CN208316566U - 软启动电源保护电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种软启动电源保护电路及开关电源，其中该软启动电源保护电路的整流电路的第一输出端与延时驱动电路的第一端连接，延时驱动电路的第二端与整流电路的第二输出端连接，延时驱动电路的输出端与开关电路的受控端连接，开关电路的第一端接地，开关电路的第二端与整流电路的第二输出端连接；限流电路第一端及第二端与开关电路的第一端及第二端分别连接；限流电路对输出至负载的电流进行限流；整流电路对输入的交流电进行整流；延时驱动电路根据整流电路输出的电压，延迟预设时间后生成开启电压；开关电路的受控端接收到开启电压后导通，对限流电路的第一端和第二端进行旁路。本实用新型技术方案降低电路的成本，结构简单。

Description

软启动电源保护电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种软启动电源保护电路及开关电源。

背景技术

通常在开关电源起动时，输入端的主电网可能会提供短时的大电流脉冲，这种电流脉冲通常被称为“输入浪涌电流(inrush current)”。输入浪涌电流首先给主电网中的断路器(main circuit breaker)和其它熔断器的选择造成了麻烦：断路器一方面要保证在过载时熔断，起到保护作用；另一方面又必须在输入浪涌电流出现时不能熔断，避免误动作。其次，输入浪涌电流会产生输入电压波形塌陷，使供电质量变差，进而影响其它用电设备的工作。

现有的浪涌保护电路为在整流回路中设置一个限流电阻以及一个继电器旁路电路。继电器处于常开状态，交流电经过整流桥，再经滤波电容，再经限流电阻形成回路，由于上电时滤波电容对交流电是短路状态，所以电流非常大，但由于有限流电阻的存在，对开机时的浪涌电流进行限制。但当电路进入正常工作后，滤波电容两端已完成充电，这时通过单片机控制继电器导通，使继电器把限流电阻断路，从而交流电流经整流桥再经滤波电容，再经继电器形成回路，从而减少电阻在电路中的损耗。

但此电路要求一个额外的控制信号，用以控制继电器的通断，这无疑给电路设计或软件控制增加相应的控制要求和成本要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种软启动电源保护电路，旨在降低电路的成本。

为实现上述目的，本实用新型提出的软启动电源保护电路，包括整流电路、开关电路、延时驱动电路及限流电路；所述整流电路的第一输出端与所述延时驱动电路的第一端连接，所述延时驱动电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接，所述延时驱动电路的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的第一端接地，所述开关电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接；所述限流电路第一端及第二端与所述开关电路的第一端及第二端分别连接；其中

所述限流电路，用于对输出至负载的电流进行限流；

所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流；

所述延时驱动电路，用于根据整流电路输出的电压，延迟预设时间后生成开启电压；

所述开关电路的受控端接收到开启电压后导通，对所述限流电路的第一端和第二端进行旁路。

优选地，所述延时驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容；所述第一电阻的第一端与所述整流电路的第一输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述开关电路的第二端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接；所述第一电容的第一端还与所述开关电路的受控端连接。

优选地，所述延时驱动电路还包括第一稳压管，所述第一稳压管的阳极与所述第二电阻的第二端连接，所述第一稳压管的阴极与所述第二电阻的第一端连接。

优选地，所述软启动电源保护电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路的第一检测端与所述开关电路的第一端连接，所述过流保护电路的第二检测端与所述开关电路的第二端连接，所述过流保护电路的第一保护端与所述延时驱动电路的输出端连接，所述流保护电路的第二保护端与所述开关电路的第二端连接。

优选地，所述过流保护电路包括第四电阻、第五电阻、第一三极管及第二稳压管；所述第四电阻的第一端与所述开关电路的第二端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二稳压管的阳极连接，所述第二稳压管的阴极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述开关电路的第一端连接；所述第一三极管的基极与所述第四电阻的第二端连接，所述第一三极管的集电极与所述延时驱动电路的输出端连接，所述第一三极管的发射极与所述开关电路的第二端连接。

