CN219164440U - 一种带硬件互补的输入端电容充放电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种带硬件互补的输入端电容充放电系统，包括，直流输入部，包括连接外部电池端的直流电压输入端和直流电压接地端，直流输入部设有一共模电感器和若干个用于充放电的输入电容；预充电部，输入端连接一第一使能信号和第一控制信号，输出一第二使能信号；放电部，连接预充电部接收第二使能信号，以及连接一第二控制信号；辅助电源部，连接预充电部接收第二使能信号以及连接一第二控制信号。本实用新型在直流输入较高时减小输入端的浪涌，防止触发锂电池的内部过流保护，提高电池寿命；关机时能够快速的泄放掉电容两端的电压，安全性高。

Description

一种带硬件互补的输入端电容充放电系统

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种输入端电容充放电系统。

背景技术

在常规的逆变电源设计中，直流输入端一般会带有一个或多个大容量的电容。输入端的电容能够有效的解决输入端的纹波问题，并且伴随着产品的输出功率的增大，会需要更多数量的大容量电解电容。但是电容容量越大，等效串联电阻(ESR)越小，在电容和输入端接触的瞬间或者开机的瞬间会产生浪涌。现有技术中最常见抑制的方式，是在电容和输入端子中间串联电感(共模或者差模电感)。

但是现有解决方案中串联电感的方式，虽然利用电感电流不能突变的原理，能一定程度上抑制浪涌，但是本质上，共模和差模电感还是更多起到解决电磁兼容性(EMC)问题的作用，并不能完全解决电源连接瞬间浪涌大的问题。针对目前日益常见的锂电池，这种大的浪涌会有可能触发电池本身的过流保护，或者损害电池本身的寿命。并且电容作为一种储能电路，其特性决定了其两端电压在没有负载的情况下是无法快速放电的，单纯的依靠空气放电需要较长的时间。目前常规的电路无法快速泄放电容端的电压。特别是当输入电压比较高时(高于安全电压36V)，输入电容和端子在电气上连接在一起，很有可能会有人触碰到输入端子，存在一定的危险性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种带硬件互补的输入端电容充放电系统，解决以上技术问题；

一种带硬件互补的输入端电容充放电系统，包括，

直流输入部，包括连接外部电池端的直流电压输入端和直流电压接地端，所述直流输入部设有一共模电感器和若干个用于充放电的输入电容，所述共模电感器的第一输入端连接所述直流电压输入端，所述共模电感器的第二输入端连接所述直流电压接地端，所述共模电感器的输出端连接所述输入电容；

预充电部，连接所述直流电压输入端和所述直流电压接地端，所述预充电部的输入端连接一第一使能信号和第一控制信号，所述预充电部的输出端输出一第二使能信号；

放电部，连接所述预充电部接收所述第二使能信号，以及连接一第二控制信号；

辅助电源部，所述辅助电源部的输入端连接所述预充电部接收所述第二使能信号以及连接一第二控制信号，所述辅助电源部的输出端为用于所述放电部和外部控制芯片工作的工作电压端。

优选的，所述直流输入部包括，

所述共模电感器，所述共模电感器的第一输入端通过一第一熔断器连接所述直流电压输入端，所述共模电感器的第二输入端连接所述直流电压接地端；

一第二熔断器，与所述第一熔断器并联；

一第一电容，所述第一电容的正极连接所述共模电感器的第一输入端，所述第一电容的负极连接所述直流电压接地端；

一第二电容，所述第二电容的第一端连接所述共模电感器的第一输出端，所述第二电容的第二端连接所述共模电感器的第二输出端；

一第三电容，所述第三电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第三电容的负极接地；

一第四电容，所述第四电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第四电容的负极接地；

一第五电容，所述第五电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第五电容的负极接地。

优选的，所述预充电部包括，

一光耦合器，所述光耦合器的光发射端正极通过一第一电阻连接所述第一控制信号，所述光耦合器的光发射端负极接地，所述光耦合器的接收端集电极连接光耦供电端，所述光耦合器的接收端发射极通过一第二电阻后连接所述直流电压接地端；

一第一MOS管，所述第一MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第一MOS管的漏极通过一第三电阻后接地；

