CN206323288U - 一种浪涌电路抑制电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种浪涌电流抑制电路，其包括电源输入端、至少一个滤波电容、用于控制电路启动时流向所述滤波电容的电流的限流电路、用于驱动所述限流电路的驱动电路、用于给所述驱动电路提供恒定电流的恒流电路、用于给所述恒流电路提供偏置电压的偏置电路以及电源输出端；其中，所述限流电路的电路电阻与所述驱动电路的驱动端的驱动电压负相关。本实用新型还提供了一种包括所述浪涌电流抑制电路的开关电源。本实用新型可以有效抑制浪涌电流，并且还可以有效降低电路功率损耗。

Description

一种浪涌电路抑制电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源技术领域，尤其是涉及一种一种浪涌电路抑制电路及开关电源。

背景技术

开关电源为了使其电流输出平稳，都会在开关电源的整流电路的输出端并联有滤波电容。但是这样在开关电源的上电瞬间，从整流电路输出的电流会使得滤波电容瞬间充电，因此会存在较大的浪涌电流。而较大的浪涌电流可能会损坏滤波电容、整流电路中的二极管以及开关电源中其他元器件，并且还可能造成输入电源电压的不稳定，从而影响到用电设备的正常工作。为了防止浪涌电流的出现，如图1所示，开关电源会应用有串联在整流电路前面的负温度系数热敏电阻(其常温下阻值一般为5欧～10欧之间)，当出现浪涌电流时，负温度系数热敏电阻NTCB2由于此时的电阻阻值较大因此可以起到限流的作用，从而可以抑制浪涌电流。当电流持续流过时，负温度系数热敏电阻发热，负温度系数热敏电阻NTCB2的阻值也会相应减小，在一定程度下降低损耗。但是由于负温度系数热敏电阻NTCB2串联在整流电路前面或者后面，这样在开关电源工作时，热敏电阻会一直有较大的电流流过因此会有较大的功率损耗(尤其是开关电源启动时，这时热敏电阻的阻值最大，因此功率损耗也比较大)。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够有效抑制浪涌电流且能够有效降低电路工作的功率损耗的浪涌电流抑制电路，且还在于提供一种包括所述浪涌电流抑制电路的开关电源。

为了实现上述目的，本实用新型一方面提供了一种浪涌电流抑制电路，其包括电源输入端、至少一个滤波电容、用于控制电路启动时流向所述滤波电容的电流的限流电路、用于驱动所述限流电路的驱动电路、用于给所述驱动电路提供恒定电流的恒流电路、用于给所述恒流电路提供偏置电压的偏置电路以及电源输出端；其中，所述限流电路的电路电阻与所述驱动电路的驱动端的驱动电压负相关；所述电源输入端与所述偏置电路的输入端连接，所述偏置电路的输出端与所述恒流电路的受控端连接，所述恒流电路的输入端与所述电源输入端连接，所述恒流电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的驱动端与所述限流电路的受控端连接，所述限流电路的输入端通过所述滤波电容与所述电源输入端以及与所述电源输出端连接，所述限流电路的输出端接地。

优选地，所述限流电路包括N型MOS管，所述N型MOS管的栅极与所述驱动电路的驱动端连接，所述N型MOS管的漏极通过所述滤波电容与所述电源输入端以及与所述电源输出端连接，所述N型MOS管的源极接地。

优选地，所述限流电路还包括至少一个第一电阻，所述第一电阻的一端连接于所述N型MOS管的漏极与所述滤波电容之间，所述第一电阻的另一端接地。

优选地，所述驱动电路包括至少一个第一电解电容，所述第一电解电容的正极与所述恒流电路的输出端连接，所述第一电解电容的负极接地；所述限流电路的驱动端连接于所述恒流电路的输出端与所述第一电解电容的正极之间。

优选地，所述恒流电路包括PNP三极管以及至少一个第二电阻，所述第二电阻的一端与所述电源输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述PNP三极管的发射极连接，所述PNP三极管的基极与所述偏置电路的输出端连接，所述PNP三极管的集电极与所述驱动电路的输入端连接。

优选地，所述偏置电路包括至少一个第一二极管、至少一个第二二极管、至少一个第三电阻以及至少一个第二电解电容，所述电源输入端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二电解电容的正极连接，所述第二电解电容的负极接地；所述恒流电路的受控端连接于所述第二二极管与所述第三电阻之间。

