CN218888386U - 一种用于防浪涌电流的开关控制电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于开关电源防浪涌电流的控制电路，包括电源防反接电路和防浪涌控制电路。电源防反接电路用于当所述外接电源反接时，不向防浪涌控制电路输出直流电，防浪涌控制电路用于抑制开关电源因启动时引起的浪涌电流。其中，防浪涌控制电路还包括工作稳压电路和继电器开关控制电路。由于继电器开关控制电路的限流电阻R_NTC抑制第一直流电的电流浪涌后，才开启继电器吸合，短路限流电阻R_NTC两端，使电流从继电器流过，降低了限流电阻R_NTC的发热与损耗，提高开关电源的转换效率及自身可靠性。

Description

一种用于防浪涌电流的开关控制电路

技术领域

本申请涉及开关电源技术领域，具体涉及一种用于防浪涌电流的开关控制电路。

背景技术

开关电源产品广泛应用于工业、轨道交通、照明、汽车等各种不同领域，且在同一控制回路内大量的使用开关电源，会导致同一控制回路内在上电瞬间的浪涌电流非常大，损坏空气开关或导致其误动作，造成供电网路不稳定和用电设备损坏。

发明内容

本申请提供一种开关控制电路用于解决如何抑制因开关引起的浪涌电流的技术问题。

第一方面，一实施例中提供一种用于防浪涌电流的开关控制电路，包括电源防反接电路和防浪涌控制电路；

所述电源防反接电路包括二极管全桥电路，所述二极管全桥电路的两个电源输入端用于连接一外接电源，所述二极管全桥电路的两个电源输出端与所述防浪涌控制电路连接；所述电源防反接电路用于当所述外接电源反接时，不向所述防浪涌控制电路输出第一直流电；

所述防浪涌控制电路包括第一电源连接端、第二电源连接端、第一输出连接端和第二输出连接端；所述防浪涌控制电路的第一电源连接端和第二电源连接端分别与所述二极管全桥电路的两个电源输出端连接，所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端用于输出所述第一直流电；所述防浪涌控制电路用于抑制所述开关控制电路因启动时引起的浪涌电流，并当所述第一直流电的电流稳定时，将所述第一直流电通过所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端输出；其中，所述防浪涌控制电路的第二电源连接端和第二输出连接端都接地；

所述防浪涌控制电路还包括继电器电路、工作稳压电路和继电器开关控制电路；

所述继电器电路包括继电器RL1，所述继电器RL1包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述继电器RL1的第一连接端与所述工作稳压电路连接，所述继电器RL1的第二连接端与所述防浪涌控制电路的第一电源连接端连接，所述继电器RL1的第三连接端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端连接，所述继电器RL1的第四连接端与所述继电器开关控制电路连接；

所述工作稳压电路包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述工作稳压电路的第一连接端与所述防浪涌控制电路的第一电源连接端连接，所述工作稳压电路的第二连接端与所述防浪涌控制电路的第二电源连接端连接，所述工作稳压电路的第三连接端与所述继电器RL1的第一连接端连接；

所述继电器开关控制电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述继电器开关控制电路的第一连接端与所述继电器RL1的第四连接端连接，所述继电器开关控制电路的第二连接端与所述继电器RL1的第一连接端连接，所述继电器开关控制电路的第三连接端与所述防浪涌控制电路的第二输出连接端连接；所述继电器开关控制电路的第四连接端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端连接；

所述工作稳压电路用于向所述继电器RL1的第一连接端提供稳定的工作电源，所述继电器开关控制电路用于控制所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端的工作电流的导通或关闭；所述继电器RL1用于当所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端的工作电流导通时，电连接所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端。

一实施例中，所述二极管全桥电路包括第一二级管D11、第二二极管D12、第三二极管D13和第四二极管D14；第一二级管D11和第三二极管D13的负极与所述二极管全桥电路的一个电源输出端连接，第二二级管D12和第四二极管D14的正极与所述二极管全桥电路的另一个电源输出端连接；第一二级管D11的正极和第二二极管D12负极与所述二极管全桥电路的一个电源输入端连接，第三二级管D13的正极和第四二极管D14负极与所述二极管全桥电路的另一个电源输入端连接。

一实施例中，所述继电器电路还包括限流电阻R_NTC，限流电阻R_NTC的两端分别与所述继电器RL1的第二连接端和第三连接端连接，限流电阻R_NTC用于对所述第一直流电进行限流。

一实施例中，所述工作稳压电路包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第五二极管D21和第一电容C1；