一第二MOS管，所述第二MOS管的栅极通过一第四电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第二MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第二MOS管的漏极接地；

一第一三极管，所述第一三极管的发射极连接所述直流电压输入端，所述第一三极管的集电极通过一第九电阻连接所述第一MOS管的栅极；

一第二三极管，所述第二三极管的基极通过一第十电阻连接所述第一使能信号，所述第二三极管的集电极通过一第十一电阻连接所述第一三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地。

优选的，所述第三电阻为可调节阻值的电阻。

优选的，所述预充电部还包括，

一第三MOS管，所述第三MOS管的栅极通过一第五电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第三MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第三MOS管的漏极接地；

一第四MOS管，所述第四MOS管的栅极通过一第六电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第四MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第四MOS管的漏极接地；

一第五MOS管，所述第五MOS管的栅极通过一第七电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第五MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第五MOS管的漏极接地；

一第八电阻，所述第八电阻的第一端连接所述第一MOS管的栅极，所述第八电阻的第二端连接所述第一MOS管的源极；

一第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一三极管的集电极，所述第一二极管的负极连接一第十二电阻的第一端；

一第三三极管，所述第三三极管的集电极连接所述第十二电阻的第二端，所述第三三极管的基极通过一第十三电阻连接所述第十二电阻的第二端，所述第三三极管的发射极输出所述第二使能信号；

一第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述第三三极管的基极，所述第二二极管的正极接地；

一第六电容，所述第六电容的第一端连接所述第三三极管的发射极，所述第六电容的第二端接地；

一第十四电阻，所述第十四电阻的第一端连接所述直流电压输入端，所述第十四电阻的第二端连接所述第一三极管的基极；

一第十五电阻，所述第十五电阻的第一端连接所述第二三极管的基极，所述第十五电阻的第二端连接直流电压接地端。

优选的，所述第一三极管为P型三极管，所述第二三极管和所述第三三极管为N型三极管。

优选的，所述放电部包括，

一第三二极管，所述第三二极管的正极通过一第十六电阻连接所述第二控制信号；

一第四二极管，所述第四二极管的正极通过一第十七电阻连接所述第二使能信号，所述第四二极管的负极连接所述第三二极管的负极；

一第四三极管，所述第四三极管的基极连接所述第三二极管的负极，所述第四二极管的发射极接地；

一第五二极管，所述第五二极管的正极通过一第十八电阻连接所述工作电压输入端；

一第七电容，所述第七电容的正极连接所述第五二极管的负极，所述第七电容的负极接地；

一第十九电阻，所述第十九电阻的第一端连接所述第五二极管的负极，所述第十九电阻的第二端连接所述第四三极管的集电极；

一第六MOS管，所述第六MOS管栅极连接所述第四三极管的集电极，所述第六MOS管的源极接地，所述第六MOS管的漏极通过一第二十电阻连接所述直流电压输入端；

一第二十一电阻，所述第二十一电阻的第一端连接所述第四三极管的基极，所述第二十一电阻的第二端连接所述第四三极管的发射极；

一第二十二电阻，所述第二十二电阻的第一端连接所述第六MOS管的栅极，所述第二十二电阻的第二端连接所述第六MOS管的源极。

优选的，所述辅助电源部包括，

一第六二极管，所述第六二极管的正极通过一第二十三电阻连接所述第三控制信号；

一第七二极管，所述第七二极管的正极通过一第二十四电阻连接所述第二使能信号，所述第七二极管的负极连接所述第六二极管的负极；

一第五三极管，所述第五三极管的基极连接所述第六二极管的负极，所述第五三极管的发射极接地；

一第二十五电阻，所述第二十五电阻的第一端连接所述第五三极管的基极，所述第二十五电阻的第二端连接所述第五三极管的发射极；

一第六三极管，所述第六三极管的基极通过一第二十六电阻和一第二十七电阻连接所述第五三极管的集电极，所述第六三极管的发射极连接供电电压端，所述六三极管的集电极连接供电电压阴极端；

