压上升到3V,导通程度大约25% ;当Vgs电压上升到4V,导通程度大约50% ;当Vgs电压上升到5V,导通程度大约75% ;当Vgs电压上升到6V,导通程度大约100%。不同型号的器件,Vgs电压与导通程度是不同的。当供电电源在额定电压48V输入时,Ql的最大电流15A,最大功耗289W,缓启动时间14mS ;当供电电源输入电压Vl上升到72V时,Ql的最大电流21.5A,最大功耗569W,缓启动时间16mS ;当供电电源输入电压Vl降低到36V时,Ql的最大电流12.3A,最大功耗177W,缓启动时间13mS。
[0041] 在不同的输入电压,Ql的功耗相差变窄。输入电压从36V增加到72V,功耗从177W增加到569W。输入电压变化2倍,功耗变化3.2倍。
[0042] 在放电过程,电容放电时有源开关电路对电容快速放电,时间非常短,可以做到整个电路快速复位,为下次通电做好准备。

Claims (5)

1.改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,设置在供电电源和主体单元之间,包括充电放电单元、保护单元、开关单元和负载单元,其中: 所述充电放电单元A接口连接供电电源正极,B接口连接供电电源负极,C接口连接保护单元I接口; 所述开关单元包括一个大电流场效应管Ql,其栅极G连接供电电源负极,漏极D连接保护单元3接口,源极S分别连接保护单元4接口、负载单元B接口和主体单元B接口; 所述保护单元5接口连接供电电源正极,2接口连接供电电源负极; 所述负载单元A接口连接供电电源正极和主体单元A接口; 其特征在于: 所述充电放电单元由恒流源充电单元和快速放电单元构成。
2.根据权利要求1所述的改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,其特征在于,所述恒流源充电单元,由电压基准和误差放大器件U2、电流输出执行器件Q4、供电电阻R9、电流采样电阻RlO和电容Cl构成。
3.根据权利要求1所述的改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,其特征在于,所述快速放电单元,由电压基准和误差放大器件U1、快速放电自锁回路Q2、快速放电自锁回路Q3、电平偏移抬升二极管Z2、供电电阻R7、输入电压分压电阻R1、输入电压分压电阻R6和电容Cl构成。
4.根据权利要求1所述的改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,其特征在于,所述保护单元,由稳压二极管Z1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电容C2构成。
5.根据权利要求1所述的改进型快速放电和恒流充电的缓启动装置,其特征在于,所述负载单元,由电阻R5和电容C3构成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218927A (zh) * 2014-09-03 2014-12-17 苏州旭创科技有限公司 缓启动电路及具有其的光模块
CN104300946A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 厦门福信光电集成有限公司 一种低压设备的快速掉电模块
WO2016184026A1 (zh) * 2015-05-19 2016-11-24 中兴通讯股份有限公司 用于缓启动供电回路放电的电路
CN107276382A (zh) * 2016-04-08 2017-10-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 软启动电路及其复位信号产生电路
CN109217829A (zh) * 2018-07-26 2019-01-15 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统

Cited By (9)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218927A (zh) * 2014-09-03 2014-12-17 苏州旭创科技有限公司 缓启动电路及具有其的光模块
CN104218927B (zh) * 2014-09-03 2018-08-07 苏州旭创科技有限公司 缓启动电路及具有其的光模块
CN104300946A (zh) * 2014-10-23 2015-01-21 厦门福信光电集成有限公司 一种低压设备的快速掉电模块
WO2016184026A1 (zh) * 2015-05-19 2016-11-24 中兴通讯股份有限公司 用于缓启动供电回路放电的电路
CN106301332A (zh) * 2015-05-19 2017-01-04 中兴通讯股份有限公司 用于缓启动供电回路放电的电路
CN106301332B (zh) * 2015-05-19 2020-10-13 中兴通讯股份有限公司 用于缓启动供电回路放电的电路
CN107276382A (zh) * 2016-04-08 2017-10-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 软启动电路及其复位信号产生电路
CN107276382B (zh) * 2016-04-08 2019-07-02 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 软启动电路及其复位信号产生电路
CN109217829A (zh) * 2018-07-26 2019-01-15 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种针对场效应管的误差放大器快速闭环系统

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