第一电阻R1的一端与所述工作稳压电路的第一连接端连接，另一端与第五二极管D21的负极连接；

第五二极管D21的正极与所述工作稳压电路的第二连接端连接；

第一三极管Q1的基极与第五二极管D21的负极连接，集电极与所述工作稳压电路的第一连接端连接，发射极与所述工作稳压电路的第三连接端连接；

第一电容C1的一端与第一三极管Q1的发射极连接，另一端与所述工作稳压电路的第二连接端连接。

一实施例中，所述继电器开关控制电路包括第二电阻R2、第六二极管D22和第二三极管Q2；

第二电阻R2 的一端与所述继电器开关控制电路的第四连接端连接，另一端与第二三极管Q2的基极连接；

第二三极管Q2的集电极与所述继电器开关控制电路的第一连接端连接，发射极与所述继电器开关控制电路的第四连接端连接；

第六二极管D22的正极与所述继电器开关控制电路的第一连接端连接，负极与所述继电器开关控制电路的第三连接端连接。

一实施例中，开关控制电路还包括电源开关启动电路，所述电源开关启动电路与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端连接，所述电源开关启动电路用于将所述第一直流电转换为高频交流电。

一实施例中，所述电源开关启动电路包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端连接。

一实施例中，所述电源开关启动电路还包括第一电感L1和可控开关管Q3，可控开关管Q3包括控制极、第一极和第二极；

第一电感L1的一端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端，另一端与可控开关管Q3的第一极连接；

可控开关管Q3的第二极与所述防浪涌控制电路的第二输出连接端，可控开关管Q3的控制极用于一开关控制脉冲信号的输入。

依据上述实施例的开关控制电路，由于继电器开关控制电路只有在工作稳压电路抑制第一直流电的电流浪涌后，才开启继电器电路输出第一直流电，使得开关控制电路输出电压更稳定，进而提高开关电源的安全性、可靠性。

附图说明

图1为一种实施例中开关控制电路的电路示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

实施例一：

请参考图1，为一种实施例中开关控制电路的电路示意图，该开关控制电路包括电源防反接电路1和防浪涌控制电路2。电源防反接电路1包括二极管全桥电路，二极管全桥电路的两个电源输入端用于连接一外接电源VIN，二极管全桥电路的两个电源输出端与防浪涌控制电路2连接，电源防反接电路1用于当外接电源VIN反接时，不向防浪涌控制电路2输出第一直流电。防浪涌控制电路2包括第一电源连接端、第二电源连接端、第一输出连接端和第二输出连接端，防浪涌控制电路2的第一电源连接端和第二电源连接端分别与二极管全桥电路的两个电源输出端连接，防浪涌控制电路2的第一输出连接端和第二输出连接端用于输出所述第一直流电。防浪涌控制电路2用于抑制开关控制电路因启动时引起的浪涌电流，并当第一直流电的电流稳定时，将第一直流电通过防浪涌控制电路2的第一输出连接端和第二输出连接端输出，其中，防浪涌控制电路2的第二电源连接端和第二输出连接端都接地。

防浪涌控制电路2还包括继电器电路21、工作稳压电路22和继电器开关控制电路23。继电器电路21包括继电器RL1，继电器RL1包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，继电器RL1的第一连接端与工作稳压电路22连接，继电器RL1的第二连接端与防浪涌控制电路2的第一电源连接端连接，继电器RL1的第三连接端与防浪涌控制电路2的第一输出连接端连接，继电器RL1的第四连接端与继电器开关控制电路23连接。工作稳压电路22包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，工作稳压电路22的第一连接端与防浪涌控制电路2的第一电源连接端连接，工作稳压电路22的第二连接端与防浪涌控制电路2的第二电源连接端连接，工作稳压电路22的第三连接端与继电器RL1的第一连接端连接。继电器开关控制电路23包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，继电器开关控制电路23的第一连接端与继电器RL1的第四连接端连接，继电器开关控制电路23的第二连接端与继电器RL1的第一连接端连接，继电器开关控制电路23的第三连接端与防浪涌控制电路2的第二输出连接端连接，继电器开关控制电路23的第四连接端与防浪涌控制电路2的第一输出连接端连接。工作稳压电路22用于向继电器RL1的第一连接端提供稳定的工作电源，继电器开关控制电路23用于控制继电器RL1的第一连接端和继电器RL1的第四连接端的工作电流的导通或关闭。继电器RL1用于当继电器RL1的第一连接端和继电器RL1的第四连接端的工作电流导通时，电连接继电器RL1的第一连接端和继电器RL1的第四连接端。

一实施例中，二极管全桥电路包括第一二级管D11、第二二极管D12、第三二极管D13和第四二极管D14。第一二级管D11和第三二极管D13的负极与二极管全桥电路的一个电源输出端连接，第二二级管D12和第四二极管D14的正极与二极管全桥电路的另一个电源输出端连接。第一二级管D11的正极和第二二极管D12负极与二极管全桥电路的一个电源输入端连接，第三二级管D13的正极和第四二极管D14负极与二极管全桥电路的另一个电源输入端连接。