一第二十八电阻，所述第二十八电阻的第一端连接所述第六三极管的发射极，所述第二十八电阻的第二端连接所述第六三极管的基极；

一第八二极管，所述第八二极管的负极通过一第二十九电阻连接所述第六三极管的集电极；

一第一芯片，所述第八二极管的正极连接所述第一芯片的接地引脚，所述第一芯片的接地引脚接地；

一第八电容，所述第八电容的第一端连接所述第八二极管的负极，所述第八电容的第二端连接所述第八二极管的正极；

一第九电容，所述第九电容的第一端连接所述第一芯片的反馈引脚，所述第九电容的第二端连接所述第一芯片的接地引脚；

一第七三极管，所述第七三极管的基极通过一第三十电阻连接所述第八二极管的负极，所述第七三极管的集电极通过一第三十一电阻和一第三十二电阻连接所述供电电压端，所述第七三极管的发射极连接所述第一芯片的供电引脚；

一第十电容，所述第十电容的正极连接所述第七三极管的发射极，所述第十电容的负极连接所述第八二极管的正极；

一第十一电容，所述第十一电容的正极连接所述供电电压端，所述第十一电容的负极接地；

一第九二极管，所述第九二极管的负极通过一第十二电容连接所述供电电压端，所述第九二极管的正极连接一变压器的第一原边电感线圈的第一端，所述变压器的第一原边电感线圈的第二端连接所述供电电压端；

一第三十三电阻，所述第三十三电阻的第一端连接所述供电电压端，所述第三十三电阻的第二端连接所述第九二极管的负极；

一第七MOS管，所述第七MOS管的栅极通过一第三十四电阻连接所述第一芯片的逻辑引脚，所述第七MOS管的漏极连接所述第九二极管的正极，所述第七MOS管的源极通过一第三十五电阻连接所述第一芯片的测量引脚；

一第三十六电阻，所述第三十六电阻的第一端连接所述第七MOS管的栅极，所述第三十六电阻的第二端连接所述第七MOS管的源极；

一第十三电容，所述第十三电容的第一端连接所述第一芯片的供电引脚，所述第十三电容的第二端接地；

一第十四电容，所述第十四电容的第一端连接所述第一芯片的测量引脚，所述第十四电容的第二端接地；

一第三十七电阻，所述第三十七电阻的第一端连接所述第七MOS管的源极，所述第三十七电阻的第二端接地；

一第三十八电阻，所述第三十八电阻的第一端连接所述第七MOS管的源极，所述第三十八电阻的第二端接地；

一第十二极管，所述第十二极管的正极连接所述变压器的第一副边电感线圈的第一端；

一第十五电容，所述第十五电容的正极连接所述第十二极管的负极，所述第十五电容的负极连接所述变压器的第一副边电感线圈的第二端；

一第三十九电阻，所述第三十九电阻的第一端连接所述第十五电容的正极，所述第三十九电阻的第二端连接所述第十五电容的负极；

一第十一二极管，所述第十一二极管的正极连接所述变压器的第二副边电感线圈的第一端；

一第十六电容，所述第十六电容的正极连接所述第十一二极管的负极，所述第十六电容的负极连接所述变压器的第二副边电感线圈的第二端；

一第四十电阻，所述第四十电阻的第一端连接所述第十六电容的正极，所述第四十电阻的第二端连接所述第十六电容的负极；

一第十二二极管，所述第十二二极管的正极连接所述变压器的第四副边电感线圈的第一端，所述第十二二极管的负极作为所述工作电压端；

一第十七电容，所述第十七电容的正极连接所述第十二二极管的负极，所述第十七电容的负极连接所述变压器的第四副边电感线圈的第二端，所述变压器的第四副边电感线圈的第二端接地；

一第十八电容，所述第十八电容的第一端连接所述第十二二极管的正极，所述第十八电容的第二端通过一第四十一电阻连接所述第十二二极管的负极；

一第八三极管，所述第八三极管的集电极通过一第四十二电阻连接所述第一芯片的反馈引脚，所述第一芯片的串口引脚通过一第四十三电阻连接所述第八三极管的发射极，所述第八三极管的发射极接地；