优选地，还包括一个用于防止所述驱动电路的驱动端的电压过高的稳压电路，所述驱动电路的驱动端与所述稳压电路连接。

进一步地，所述稳压电路包括至少一个稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述驱动电路的驱动端连接，所述稳压二极管的正极接地。

本实用新型另一方面提供了一种开关电源，其包括如上所述的浪涌电流抑制电路。

本实用新型提供的所述浪涌电流抑制电路以及包括所述浪涌电流抑制电路的所述开关电源，当电路启动时，所述电源输入端的电流会输入到所述偏置电路中，并且所述偏置电路的输出端会为所述恒流电路的受控端提供一个偏置电压，使得所述恒流电路工作而给所述驱动电路提供恒定电流，从而使得所述驱动电路的驱动端产生一个不断上升的驱动电压，这样所述限流电路导通且流过其的电流随着驱动电压的上升而加大，从而使得所述滤波电容的充电电流由小逐渐加大，因此可以有效地抑制电路启动时所产生的浪涌电流。此外，由于所述限流电路的电路电阻与所述驱动电路的驱动端的驱动电压负相关，所以所述限流电路的电路电阻随着驱动电压的上升而迅速变小，并且通过所述滤波电容可以将所述限流电路与所述电源输入端以及所述电源输出端隔离，从而在电路正常工作时流过所述限流电路的电流相对于电路的工作电流小，因此限流电路的工作功耗非常小，从而可以降低电路的功率损耗。综上所述，本实用新型可以有效抑制浪涌电流且能够有效降低电路工作的功率损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，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是现有技术提供的一种浪涌电流抑制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种浪涌电流抑制电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种优选的浪涌电流抑制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图2，本实用新型一方面提供了一种浪涌电流抑制电路，其包括电源输入端Vn、至少一个滤波电容C1、用于控制电路启动时流向所述滤波电容C1的电流的限流电路1、用于驱动所述限流电路1的驱动电路2、用于给所述驱动电路2提供恒定电流的恒流电路3、用于给所述恒流电路3提供偏置电压的偏置电路4以及电源输出端Vo；其中，所述限流电路1的电路电阻与所述驱动电路2的驱动端的驱动电压负相关；所述电源输入端Vn与所述偏置电路4的输入端连接，所述偏置电路4的输出端与所述恒流电路3的受控端连接，所述恒流电路3的输入端与所述电源输入端Vn连接，所述恒流电路3的输出端与所述驱动电路2的输入端连接，所述驱动电路2的驱动端与所述限流电路1的受控端连接，所述限流电路1的输入端通过所述滤波电容C1与所述电源输入端Vn以及与所述电源输出端Vo连接，所述限流电路1的输出端接地。

其中，所述滤波电容C1优选为电解电容。

在本实用新型实施例中，当电路启动时，所述电源输入端Vn的电流会输入到所述偏置电路4中，并且所述偏置电路4的输出端会为所述恒流电路3的受控端提供一个偏置电压，使得所述恒流电路3工作而给所述驱动电路2提供恒定电流，从而使得所述驱动电路2的驱动端产生一个不断上升的驱动电压，这样所述限流电路1导通且流过其的电流随着驱动电压的上升而加大，从而使得所述滤波电容C1的充电电流由小逐渐加大，因此可以有效地抑制电路启动时所产生的浪涌电流。此外，由于所述限流电路1的电路电阻与所述驱动电路2的驱动端的驱动电压负相关，所以所述限流电路1的电路电阻随着驱动电压的上升而变小，并且通过所述滤波电容C1可以将所述限流电路1与所述电源输入端Vn以及所述电源输出端Vo隔离，从而在电路正常工作时流过所述限流电路1的电流相对于电路的工作电流小，因此限流电路1的工作功耗非常小，从而可以降低电路的功率损耗。综上所述，本实用新型可以有效抑制浪涌电流且能够有效降低电路工作的功率损耗。

优选地，请参见图3，所述限流电路1包括N型MOS管Q1，所述N型MOS管Q1的栅极与所述驱动电路2的驱动端连接，所述N型MOS管Q1的漏极通过所述滤波电容C1与所述电源输入端Vn以及与所述电源输出端Vo连接，所述N型MOS管Q1的源极接地。这样，当所述驱动电路2的驱动端产生的驱动电压达到所述N型MOS管Q1的导通电压时，所述N型MOS管Q1导通工作，并且随着所述驱动电压的升高，流过所述N型MOS管Q1的电流也会逐渐加大，从而使得所述滤波电容C1的充电电流由小逐渐加大，因此可以有效地抑制电路启动时所产生的浪涌电流。而且，随着所述驱动电压的升高，所述N型MOS管Q1的导通电阻迅速变小，从而使得所述N型MOS管Q1在电路的正常工作后其功耗可以变得非常低，进而可以降低电路的功率损耗。