一实施例中，继电器电路21还包括限流电阻R_NTC，限流电阻R_NTC的两端分别与继电器RL1的第二连接端和第三连接端连接，限流电阻R_NTC用于对第一直流电进行限流。

一实施例中，工作稳压电路22包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第五二极管D21和第一电容C1。第一电阻R1的一端与工作稳压电路22的第一连接端连接，另一端与第五二极管D21的负极连接。第五二极管D21的正极与工作稳压电路22的第二连接端连接。第一三极管Q1的基极与第五二极管D21的负极连接，集电极与工作稳压电路22的第一连接端连接，发射极与工作稳压电路22的第三连接端连接。第一电容C1的一端与第一三极管Q1的发射极连接，另一端与工作稳压电路22的第二连接端连接。

一实施例中，继电器开关控制电路23包括第二电阻R2、第六二极管D22和第二三极管Q2。第二电阻R2 的一端与继电器开关控制电路23的第四连接端连接，另一端与第二三极管Q2的基极连接。第二三极管Q2的集电极与继电器开关控制电路23的第一连接端连接，发射极与继电器开关控制电路23的第四连接端连接。第六二极管D22的正极与继电器开关控制电路23的第一连接端连接，负极与继电器开关控制电路23的第三连接端连接。

一实施例中，开关控制电路还包括电源开关启动电路3，电源开关启动3电路与防浪涌控制电路2的第一输出连接端和第二输出连接端连接，电源开关启动电路用于将第一直流电转换为高频交流电。

一实施例中，电源开关启动电路3包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别与防浪涌控制电路2的第一输出连接端和第二输出连接端连接。一实施例中，电源开关启动电路3还包括第一电感L1和可控开关管Q3，可控开关管Q3包括控制极、第一极和第二极。第一电感L1的一端与防浪涌控制电路2的第一输出连接端，另一端与可控开关管Q3的第一极连接，可控开关管Q3的第二极与防浪涌控制电路的第二输出连接端，可控开关管Q3的控制极用于一开关控制脉冲信号的输入。

在本申请一实施例中，工作稳压电路提供给继电器RL1稳定的工作电压，根据实际的电路需求，通过调节第五二极管D21的稳压参数可以提供不同的电压输出匹配继电器RL1的工作电压需求。工作稳压电路22和继电器开关控制电路23能使继电器RL1在电路输入上电时自动吸合继电器，短路电阻R_NTC的两端；电源开关启动电路在外接电源VIN输入为正常极性的电压后，进行能量传递与变换。

本申请公开的开关控制电路防浪涌电流的原理如下：

当外接电源VIN输入正常极性的电压经过电阻R_NTC限流后在50-500微秒内完成对第二电容C2的充电,继电器RL1在2-10毫秒内完成自动吸合短路限流电阻R_NTC的两端，使电路启动后工作时的电流经过继电器RL1提供给后接的电路使用，开关电源启动子电路在12-50毫秒内完成电路启动工作。开关电源电路上电时，因电解电容的物理特性，电解电容在50-500微秒极短的时间内完成充电，会导致供电电路很大的浪涌电流存在，通常在几十安培至几百安培不等，在电路中引入限流电阻R_NTC不同的阻值，可以有效的控制浪涌电流在几安培至10安培之间，在完成对第二电容C2（电解电容器）的充电后，继电器RL1自动吸合短路限流电阻R_NTC的两端，降低了因限流电阻R_NTC存在导致的损耗，提升了电源电路整体的转换效率。

经实际应用检测，本申请公开的开关控制电路可以降低浪涌电流在5安培至10安培之间，同时也能满足在低温（0--40℃）条件下，低电压满载正常启动。

本申请公开的开关控制电路，包括电源防反接电路和防浪涌控制电路。电源防反接电路用于当所述外接电源反接时，不向防浪涌控制电路输出第一直流电，防浪涌控制电路用于抑制开关控制电路因启动时引起的浪涌电流，并当第一直流电的电流稳定时再输出第一直流电。其中，防浪涌控制电路还包括继电器电路、工作稳压电路和继电器开关控制电路。由于继电器开关控制电路只有在工作稳压电路抑制第一直流电的电流浪涌后，才开启继电器电路输出第一直流电，使得开关控制电路输出电压更稳定，进而提高开关电源的安全性、可靠性。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种用于防浪涌电流的开关控制电路，其特征在于，包括电源防反接电路和防浪涌控制电路；

所述电源防反接电路包括二极管全桥电路，所述二极管全桥电路的两个电源输入端用于连接一外接电源，所述二极管全桥电路的两个电源输出端与所述防浪涌控制电路连接；所述电源防反接电路用于当所述外接电源反接时，不向所述防浪涌控制电路输出第一直流电；