优选地，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的漏极接地，所述第一MOS管的源极与所述整流电路的第二输出端连接，所述第一MOS管的栅极与所述延时驱动电路的输出端连接。

优选地，所述限流电路包括第六电阻，第六电阻的第一端与所述开关电路的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述开关电路的第二端连接。

优选地，所述第六电阻为绕线电阻。

优选地，所述软启动电源保护电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第六电阻的第二端连接。

为实现上述目的，本实用新型还提出一种开关电源，所述开关电源包括如上所述的软启动电源保护电路。该软启动电源保护电路包括整流电路、开关电路、延时驱动电路及限流电路；所述整流电路的第一输出端与所述延时驱动电路的第一端连接，所述延时驱动电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接，所述延时驱动电路的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的第一端接地，所述开关电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接；所述限流电路第一端及第二端与所述开关电路的第一端及第二端分别连接；其中所述限流电路，用于对输出至负载的电流进行限流；所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流；所述延时驱动电路，用于根据整流电路输出的电压，延迟预设时间后生成开启电压；所述开关电路的受控端接收到开启电压后导通，对所述限流电路的第一端和第二端进行旁路，使得限流电路停止限流。

本实用新型技术方案通过设置整流电路、开关电路、延时驱动电路及限流电路，形成了一种软启动电源保护电路。整流电路将对输入的交流电进行整流，软启动电源保护电路启动时，先由限流电路进行限流，以防止大电流对后级负载设备的冲击，在经过延时驱动电路延时预设时间后，生成开关电路的开启电压，开关电路导通，限流电路被旁路，实现了浪涌保护。本实用新型技术方案无需另外设置单片机来控制继电器的通断，降低了电路成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型软启动电源保护电路一实施例的功能模块图；

图2为本实用新型软启动电源保护电路一实施例的电路结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	整流电路	Q2	第一MOS管
200	延时驱动电路	Z1	第一稳压管
				300	开关电路	Z2	第二稳压管
400	限流电路	C1	第一电容
				500	过流保护电路	C2	第二电容
R1～R6	第一电阻至第六电阻	Cs	滤波电容
				Q1	第一三极管	L1	共模电感

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种软启动电源保护电路。

参照图1，在本实用新型实施例中，该软启动电源保护电路，包括整流电路100、开关电路300、延时驱动电路200及限流电路400。

所述整流电路100的第一输出端与所述延时驱动电路200的第一端连接，所述延时驱动电路200的第二端与所述整流电路100的第二输出端连接，所述延时驱动电路200的输出端与所述开关电路300的受控端连接，所述开关电路300的第一端接地，所述开关电路300的第二端与所述整流电路100的第二输出端连接；所述限流电路400第一端及第二端与所述开关电路300的第一端及第二端分别连接。

所述限流电路400，用于对输出至负载的电流进行限流；所述整流电路100，用于对输入的交流电进行整流。本实施例中，整流电路100采用包括有四个二极管的整流桥堆。为了防止EMI电磁干扰，该软启动电源保护电路还可设置共模电感L1，共模电感L1设置与整流桥堆与延时驱动电路200之间。

所述延时驱动电路200，用于根据整流电路100输出的电压，延迟预设时间后生成开启电压。本实施例中，延时驱动电路200是由电阻和电容构成的RC延时电路。通过电阻对电容的充电实现延时功能，通过电容充电完成后的两端电压即为开关电路300的开启电压。

所述开关电路300的受控端接收到开启电压后导通，对所述限流电路400的第一端和第二端进行旁路，使得限流电路400停止限流。易于理解的是，在延时预设时间后，整个软启动电源保护电路工作稳定，为减小电路的功耗，通过开关电路300对限流电阻进行旁路，使得接入回路的电阻大大减小，从而降低了功耗。限流电路400可通过阻抗元件实现，例如电阻。

