CN213093889U

CN213093889U - 一种开关电源的输出软启动开关控制电路

Info

Publication number: CN213093889U
Application number: CN202021219932.2U
Authority: CN
Inventors: 张遥
Original assignee: Qingdao Meikai Lin Polytron Technologies Inc
Current assignee: Qingdao Meikai Lin Polytron Technologies Inc
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2030-06-28

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源的输出软启动开关控制电路，包括通过导线连接的MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C、限流电阻、电容和控制器，所述MOSFET A、MOSFET B和电容与电池串联组成闭合电路，所述MOSFET C和限流电阻串联后并联于MOSFET B两端，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的源极连接在一点，然后与控制器的地线相连，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的栅极与控制器的三个控制信号线相连，本实用新型所公开的软启动开关控制电路采用电压mosfet代替继电器，不论电池电压E高于电容C1电压，还是低于电容C1电压，都可以达到软启动的目的，成本低，控制简单，工作稳定，导通损耗小，有利于减小产品体积。

Description

一种开关电源的输出软启动开关控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种开关控制电路，特别涉及一种开关电源的输出软启动开关控制电路。

背景技术

开关电源的输入输出电路大都采用整流加电容滤波电路。电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为0，会形成很大的瞬时冲击电流，特别是大功率电源，其输入或者输出采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达几百A甚至更高。对于输出电路，如果输出负载是容性(比如电池负载)，输出电容上的电压与负载上的电压不一致：大多数情况下，输出电容上的电压由于存在放电电路会小于电池的电压，也有个别情况由于切换负载等原因导致输出电容电压大于电池电压，只要这两个电压不一致，就会产生冲击电流。

在电芯电池测试设备(主要是针对低压测试设备设计)上大部分用户采用了继电器加软启动电阻。见图1，但是依然存在以下问题：

1)继电器为机械开关，工作次数直接影响其寿命；

2)没有大电流继电器，目前大部分的设备采用多个继电器并联解决大电流(交流接触器等器件直接影响体积的大小)，由于接触阻抗的影响会存在某个继电器电流过大的情况，导致烧坏；

3)继电器在体积和成本方面没有优势。

为解决机械开关带来的缺陷，采用了mosfet代替机械开关，如图2所示。此软启动输出输出开关控制电路，其采用电压mosfet代替继电器，成本低，控制简单，广泛应用于pcb设计，设计体积可以控制。但是仍然存在以下问题点：

1)大电流的情况下，mosfet需要多个并联，成本稍微偏高；

2)由于四个mosfet的源极不公共，导致控制电源至少需要两路，相当于需要两个控制器，增加了成本。

对于电容电压小于负载电压的情况，也有简单的软启动控制电路，见图3，这种电路当输出电容上的电压高于电池电压时，电路就会失效，从而产生较大的电流，引起MOSFET的损坏。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种开关电源的输出软启动开关控制电路，以达到采用电压mosfet代替继电器，成本低，控制简单，工作稳定，导通损耗小，减小产品体积的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种开关电源的输出软启动开关控制电路，包括通过导线连接的MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C、限流电阻、电容和控制器，所述MOSFET A、MOSFET B和电容与电池串联组成闭合电路，所述MOSFET C和限流电阻串联后并联于MOSFET B两端，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的源极连接在一起，并与控制器的地线相连，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的栅极与控制器的三个控制信号线相连。

上述方案中，所述MOSFET A、MOSFET B的导通阻抗小于2mΩ，通过的电流大于100A，可以降低导通损耗，做到节能，提高整机功率密度及效率。

上述方案中，所述MOSFET C通过的电流小于10A。

通过上述技术方案，本实用新型提供的开关电源的输出软启动开关控制电路具有以下有益效果：

1)电流大，体积小；

2)布置于pcb之上，方便生产；

3)选用功率器件导通阻抗低，带来的损耗小，有利于提高产品的充放电效率；

4)电子开关寿命较机械开关寿命长，工作更稳定；

5)控制电源功率要求较小，成本降低。

本实用新型的开关控制电路，采用MOSFET作为导通器件，具有功率大，开关特性好，导通损耗小的特点，配合散热器，可以适用于大功率电源设备；同时，对于大功率电源，提高了效率和产品工作的稳定性，并极大的降低了产品成本。同时对于电源设计的PCB布局给予充分的空间利用，减小了产品体积。

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。

图1为机械开关软启动控制电路；

图2为升级后的MOSFET软启动控制电路；

图3为输出电容C1电压低于负载C2电压的简单软启动电路；

图4为本实用新型实施例所公开的一种开关电源的输出软启动开关控制电路示意图。

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。

本实用新型提供了一种开关电源的输出软启动开关控制电路，如图4所示，包括通过导线连接的MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C、限流电阻R、电容C和控制器，MOSFET A、MOSFET B和电容C与电池串联组成闭合电路，MOSFET C和限流电阻R串联后并联于MOSFET B两端，MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C均与控制器电连接。

MOSFET A、MOSFET B选用低导通阻抗的MOSFET，一般选择导通阻抗小于2mΩ，通过的电流可以大于100A，可以降低导通损耗，做到节能，提高整机功率密度及效率。MOSFET C通过的电流可以小于10A。

软启动部分由MOSFET A、MOSFET C与限流电阻R构成，当MOSFET A、MOSFET C闭合时，电池E通过限流电阻R给电容一C1和电容二C2充电或者放电，充放电速度取决于限流电阻R的大小，一般情况下几百毫秒时间即可完成，达到电池E电压与电容C1、C2的电压基本相等，此时闭合MOSFET B，不会产生冲击电流，避免打火和冲击电流过大。

MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C它们的源极连接在一点，然后与控制器的地线相连，MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的栅极与控制器的三个控制信号线相连，共用相同的电源，它们连接的目的是给电池E充放电，不论电池电压E高于电容C1电压，还是低于电容C1电压，都可以达到软启动的目的。

对于上面描述的MOSFET元器件，在通常情况下也可以使用IGBT或者其它电子开关元器件所代替。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种开关电源的输出软启动开关控制电路，其特征在于，包括通过导线连接的MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C、限流电阻、电容和控制器，所述MOSFET A、MOSFET B和电容与电池串联组成闭合电路，所述MOSFET C和限流电阻串联后并联于MOSFET B两端，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的源极连接在一起，与控制器的地线相连，所述MOSFET A、MOSFET B、MOSFET C的栅极与控制器的三个控制信号线相连。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源的输出软启动开关控制电路，其特征在于，所述MOSFET A、MOSFET B的导通阻抗小于2mΩ，通过的电流大于100A。

3.根据权利要求1所述的一种开关电源的输出软启动开关控制电路，其特征在于，所述MOSFET C通过的电流小于10A。