所述防浪涌控制电路包括第一电源连接端、第二电源连接端、第一输出连接端和第二输出连接端；所述防浪涌控制电路的第一电源连接端和第二电源连接端分别与所述二极管全桥电路的两个电源输出端连接，所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端用于输出所述第一直流电；所述防浪涌控制电路用于抑制所述开关控制电路因启动时引起的浪涌电流，并当所述第一直流电的电流稳定时，将所述第一直流电通过所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端输出；其中，所述防浪涌控制电路的第二电源连接端和第二输出连接端都接地；

所述防浪涌控制电路还包括继电器电路、工作稳压电路和继电器开关控制电路；

所述继电器电路包括继电器RL1，所述继电器RL1包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述继电器RL1的第一连接端与所述工作稳压电路连接，所述继电器RL1的第二连接端与所述防浪涌控制电路的第一电源连接端连接，所述继电器RL1的第三连接端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端连接，所述继电器RL1的第四连接端与所述继电器开关控制电路连接；

所述工作稳压电路包括第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述工作稳压电路的第一连接端与所述防浪涌控制电路的第一电源连接端连接，所述工作稳压电路的第二连接端与所述防浪涌控制电路的第二电源连接端连接，所述工作稳压电路的第三连接端与所述继电器RL1的第一连接端连接；

所述继电器开关控制电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，所述继电器开关控制电路的第一连接端与所述继电器RL1的第四连接端连接，所述继电器开关控制电路的第二连接端与所述继电器RL1的第一连接端连接，所述继电器开关控制电路的第三连接端与所述防浪涌控制电路的第二输出连接端连接；所述继电器开关控制电路的第四连接端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端连接；

所述工作稳压电路用于向所述继电器RL1的第一连接端提供稳定的工作电源，所述继电器开关控制电路用于控制所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端的工作电流的导通或关闭；所述继电器RL1用于当所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端的工作电流导通时，电连接所述继电器RL1的第一连接端和所述继电器RL1的第四连接端；

所述二极管全桥电路包括第一二极管D11、第二二极管D12、第三二极管D13和第四二极管D14；第一二极管D11和第三二极管D13的负极与所述二极管全桥电路的一个电源输出端连接，第二二极管D12和第四二极管D14的正极与所述二极管全桥电路的另一个电源输出端连接；第一二极管D11的正极和第二二极管D12负极与所述二极管全桥电路的一个电源输入端连接，第三二极管D13的正极和第四二极管D14负极与所述二极管全桥电路的另一个电源输入端连接；

所述继电器电路还包括限流电阻R_NTC，限流电阻R_NTC的两端分别与所述继电器RL1的第二连接端和第三连接端连接，限流电阻R_NTC用于对所述第一直流电进行限流。

2.如权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述工作稳压电路包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第五二极管D21和第一电容C1；

第一电阻R1的一端与所述工作稳压电路的第一连接端连接，另一端与第五二极管D21的负极连接；

第五二极管D21的正极与所述工作稳压电路的第二连接端连接；

第一三极管Q1的基极与第五二极管D21的负极连接，集电极与所述工作稳压电路的第一连接端连接，发射极与所述工作稳压电路的第三连接端连接；

第一电容C1的一端与第一三极管Q1的发射极连接，另一端与所述工作稳压电路的第二连接端连接。

3.如权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，所述继电器开关控制电路包括第二电阻R2、第六二极管D22和第二三极管Q2；

第二电阻R2 的一端与所述继电器开关控制电路的第四连接端连接，另一端与第二三极管Q2的基极连接；

第二三极管Q2的集电极与所述继电器开关控制电路的第一连接端连接，发射极与所述继电器开关控制电路的第四连接端连接；

第六二极管D22的正极与所述继电器开关控制电路的第一连接端连接，负极与所述继电器开关控制电路的第三连接端连接。

4.如权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，还包括电源开关启动电路，所述电源开关启动电路与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端连接，所述电源开关启动电路用于将所述第一直流电转换为高频交流电。

5.如权利要求4所述的开关控制电路，其特征在于，所述电源开关启动电路包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端和第二输出连接端连接。

6.如权利要求5所述的开关控制电路，其特征在于，所述电源开关启动电路还包括第一电感L1和可控开关管Q3，可控开关管Q3包括控制极、第一极和第二极；

第一电感L1的一端与所述防浪涌控制电路的第一输出连接端，另一端与可控开关管Q3的第一极连接；

可控开关管Q3的第二极与所述防浪涌控制电路的第二输出连接端，可控开关管Q3的控制极用于一开关控制脉冲信号的输入。

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