CN211183792U - 一种限流启动电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种限流启动电路结构，属于电路保护技术领域。其包括限流供电电路、主供电电路、检测电路和单片机，所述限流供电电路、主供电电路、检测电路均与单片机电连接。单片机收到上电命令后，打开限流供电电路，当检测电路检测到电压后，单片机再打开主供电电路，并断开限流供电电路。该电路可以有效降低用电设备启动时对供电设备索取的电流，降低对整个供电电路的冲击，防止元件被冲击电流损坏。

Description

一种限流启动电路结构

技术领域

本实用新型涉及电路保护技术领域，尤其是指一种限流启动电路结构。

背景技术

在用电设备为容性负载时，启动过程中需要对电容进行充电，冲击电流很大，所以需要使用限流启动电路对用电设备进行上电，减小上电时的冲击电流，降低对整个供电电路的冲击，防止元件被冲击电流损坏。

现有技术中的限流启动电路一般使用两种结构：

一种是在主供电电路中串联功率型NTC(负温度系数)热敏电阻进行限流启动。该电路一般适用于工作电流不太大并且待机电流和工作电流差异不大的电路中，无法满足待机电流小而工作电流大的应用。

另一种是在主供电电路中串联大功率电阻进行限流启动，控制主供电电路的开关一般为继电器(主开关)，在完成上电后需要通过另一个继电器(从开关)短路电阻两端。这种限流启动电路需要使用2个以过大电流的继电器，成本较高，占用空间较大，并且在工作过程中，为保持电阻两端的短路状态，继电器(从开关)需要长期吸合，功耗较大，不适用于采用电池对外供电的功耗敏感电路。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种限流启动电路结构，其可以有效降低用电设备启动时对供电设备索取的电流，降低对整个供电电路的冲击，防止元件被冲击电流损坏。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种限流启动电路结构，其包括限流供电电路、主供电电路、检测电路和单片机，所述限流供电电路、主供电电路、检测电路均与单片机电连接，所述检测电路用于检测用电设备开关的闭合/断开状态，并将检测的开关信号传送至单片机；

所述限流供电电路包括限流电阻R1、第一偏置电阻R4、第二偏置电阻R5、第三偏置电阻R6、第四偏置电阻R7、稳压管D1、P沟道MOS管Q1、第一NPN型三极管Q2；限流电阻R1一端接用电设备，另一端经P沟道MOS管Q1的漏极接供电设备，第一偏置电阻R4和稳压管D1并接在P沟道MOS管Q1的栅极与源极两端，第三偏置电阻R6一端接单片机的一个控制引脚，另一端经第一NPN型三极管Q2的基极、第二偏置电阻R5接P沟道MOS管Q1的栅极；

所述主供电电路包括第五偏置电阻R8、第六偏置电阻R9、双向瞬态抑制二极管D2、第二NPN型三极管Q3、继电器K1；第五偏置电阻R8一端接单片机的另一个控制引脚，另一端经第二NPN型三极管Q3接双向瞬态抑制二极管D2，继电器K1的线圈并接在双向瞬态抑制二极管D2两端，继电器K1的常开触点一端接用电设备，另一端接供电设备；

所述检测电路包括第一分压电阻R2、第二分压电阻R3，第一分压电阻R2一端接用电设备正极电压端，另一端分两路，一路经第二分压电阻R3接地，另一路接单片机的检测引脚。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本实用新型电路结构简单、实用、易于实现。

2、通过对单片机进行简单编程，可以实现对电路的限流保护，防止启动电流过大损坏供电设备和供电开关。

3、基于本电路结构，通过对单片机的简单编程，可以使本电路具有一定的智能化特征，具体来说，当用电设备的开关被断开时，供电电路可以自动切回限流启动状态，打开Q1，关闭K1，当用电设备的开关被再次闭合时，依然可以进行限流启动，从而可以智能应对用电设备反复上电、断电的情况。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路原理图；

图2是本实用新型实施例的工作原理示意图。

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。

如图1所示，一种限流启动电路结构，包括限流供电电路、主供电电路、检测电路和单片机，所述限流供电电路、主供电电路、检测电路均与单片机控制电连接，所述检测电路用于检测用电设备开关闭合/断开状态，并将检测的开关信号传送至单片机进行处理。

具体的，所述限流供电电路包括限流电阻R1、第一偏置电阻R4、第二偏置电阻R5、第三偏置电阻R6、第四偏置电阻R7、稳压管D1、P沟道MOS管Q1、第一NPN型三极管Q2；限流电阻R1一端接用电设备，另一端经P沟道MOS管Q1的漏极接供电设备，第一偏置电阻R4和稳压管D1并接在P沟道MOS管Q1的栅极与源极两端，第三偏置电阻R6一端接单片机的第一控制引脚，另一端经第一NPN型三极管Q2的基极、第二偏置电阻R5接P沟道MOS管Q1的栅极；单片机通过控制第一控制引脚的电平来实现Q1的通断，通过R1串联在供电设备正极和用电设备之间，Q1导通时由于R1的存在，限制启动电流。