一第十九电容，所述第十九电容的第一端连接所述第八三极管的基极，所述第十九电容的第二端连接所述第八三极管的发射极；

一第十三二极管，所述第十三二极管的正极通过一第四十四电阻连接所述第八三极管的基极，所述第十三二极管的负极连接所述第十二二极管的负极；

一第十四二极管，所述第十四二极管的负极连接所述第七三极管的集电极；

一第二十电容，所述第二十电容的正极连接所述十四二极管的正极，所述第二十电容的负极接地；

一第十五二极管，所述第十五二极管的负极连接所述第十四二极管的正极；

一第四十五电阻，所述第四十五电阻的第一端连接所述第十五二极管的正极，所述第四十五电阻的第二端连接所述变压器的第二原边电感线圈的第一端，所述变压器的第二原边电感线圈的第二端接地。

本实用新型的有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型通过提供的预充电和放电电路，在直流输入较高时减小输入端的浪涌，防止触发锂电池的内部过流保护，提高电池寿命；关机时能够快速的泄放掉电容两端的电压，安全性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中直流输入部的电路图；

图2为本实用新型实施例中预充电部的电路图；

图3为本实用新型实施例中放电部的电路图；

图4为本实用新型实施例中辅助电源部的电路图。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

一种带硬件互补的输入端电容充放电系统，如图1至图4所示，包括，

直流输入部，连接外部电池端的直流电压输入端(+80V)和直流电压接地端(80VGND)，直流输入部设有一共模电感器L1和若干个用于充放电的输入电容；共模电感器L1的第一输入端连接直流电压输入端，共模电感器L1的第二输入端连接直流电压接地端，共模电感器的输出端连接输入电容；

预充电部，连接直流电压输入端和直流电压接地端，预充电部的输入端连接一第一使能信号ENABLE_12V和第一控制信号MCU_Precharge，预充电部的输出端输出一第二使能信号ENABLE_5V；

放电部，连接预充电部接收第二使能信号ENABLE_5V，以及连接一第二控制信号MCU_Dis；

辅助电源部，辅助电源部的输入端连接预充电部接收第二使能信号ENABLE_5V以及连接一第二控制信号MCU_Dis，辅助电源部的输出端为用于放电部和外部控制芯片工作的工作电压端。

具体地，本实用新型解决直流输入较高时(大于安全电压36V)，减小输入端的浪涌，不会触发电池的内部过流保护，导致损害电池寿命；并且关机时能够快速的泄放掉电容两端的电压，保证对使用者不会造成不良影响。

在一种较优的实施例中，请进一步参照图1所示，直流输入部包括，

一共模电感器L1，共模电感器L1的第一输入端通过一第一熔断器F1连接直流电压输入端，共模电感器L1的第二输入端连接直流电压接地端；

一第二熔断器F2，与第一熔断器F1并联；

一第一电容C1，第一电容C1的正极连接共模电感器L1的第一输入端，第一电容C1的负极连接直流电压接地端；

一第二电容C2，第二电容C2的第一端连接共模电感器L1的第一输出端，第二电容C2的第二端连接共模电感器L1的第二输出端；

一第三电容C3，第三电容C3的正极连接共模电感器L1的第一输出端，第三电容C3的负极接地；

一第四电容C4，第四电容C4的正极连接共模电感器L1的第一输出端，第四电容C4的负极接地；

一第五电容C5，第五电容C5的正极连接共模电感器L1的第一输出端，第五电容C5的负极接地。

具体地，输入端的直流电压接地端(80VGND)和内部回路的接地端(GND)不存在直接的连接回路，因此在连接时不存在电气回路，不存在充电回路，所以在电池连接的瞬间不会产生充电浪涌，因此此时的充电电容第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5也处于没有电压的状态。

在一种较优的实施例中，如图2所示，预充电部包括，

一光耦合器O1，光耦合器O1的光发射端正极通过一第一电阻R1连接第一控制信号MCU_Precharge，光耦合器O1的光发射端负极接地，光耦合器O1的接收端集电极连接光耦供电端，光耦合器O1的接收端发射极通过一第二电阻R2后连接直流电压接地端；

一第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的源极连接直流电压接地端，第一MOS管Q1的漏极通过一第三电阻R3后接地；

一第二MOS管Q2，第二MOS管Q2的栅极通过一第四电阻R4连接光耦合器O1的接收端发射极，第二MOS管Q2的源极连接直流电压接地端，第二MOS管Q2的漏极接地；