本实用新型技术方案通过设置整流电路100、开关电路300、延时驱动电路200及限流电路400，形成了一种软启动电源保护电路。整流电路100将对输入的交流电进行整流，软启动电源保护电路启动时，先由限流电路400进行限流，以防止大电流对后级负载设备的冲击，在经过延时驱动电路200延时预设时间后，生成开关电路300的开启电压，开关电路300导通，限流电路400被旁路，实现了浪涌保护。本实用新型技术方案无需另外设置单片机来控制继电器的通断，降低了电路成本。

参照图2，具体地，所述延时驱动电路200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一电容C1；所述第一电阻R1的第一端与所述整流电路100的第一输出端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端与所述开关电路300的第二端连接；所述第三电阻R3的第一端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第一电阻R1的第二端连接；所述第一电容C1的第一端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述第二电阻R2的第二端连接；所述第一电容C1的第一端还与所述开关电路300的受控端连接。

通过调节第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第一电容C1的参数大小，可以调节第一电容C1的充电电流大小，从而调节第一电容C1的充电时间。第一电容C1的充电时间决定了电路中流过限流电路400的时间，从而达到调节浪涌电流限制的效果。

进一步地，所述延时驱动电路200还包括第一稳压管Z1，所述第一稳压管Z1的阳极与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第一稳压管Z1的阴极与所述第二电阻R2的第一端连接。

第一稳压管Z1起到限制第一电容C1两端充电电压的作用，防止第一电容C1充电电压过高，而导致开关电路300中开关管损坏。

进一步地，所述软启动电源保护电路还包括过流保护电路500，所述过流保护电路500的第一检测端与所述开关电路300的第一端连接，所述过流保护电路500的第二检测端与所述开关电路300的第二端连接，所述过流保护电路500的第一保护端与所述延时驱动电路200的输出端连接，所述过流保护电路500的第二保护端与所述开关电路300的第二端连接。

具体地，所述过流保护电路500包括第四电阻R4、第五电阻R5、第一三极管Q1及第二稳压管Z2；所述第四电阻R4的第一端与所述开关电路300的第二端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二稳压管Z2的阳极连接，所述第二稳压管Z2的阴极与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述开关电路300的第一端连接；所述第一三极管Q1的基极与所述第四电阻R4的第二端连接，所述第一三极管Q1的集电极与所述延时驱动电路200的输出端连接，所述第一三极管Q1的发射极与所述开关电路300的第二端连接。过流保护电路500作用在于，当后级电路短路或者滤波电容Cs漏电时，防止回路中电流过大。过流保护电路500在检测到回路中的电流超过预设电流阈值时，关断开关电路300，从而让限流电路400重新接入回路中，起到限流作用，防止电流过流。

进一步地，所述开关电路300包括第一MOS管Q2，所述第一MOS管Q2的漏极接地，所述第一MOS管Q2的源极与所述整流电路100的第二输出端连接，所述第一MOS管Q2的栅极与所述延时驱动电路200的输出端连接。

具体地，所述限流电路包括第六电阻R6，第六电阻R6的第一端与所述开关电路300的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述开关电路300的第二端连接。本实施例中，所述第六电阻R6为绕线电阻。

进一步地，所述软启动电源保护电路还包括第二电容C2，所述第二电容C2的第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第二电容C2的第二端与所述第六电阻的第二端连接。第二电容C2与第一电阻R1构成RC缓冲电路，防止浪涌电流过大，达到更好的效果。

现结合具体电路图，对本实用新型实施例作进一步阐述：

请继续参照图2，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一电容C1及第二电容C2组成抗浪涌电路,其中第六电阻R6阻值一般选用10-20欧姆的线绕电阻。

在上电的瞬间，由于第一电容C1的存在，第一电容C1电压充电到第一MOS管Q2导通电压之前，第一MOS管Q2不导通，电路中电流经滤波电容Cs、第六电阻R6返回，这时由于滤波电容Cs短路特性所造成的高浪涌电流，由于经由第六电阻R6的存在，从而得到控制。

