CN206422685U - 一种抑制浪涌电流的软启动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航空电子技术领域，具体涉及一种抑制浪涌电流的软启动电路，电源的输入端设置有由电阻R1和电容C组成的RC电路，在电容C的前端和分压电阻R2的后端之间并联有瞬态抑制二极管V1。本实用新型能够通过参数调节有效地对浪涌电流及浪涌时间(浪涌电流上升斜率)进行不同程度的控制，抑制功能可靠，工作状态稳定；在开关电源稳定工作后，所产生的功率损耗较低。本实用新型可根据负载允许的浪涌电流、所需延迟时间等要求选择、确定各元器件参数对浪涌电流进行抑制。能够广泛地应用于对浪涌电流有严格要求的机载设备中。
Description
技术领域
本实用新型属于航空电子技术领域，具体涉及一种抑制浪涌电流的软启动电路。
背景技术
由于电源输入端的滤波电路使用了容性器件，当此类电路初始接入供电母线中时，由于容性器件处于尚未充电的初始状态，这些容性器件的作用相当于一根短路线，供电母线开关导通的瞬间便会产生很大的浪涌电流值。因此产品在开机的瞬间就会产生一个很大的电流即通常说所的浪涌电流。浪涌电流的产生不仅对电路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。
随着机载系统趋于复杂化，系统对电源的上电时序和上电的平稳度有了更高的要求。因此如何有效控制浪涌极限电流已成为电源设计中必需考虑的方面。目前较为广泛应用的浪涌抑制电路方案有：
(1)串联负温度特性的热敏电阻,如图1所示；NTC电阻器的限流作用受环境温度影响过大，启动之后NTC电阻器的功率损耗降低了开关电源的转换效率。而且在开关电源工作一段时间后，如果开关电源进行关机并立刻再启动，由于热敏电阻阻值已降低，此时就会出现浪涌电流抑制失效的现象，故该方法不能保证一直提供可靠的浪涌抑制功能。
(2)串联电阻，如图2所示；通过串联功率、阻值适合的固定电阻来限制输入浪涌电流。显然串联电阻阻值越大产生的浪涌电流的幅值越小。该方法简单，可靠性高，允许在宽环境温度范围内工作，但是串联固定电阻会在开关电源开机后的正常工作状态下产生功率损耗并伴随工作电源状态而长期存在，从而影响了电源的整体效率。
(3)旁路串联电阻，如图3所示；该方案在开机瞬间将固定电阻作为限流电阻，而在电路工作稳定后再对其进行旁路。在给电容C充电完成后，串联的固定电阻器则被继电器或晶闸管旁路掉,这种方式可以减少开关电源工作状态下的损耗。采用固定电阻作限流电阻要考虑两个因素：限流电阻所消耗的能量及限流电阻所分担的电压是否影响电路的工作状态。由于采用该方法电路形式相对复杂而且需要有专门的旁路电路部分，对于体积和重量有限制的产品而言，使用过程中存在一定的局限性。
(4)串联大电感，如图4所示；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抑制。这种方法主要应用于对电源输入端通断控制操作相对频繁的情况。同时大电感也带来了是体积增大和重量增加的问题。
(5)基于MOSFET浪涌抑制法，如图5所示；由于MOSFET加在地线回路上，造成了后续电路的地“悬浮”现象，而且未考虑对MOSFET器件的保护。
综上所示，以上方法无法直接应用于对可靠性及对供电电流特性等要求高的航空机载设备中。
发明内容
发明目的：本实用新型提供一种抑制浪涌电流的软启动电路，能够满足浪涌极限电流不超过10A且10ms内恢复到稳态电流1.5A～3A的要求，适用于对浪涌极限电流进行抑制的电源电路中。
技术方案：一种抑制浪涌电流的软启动电路，电源的输入端设置有由电阻R1和电容C组成的RC电路，在电容C的前端和分压电阻R2的后端之间并联有瞬态抑制二极管V1，RC电路的电源负线输入端连接到功率MOS管U1的栅极，电源的输入正端V+连接到功率MOS管的源极，功率MOS管U1的漏极连接到二极管V2的输入端，二极管V2的输出端输出电源。
有益效果：本实用新型能够通过参数调节有效地对浪涌电流及浪涌时间(浪涌电流上升斜率)进行不同程度的控制，抑制功能可靠，工作状态稳定；在开关电源稳定工作后，所产生的功率损耗较低。本实用新型可根据负载允许的浪涌电流、所需延迟时间等要求选择、确定各元器件参数对浪涌电流进行抑制。能够广泛地应用于对浪涌电流有严格要求的机载设备中。
附图说明
图1串联NTC限制输入浪涌电流示意图
图2串联固定电阻限制输入浪涌电流示意图
图3旁路串联电阻限制输入浪涌电流示意图
图4串联电感限制输入浪涌电流示意图
图5 MOSFET限制输入浪涌电流示意图
图6本实用新型电路图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述，请参阅图1至图6。
图1至图5为现有技术电路图。图6为本实用新型电路图。一种抑制浪涌电流的软启动电路，电源的输入端设置有由电阻R1和电容C组成的RC电路，在电容C的前端和分压电阻R2的后端之间并联有瞬态抑制二极管V1，RC电路的电源负线输入端连接到功率MOS管U1的栅极，电源的输入正端V+连接到功率MOS管的源极，功率MOS管U1的漏极连接到二极管V2的输入端，V2的输出端输出电源。
本实用新型的具体实施例中，利用功率MOS管U1导通时间来延缓电源的加电时间。加电瞬间功率MOS管U1的门极电压为零，处于截止状态，此时功率MOS管U1的漏极源极两端电压为电源电压；RC电路作为功率MOS管U1导通的驱动电路，电源通过电阻R1给电容C充电，充电时间常数为R1C；功率MOS管U1的门极电压由零逐渐升高，漏源极两端电压逐渐降低，直至功率MOS管U1导通，从而使得DC/DC变换器输入端电压从零逐渐升高到28V。经过抑制后的浪涌最大电流取决于电阻R1的阻值与电容C的容值的乘积(阻、容值需依据实际情况经试验测试确定)，分压电阻R2的功能是对28V输入电压进行分压，使得U1的栅-源电压VGS不会超限而导致器件损坏。
在本实施例中，考虑到产品要经受50ms的80V浪涌，在功率MOS管U1的前端并联瞬态抑制二极管V1进行钳位，以保护功率MOS管U1不被瞬时脉冲击穿。二极管V2的作用是防止产品断电瞬间通过储能电容放电的电压倒流到功率MOS管U1的电源上而使器件损坏。
Claims (1)
1.一种抑制浪涌电流的软启动电路，其特征在于，电源的输入端设置有由电阻R1和电容C组成的RC电路，在电容C的前端和分压电阻R2的后端之间并联有瞬态抑制二极管V1，RC电路的电源负线输入端连接到功率MOS管U1的栅极，电源的输入正端V+连接到功率MOS管的源极，功率MOS管U1的漏极连接到二极管V2的输入端，二极管V2的输出端输出电源。
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