CN209217706U - 浪涌电流抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电路保护技术领域，本实用新型是要解决现有的浪涌电流抑制电路的抑制效果不好和使用寿命较低的问题，提出一种浪涌电流抑制电路，包括第一电容、第一电阻、第二电阻、开关管和开关控制电路，第一电容的一端与第一电压输入端的正极连接，第一电容的另一端分别与开关管的漏极、第一电阻的一端和开关控制电路连接并接地，第一电阻的另一端分别与第一电压输入端的负极和开关管的源极连接。通过第一电阻对上电瞬间产生的浪涌电流进行抑制，当第一电容的电压值接近输入电压最大值时，开关控制电路将第一电阻短路。本实用新型能够有效抑制电子设备开机时产生的浪涌电流，通过开关管进行截止和导通控制，使用寿命较长。

Description

浪涌电流抑制电路

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，具体来说涉及一种浪涌电流抑制电路。

背景技术

浪涌电流是指电气设备在接通瞬间的电流特性，简单来说就是，在大功率电子设备启动时，由于电子设备内部存在有较大的滤波电容，上电瞬间产生较大的充电电流即浪涌电流。浪涌电流不但对电子设备内部的电子器件造成伤害，同时对电网设施也会造成电磁干扰和伤害，浪涌电流对供电网络及用电设备的安全都很重要。工程中通常需要对浪涌电流进行抑制处理。

传统浪涌电流的抑制方式通常是将NCT热敏电阻串联在滤波电容上，电源接通瞬间，由于热敏电阻在常态下阻值较大，限制了对电容的充电电流，从而达到对浪涌电流进行抑制的目的。这种方式在电流较小的应用比较普遍，但是，当短时断电时，由于热敏电阻需要较长冷却时间才能恢复原来的阻值，在热敏电阻未完全冷却前再次重新上电时，热敏电阻的保护作用就会下降。再者，对于大功率电子设备，由于热敏电阻额定电流的限制，对浪涌电流的抑制效果不是很理想。

申请公布号CN107317315A公开了一种浪涌电流抑制电路模块。该浪涌电流抑制电路模块通过对功率继电器的控制，电源接通瞬间，通过热敏电阻进行浪涌电流的抑制，当电子设备稳定工作后，热敏电阻脱离供电回路，使热敏电阻得到冷却从而恢复大阻值特性。但是，这种通过功率继电器对电路进行开关控制的方式，使用寿命较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是要解决现有的浪涌电流抑制电路的抑制效果不好和使用寿命较低的问题，提出一种浪涌电流抑制电路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：浪涌电流抑制电路，包括第一电容、第一电阻、第二电阻、开关管和开关控制电路，所述第一电容的一端与第一电压输入端的正极连接，第一电容的另一端分别与开关管的漏极、第一电阻的一端和开关控制电路连接并接地，所述第一电阻的另一端分别与第一电压输入端的负极和开关管的源极连接，所述开关管的源极通过所述第二电阻分别与开关管的栅极和开关控制电路连接。

进一步的，为对开关管的通断进行有效控制，所述开关控制电路包括控制模块、第二电压输入端口、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述控制模块的控制输出端口通过所述第六电阻与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的基极通过所述第五电阻分别与第二三极管的发射极和开关管的漏极连接，所述第二三极管的集电极通过所述第三电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻分别与第一三极管的发射极和第二电压输入端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第七电阻与开关管的栅极连接。

进一步的，为便于对开关管的截止控制，所述开关管为MOS管或者绝缘栅双极型晶体管，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管。

进一步的，为防止开关控制电路损坏，所述浪涌电流抑制电路还包括二极管，所述第二三极管的发射极通过所述二极管与开关管的漏极连接，二极管的正极与第二三极管的发射极连接，二极管的负极与开关管的漏极连接。

进一步的，为避免开关管误动作，所述浪涌电流抑制电路还包括第二电容，所述第二电容的一端与开关管的源极连接，第二电容的另一端与开关管的栅极连接。

进一步的，为防止栅极电压波动超过最大允许电压，所述浪涌电流抑制电路还包括稳压管，所述稳压管的正极与开关管的源极连接，稳压管的负极与开关管的栅极连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的浪涌电流抑制电路，通过第一电阻对上电瞬间产生的浪涌电流进行抑制，当第一电容的电压值接近输入电压最大值时，开关控制电路将第一电阻短路。本实用新型能够有效抑制电子设备开机时产生的浪涌电流，能够有效降低浪涌电流抑制电路的功率损耗，保证电源及电子设备的稳定工作，本实用新型通过开关管进行截止和导通控制，使用寿命较长，且电路结构简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的浪涌电流抑制电路结构示意图；

附图标记说明：

R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；Q1-开关管；V1-第一三极管；V2-第二三极管；D1-二极管；ZD1-稳压管；VIN1-第一电压输入端；VIN2-第二电压输入端。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。

本实用新型所述的浪涌电流抑制电路，包括第一电容、第一电阻、第二电阻、开关管和开关控制电路，所述第一电容的一端与第一电压输入端的正极连接，第一电容的另一端分别与开关管的漏极、第一电阻的一端和开关控制电路连接并接地，所述第一电阻的另一端分别与第一电压输入端的负极和开关管的源极连接，所述开关管的源极通过所述第二电阻分别与开关管的栅极和开关控制电路连接。

在电源接通瞬间，电压输入端为第一电容充电，此时开关管处于截止状态，通过第一电阻对浪涌电流进行限制，当第一电容的电压值接近电压输入端的正极电压时，开关控制电路控制开关管导通，电压输入端直接为第一电容充电，此时，由于第一电容的电压与输入电压差值较小，充电电流较小，浪涌电流也较小。