进一步地，请参见图3，所述限流电路1还包括至少一个第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接于所述N型MOS管Q1的漏极与所述滤波电容C1之间，所述第一电阻R1的另一端接地。其中，所述第一电阻R1可以对从所述滤波电容C1流过的电流进行分流，从而防止从所述滤波电容C1流过的电流过大而损坏所述N型MOS管Q1。

优选地，请参见图3，所述驱动电路2包括至少一个第一电解电容C2，所述第一电解电容C2的正极与所述恒流电路3的输出端连接，所述第一电解电容C2的负极接地；所述限流电路1的驱动端连接于所述恒流电路3的输出端与所述第一电解电容C2的正极之间。其中，当所述偏置电路4给所述恒流电路3的受控端提供一个偏置电压时，所述恒流电路3导通工作，所述电流输入端的电流通过所述恒流电路3给所述第一电解电容C2提供恒定的充电电流，使得所述第一电解电容C2的正极产生一个驱动电压，从而使得所述述限流电路1导通工作(例如上述的N型MOS管Q1)。

优选地，请参见图3，所述恒流电路3包括PNP三极管Q2以及至少一个第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述电源输入端Vn连接，所述第二电阻R2的另一端与所述PNP三极管Q2的发射极连接，所述PNP三极管Q2的基极与所述偏置电路4的输出端连接，所述PNP三极管Q2的集电极与所述驱动电路2的输入端连接。其中，当所述偏置电路4的输出端给所述PNP三极管Q2的基极提供一个偏置电压时，所述PNP三极管Q2导通工作，所述电流输入端的电流通过所述第二电阻R2以及所述PNP三极管Q2给所述驱动电路2提供恒定的电流，使得所述驱动电路2正常工作而在其驱动端产生一个不断升高的驱动电压。

在此，以所述驱动电路2包括所述第一电解电容C2以及所述限流电路1包括所述N型MOS管Q1为例进行说明，通过调节所述第二电阻R2的大小可以调节所述恒流电路3输出给所述第一电解电容C2的电流的大小，从而可以调节所述第一电解电容C2的驱动电压的上升的快慢，进而可以控制所述N型MOS管Q1的导通电阻变小的时间以及完全开启时间。当所述第二电阻R2的阻值大小不变时，所述第一电解电容C2的驱动电压的上升快慢程度保持不变，因此所述N型MOS管Q1的完全开启时间也是不变的，从而可以避免所述电源输入端Vn口的输入电压的高低对所述MOS管的完全开启时间的影响。

对上述技术方案做进一步改进，请参见图3，所述偏置电路4包括至少一个第一二极管D1、至少一个第二二极管D2、至少一个第三电阻R3以及至少一个第二电解电容C3，所述电源输入端Vn与所述第一二极管D1的正极连接，所述第一二极管D1的负极与所述第二二极管D2的正极连接，所述第二二极管D2的负极与所述第三电阻R3的一端连接，所述第三电阻R3的另一端与所述第二电解电容C3的正极连接，所述第二电解电容C3的负极接地；所述恒流电路3的受控端连接于所述第二二极管D2与所述第三电阻R3之间。其中，当电路上电后，所述电源输入端Vn会有电流依次通过所述第一二极管D1、所述第二二极管D2、所述第二电阻R2给所述第二电解电容C3充电，此时，所述第一二极管D1以及所述第二二极管D2会形成有一定的导通压降(当所述第一二极管D1以及所述第二二极管D2的个数均为一个时，导通压降为1.4V左右)，从而给所述恒流电路3提供偏置电压，使得所述恒流电路3正常工作。