具体的，所述主供电电路包括第五偏置电阻R8、第六偏置电阻R9、双向瞬态抑制二极管D2、第二NPN型三极管Q3、继电器K1；第五偏置电阻R8一端接单片机的第二控制引脚，另一端经第二NPN型三极管Q3接双向瞬态抑制二极管D2，继电器K1的线圈并接在双向瞬态抑制二极管D2两端，继电器K1的常开触点一端接用电设备，另一端接供电设备；单片机通过控制第二控制引脚的高低电平来实现K1的通断。

具体的，述检测电路包括第一分压电阻R2、第二分压电阻R3，第一分压电阻R2一端接用电设备正极电压端，另一端分两路，一路经第二分压电阻R3接地，另一路接单片机的检测引脚。当K2闭合时，单片机可以通过R2和R3的连接点采集到用电设备正极电压并可以计算出电压值；当K2断开时，单片机通过R2和R3的连接点采集到的电压为零，即可判断开关断开。

本电路结构简单、实用、易于实现。其中，单片机可以采用STM32F103C8T6，这样，第一控制引脚即为该单片机的第29脚(PA8/TICI/MCO)，第二控制引脚即为该单片机的第28脚(PB15/SPI2_MOSI/T1CH3N)，检测引脚即为该单片机的第14脚(PA4/ADC12_IN4/SPI1_NSS)。

该电路结构在具体应用时，可对单片机进行简单编程，使单片机根据检测信号处理的结果，分别将控制指令传送至限流供电电路和主供电电路，当供电设备需要对外输出时，闭合限流供电电路，检测用电设备正极电压值是否达到需求值，达到需求值后闭合主供电电路，断开限流供电电路；当检测电设备正极电压值低于需求值后，闭合限流供电电路，断开主供电电路。

使用时，将该电路连接在供电设备和用电设备之间，单片机收到上电命令后，打开限流供电电路，当检测电路检测到电压后，单片机再打开主供电电路，并断开限流供电电路。

本电路简单实用，具体来说，启动时通过限流电阻R1限流启动，当通过检测电路检测到设备上电后，再闭合主供电电路并断开限流供电电路，有效降低了设备的启动电流，可以防止启动电流过大损坏供电设备和供电开关K1。

此外，当用电设备的开关被断开时，供电电路可以自动切回限流启动状态，打开Q1，关闭K1，当用电设备的开关被再次闭合时，依然可以进行限流启动，从而可以智能应对用电设备反复上电、断电的情况。

如图2所示，本电路的工作原理如下：

该电路在启动时，首先打开限流供电电路，在检测电路检测到用电设备开关闭合并且电压达到要求值之后，打开主供电电路，断开限流供电电路；在主供电电路工作过程中，若检测到用电设备开关断开，则断开主供电电路，打开限流供电电路，等待用电设备开关闭合后，再次进行限流启动。

Claims (1)

1.一种限流启动电路结构，其特征在于：包括限流供电电路、主供电电路、检测电路和单片机，所述限流供电电路、主供电电路、检测电路均与单片机电连接，所述检测电路用于检测用电设备开关的闭合/断开状态，并将检测的开关信号传送至单片机；

所述限流供电电路包括限流电阻(R1)、第一偏置电阻(R4)、第二偏置电阻(R5)、第三偏置电阻(R6)、第四偏置电阻(R7)、稳压管(D1)、P沟道MOS管(Q1)、第一NPN型三极管(Q2)；限流电阻(R1)一端接用电设备，另一端经P沟道MOS管(Q1)的漏极接供电设备，第一偏置电阻(R4)和稳压管(D1)并接在P沟道MOS管(Q1)的栅极与源极两端，第三偏置电阻(R6)一端接单片机的一个控制引脚，另一端经第一NPN型三极管(Q2)的基极、第二偏置电阻(R5)接P沟道MOS管(Q1)的栅极；

所述主供电电路包括第五偏置电阻(R8)、第六偏置电阻(R9)、双向瞬态抑制二极管(D2)、第二NPN型三极管(Q3)、继电器(K1)；第五偏置电阻(R8)一端接单片机的另一个控制引脚，另一端经第二NPN型三极管(Q3)接双向瞬态抑制二极管(D2)，继电器(K1)的线圈并接在双向瞬态抑制二极管(D2)两端，继电器(K1)的常开触点一端接用电设备，另一端接供电设备；

所述检测电路包括第一分压电阻(R2)、第二分压电阻(R3)，第一分压电阻(R2)一端接用电设备正极电压端，另一端分两路，一路经第二分压电阻(R3)接地，另一路接单片机的检测引脚。

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