但随着第一电容C1充电电压的升高，当第一电容C1上的电压充至第一稳压管Z1的稳压值时导致第一MOS管Q2导通，这时主电路电流经滤波电容Cs后不再经过第六电阻R6，而是经过第一MOS管Q2，从而达到正常工作时降低功耗的目的。这时第一MOS管Q2串联在电路中，所带来的功耗几乎可以忽略不计。

如果滤波电容Cs漏电或后级电路短路出现现象，电路瞬间电流在第六电阻R6上产生的压降增大，如果第六电阻R6上的压降增大到第二稳压管Z2的稳压值，则使得第二稳压管Z2反向导通，进而使第一三极管Q1导通，从而使第一MOS管Q2没有栅极电压而关断，第六电阻R6将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。

本实用新型还提出一种开关电源，该开关电源包括上述软启动电源保护电路，该软启动电源保护电路的具体结构参照上述实施例，由于本开关电源采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种软启动电源保护电路，其特征在于，包括整流电路、开关电路、延时驱动电路及限流电路；所述整流电路的第一输出端与所述延时驱动电路的第一端连接，所述延时驱动电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接，所述延时驱动电路的输出端与所述开关电路的受控端连接，所述开关电路的第一端接地，所述开关电路的第二端与所述整流电路的第二输出端连接；所述限流电路第一端及第二端与所述开关电路的第一端及第二端分别连接；其中

所述限流电路，用于对输出至负载的电流进行限流；

所述整流电路，用于对输入的交流电进行整流；

所述延时驱动电路，用于根据整流电路输出的电压，延迟预设时间后生成开启电压；

所述开关电路的受控端接收到开启电压后导通，对所述限流电路的第一端和第二端进行旁路，使得限流电路停止限流。

2.如权利要求1所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述延时驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第一电容；所述第一电阻的第一端与所述整流电路的第一输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述开关电路的第二端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第一电阻的第二端连接；所述第一电容的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电阻的第二端连接；所述第一电容的第一端还与所述开关电路的受控端连接。

3.如权利要求2所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述延时驱动电路还包括第一稳压管，所述第一稳压管的阳极与所述第二电阻的第二端连接，所述第一稳压管的阴极与所述第二电阻的第一端连接。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述软启动电源保护电路还包括过流保护电路，所述过流保护电路的第一检测端与所述开关电路的第一端连接，所述过流保护电路的第二检测端与所述开关电路的第二端连接，所述过流保护电路的第一保护端与所述延时驱动电路的输出端连接，所述过流保护电路的第二保护端与所述开关电路的第二端连接。

5.如权利要求4所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述过流保护电路包括第四电阻、第五电阻、第一三极管及第二稳压管；所述第四电阻的第一端与所述开关电路的第二端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二稳压管的阳极连接，所述第二稳压管的阴极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述开关电路的第一端连接；所述第一三极管的基极与所述第四电阻的第二端连接，所述第一三极管的集电极与所述延时驱动电路的输出端连接，所述第一三极管的发射极与所述开关电路的第二端连接。

6.如权利要求1所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述开关电路包括第一MOS管，所述第一MOS管的漏极接地，所述第一MOS管的源极与所述整流电路的第二输出端连接，所述第一MOS管的栅极与所述延时驱动电路的输出端连接。

7.如权利要求2所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述限流电路包括第六电阻，第六电阻的第一端与所述开关电路的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述开关电路的第二端连接。

8.如权利要求7所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述第六电阻为绕线电阻。

9.如权利要求7所述的软启动电源保护电路，其特征在于，所述软启动电源保护电路还包括第二电容，所述第二电容的第一端与所述第六电阻的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第六电阻的第二端连接。

10.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源包括如权利要求1至9中任意一项所述的软启动电源保护电路。