实施例

本实用新型实施例所述的浪涌电流抑制电路，如图1所示，包括第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、开关管Q1和开关控制电路，所述第一电容C1的一端与第一电压输入端的正极VIN1+连接，第一电容C1的另一端分别与开关管Q1的漏极D、第一电阻R1的一端和开关控制电路连接并接地，所述第一电阻R1的另一端分别与第一电压输入端的负极VIN1-和开关管Q1的源极S连接，所述开关管Q1的源极S通过所述第二电阻R2分别与开关管Q1的栅极G和开关控制电路连接。

其中，开关管Q1可以是MOS管或者绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，绝缘栅双极型晶体管兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点；第一电容C1可以是有极性电容或者无极性电容。在电源连通前，开关管Q1处于截止状态，第一电压输入端口的正极VIN1+输入第一电容C1进行充电，如第一电容C1为有极性电容，则通过第一电容C1的正极进行充电，此时，第一电阻R1作为限流电阻对第一电容C1的充电电流进行抑制，即对滤波电容充电时产生的浪涌电流进行抑制。当第一电容C1的电压值接近第一电压输入端口VIN1的输入电压值时，开关控制电路工作，开关控制电路使开关管Q1导通，开关管Q1导通后，第一电阻R1短路，不再工作，第一电压输入端的正极VIN1+直接为第一电容C1充电，此时，第一电容C1与第一电压输入端口的正极VIN1+之间的电压差值较小，不会产生较大的浪涌电流。

优选的，如图1所示，所述开关控制电路可以包括控制模块、第二电压输入端口VIN2、第一三极管V1、第二三极管V2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第七电阻R7，所述控制模块的控制输出端口通过所述第六电阻R6与第二三极管V2的基极连接，所述第二三极管V2的基极通过所述第五电阻R5分别与第二三极管V2的发射极和开关管Q1的漏极D连接，所述第二三极管V2的集电极通过所述第三电阻R3与第一三极管V1的基极连接，所述第一三极管V1的基极通过所述第四电阻R4分别与第一三极管V1的发射极和第二电压输入端VIN2连接，所述第一三极管V1的集电极通过所述第七电阻R7与开关管Q1的栅极G连接。

本实施例中，控制模块可以是可编程控制器，如PLC。第一三极管V1可以为PNP型三极管，第二三极管V2可以为NPN型三极管。第二电压输入端口VIN2的输入电压可以是通过第一电压输入端口VIN1经过降压电路降压后产生的，控制模块经过预设充电时间后，控制模块的控制输出端口输出高电平，使第二三极管V2导通，第二三极管导通后使第一三极管V1导通，第一三极管V1导通后，将第二电压输入端口VIN2与开关管Q1的栅极G连通，从而使开关管Q1导通，开关管Q1导通后，第一电阻R1处于短路状态，此时，第一电压输入端VIN1直接为第一电容C1充电。

上述预设充电时间是根据实际情况设置的，所涉及到的软件方法属于现有技术，此处不再赘述。

可选的，如图1所示，本实施例所述的浪涌电流抑制电路还包括二极管D1，所述第二三极管V2的发射极通过所述二极管D1与开关管Q1的漏极D连接，二极管D1的正极与第二三极管V2的发射极连接，二极管D1的负极与开关管Q1的漏极D连接。

二极管D1用于防止开机瞬间第一电阻R1两端高压损坏开关控制电路。

可选的，如图1所示，本实施例所述的浪涌电流抑制电路还包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与开关管Q1的源极S连接，第二电容C2的另一端与开关管Q1的栅极G连接。

在某些参数的电器元件使开关管Q1的栅极G干扰不足以产生误动作时，增加第二电容C2可以抑制干扰，防止开关管Q1的栅极G干扰造成开关管Q1误动作。

可选的，本实施例所述的浪涌电流抑制电路还包括稳压管ZD1，所述稳压管ZD1的正极与开关管Q1的源极S连接，稳压管ZD1的负极与开关管Q1的栅极G连接。

某些参数的电器元件使防止开关管Q1的栅极G电压产生剧烈波动时，并联稳压管ZD1可以防止开关管Q1的栅极G电压波动超过防止开关管Q1的栅极G最大允许电压，以防止开关管Q1的栅极G和源极S被高压击穿。

Claims (6)

1.浪涌电流抑制电路，其特征在于，包括第一电容、第一电阻、第二电阻、开关管和开关控制电路，所述第一电容的一端与第一电压输入端的正极连接，第一电容的另一端分别与开关管的漏极、第一电阻的一端和开关控制电路连接并接地，所述第一电阻的另一端分别与第一电压输入端的负极和开关管的源极连接，所述开关管的源极通过所述第二电阻分别与开关管的栅极和开关控制电路连接。

2.如权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述开关控制电路包括控制模块、第二电压输入端口、第一三极管、第二三极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻，所述控制模块的控制输出端口通过所述第六电阻与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的基极通过所述第五电阻分别与第二三极管的发射极和开关管的漏极连接，所述第二三极管的集电极通过所述第三电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过所述第四电阻分别与第一三极管的发射极和第二电压输入端连接，所述第一三极管的集电极通过所述第七电阻与开关管的栅极连接。

3.如权利要求2所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，所述开关管为MOS管或者绝缘栅双极型晶体管，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管为NPN型三极管。

4.如权利要求2所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，还包括二极管，所述第二三极管的发射极通过所述二极管与开关管的漏极连接，二极管的正极与第二三极管的发射极连接，二极管的负极与开关管的漏极连接。

5.如权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的一端与开关管的源极连接，第二电容的另一端与开关管的栅极连接。

6.如权利要求1所述的浪涌电流抑制电路，其特征在于，还包括稳压管，所述稳压管的正极与开关管的源极连接，稳压管的负极与开关管的栅极连接。