在此，以所述恒流电路3包括所述PNP三极管Q2、所述驱动电路2包括所述第一电解电容C2以及所述限流电路1包括所述N型MOS管Q1以及所述第一电阻R1为例进行说明。其中，主要由所述第一二极管D1、所述第二二极管D2、所述第三电阻R3以及所述第三电解电容C3构成的所述偏置电路4可以看作为一种启动电路，即，当电路(例如开关电源电路)刚开始启动时，所述第三电解电容C3的正极的电压还没有达到电源输入端Vn的输入电压时，所述偏置电路4让所述PNP三极管Q2正常工作，从而可以使得所述浪涌电流抑制电路正常工作；在电路正常工作后，所述第二电解电容C3的正极的电压在充电的过程中会逐渐上升，最终会等于所述电源输入端Vn的电压。而当所述偏置电压过高时(例如偏置电压接近获等于所述电源输入端Vn的电压时)，所述PNP三极管Q2会停止工作，从而使得所述第一电解电容C2的正极不能得到充电而不能产生一个高电平，进而使得所述N型MOS管Q1截止而停止工作。此时，所述滤波电容C1通过所述第一电阻R1接地，即当N型MOS管Q1截止时，所述滤波电容C1还可以进行滤波工作。因此，在电路正常工作后，通过使得所述N型MOS管Q1截止可以降低电路工作的功率损耗。需要说明的是，通过调节所述第三电阻R3的大小可以调节所述第二电解电容C3的充电电流大小，从而可以控制所述第三电解电容C3的充电时间。

进一步改进上述技术方案，请参见图3，所述浪涌电流抑制电路还包括一个用于防止所述驱动电路2的驱动端的电压过高的稳压电路5，所述驱动电路2的驱动端与所述稳压电路5连接。其中，通过所述稳压电路5可以防止所述驱动电路2的驱动端的电压过高，从而可以避免驱动电压过高而损坏所述限流电路1(例如所述N型MOS管Q1)。

优选地，请参见图3，所述稳压电路5包括至少一个稳压二极管Z1，所述稳压二极管Z1的负极与所述驱动电路2的驱动端连接，所述稳压二极管Z1的正极接地。这样，当所述驱动电路2的驱动端的驱动电压过高时，所述稳压二极管Z1导通，使得所述驱动电路2的驱动端的驱动电压降低，从而可以避免驱动电压过高而损坏所述限流电路1。

本实用新型另一方面还提供了一种开关电源，其包括如上所述的浪涌电流抑制电路。

本实用新型实施例提供的所述开关电源，通过应用上述的浪涌电流抑制电路，因此可以有效抑制浪涌电流且能够有效降低电路工作的功率损耗。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种浪涌电流抑制电路，其特征在于，包括电源输入端、至少一个滤波电容、用于控制电路启动时流向所述滤波电容的电流的限流电路、用于驱动所述限流电路的驱动电路、用于给所述驱动电路提供恒定电流的恒流电路、用于给所述恒流电路提供偏置电压的偏置电路以及电源输出端；其中，所述限流电路的电路电阻与所述驱动电路的驱动端的驱动电压负相关；

所述电源输入端与所述偏置电路的输入端连接，所述偏置电路的输出端与所述恒流电路的受控端连接，所述恒流电路的输入端与所述电源输入端连接，所述恒流电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的驱动端与所述限流电路的受控端连接，所述限流电路的输入端通过所述滤波电容与所述电源输入端以及与所述电源输出端连接，所述限流电路的输出端接地。

2.根据权利要求1所述的所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述限流电路包括N型MOS管，所述N型MOS管的栅极与所述驱动电路的驱动端连接，所述N型MOS管的漏极通过所述滤波电容与所述电源输入端以及与所述电源输出端连接，所述N型MOS管的源极接地。

3.根据权利要求2所述的所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述限流电路还包括至少一个第一电阻，所述第一电阻的一端连接于所述N型MOS管的漏极与所述滤波电容之间，所述第一电阻的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述驱动电路包括至少一个第一电解电容，所述第一电解电容的正极与所述恒流电路的输出端连接，所述第一电解电容的负极接地；所述限流电路的驱动端连接于所述恒流电路的输出端与所述第一电解电容的正极之间。

5.根据权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述恒流电路包括PNP三极管以及至少一个第二电阻，所述第二电阻的一端与所述电源输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述PNP三极管的发射极连接，所述PNP三极管的基极与所述偏置电路的输出端连接，所述PNP三极管的集电极与所述驱动电路的输入端连接。

6.根据权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述偏置电路包括至少一个第一二极管、至少一个第二二极管、至少一个第三电阻以及至少一个第二电解电容，所述电源输入端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第二电解电容的正极连接，所述第二电解电容的负极接地；所述恒流电路的受控端连接于所述第二二极管与所述第三电阻之间。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，还包括一个用于防止所述驱动电路的驱动端的电压过高的稳压电路，所述驱动电路的驱动端与所述稳压电路连接。

8.根据权利要求7所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述稳压电路包括至少一个稳压二极管，所述稳压二极管的负极与所述驱动电路的驱动端连接，所述稳压二极管的正极接地。

9.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的浪涌电流抑制电路。