一第一三极管T1，第一三极管T1的发射极连接直流电压输入端，第一三极管T1的集电极通过一第九电阻R9连接第一MOS管Q1的栅极；

一第二三极管T2，第二三极管T2的基极通过一第十电阻R10连接第一使能信号ENABLE_12V，第二三极管T2的集电极通过一第十一电阻R11连接第一三极管T1的基极，第二三极管T2的发射极接地。

在一种较优的实施例中，第三电阻R3为可调节阻值的电阻。

在一种较优的实施例中，预充电部还包括，

一第三MOS管Q3，第三MOS管Q3的栅极通过一第五电阻R5连接光耦合器O1的接收端发射极，第三MOS管Q3的源极连接直流电压接地端，第三MOS管Q3的漏极接地；

一第四MOS管Q4，第四MOS管Q4的栅极通过一第六电阻R6连接光耦合器O1的接收端发射极，第四MOS管Q4的源极连接直流电压接地端，第四MOS管Q4的漏极接地；

一第五MOS管Q5，第五MOS管Q5的栅极通过一第七电阻R7连接光耦合器O1的接收端发射极，第五MOS管Q5的源极连接直流电压接地端，第五MOS管Q5的漏极接地；

一第八电阻R8，第八电阻R8的第一端连接第一MOS管Q1的栅极，第八电阻R8的第二端连接第一MOS管Q1的源极。

一第一二极管D1，第一二极管D1的正极连接第一三极管T1的集电极，第一二极管D1的负极连接一第十二电阻R12的第一端；

一第三三极管T3，第三三极管T3的集电极连接第十二电阻R12的第二端，第三三极管T3的基极通过一第十三电阻R13连接第十二电阻R12的第二端，第三三极管T3的发射极输出第二使能信号ENABLE_5V；

一第二二极管D2，第二二极管D2的负极连接第三三极管T3的基极，第二二极管D2的正极接地；

一第六电容C6，第六电容C6的第一端连接第三三极管T3的发射极，第六电容C6的第二端接地；

一第十四电阻R14，第十四电阻R14的第一端连接直流电压输入端，第十四电阻R14的第二端连接第一三极管T1的基极；

一第十五电阻R15，第十五电阻R15的第一端连接第二三极管T2的基极，第十五电阻R15的第二端连接直流电压接地端。

在一种较优的实施例中，第一三极管T1为P型三极管，第二三极管T2和第三三极管T3为N型三极管。

具体地，如图二：第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5在预充电结束前，处于不导通状态，所以电池端的直流电压接地端(80VGND)和接地端(GND)没有直接连接。当外部开关的第一使能信号ENABLE_12V即开机信号来临时，电池电压通过第一三极管T1打开第一MOS管Q1Q1，使得直流电压输入端和接地端之间的第三电阻R3从而以约1A的电流(本实施例中第三电阻R3的阻值为82欧姆)对第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5进行充电。伴随着电容电压上升，充电电流减小，电压上升变缓。

与此同时，电池端输入电压通过流经预充电部在输出端生成了一个5V的第二使能信号ENABLE_5V，第二使能信号ENABLE_5V主要有三个作用，第一个作用在放电部中作为一个强制锁的功能，使放电部无法工作；第二个作用提供外部控制芯片一个开机信号，使得控制芯片了解外部第一使能信号ENABLE_12V的状态；第三个作用时给辅助电源部一个开机信号，从而使得辅助电源部工作。

预充电结束以后，控制芯片会提供一个高电平的第一控制信号MCU_Precharge，从而导通光耦合器O1，从而驱动第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4和第五MOS管Q5，从而使得80VGND和GND电气连接在一起，旁路充电的第三电阻R3，使其正常工作。

在一种较优的实施例中，请进一步参照图3所示，放电部包括，

一第三二极管D3，第三二极管D3的正极通过一第十六电阻R16连接第一控制信号MCU_Precharge；

一第四二极管D4，第四二极管D4的正极通过一第十七电阻R17连接第二使能信号ENABLE_5V，第四二极管D4的负极连接第三二极管D3的负极；

一第四三极管T4，第四三极管T4的基极连接第三二极管D3的负极，第四二极管D4的发射极接地；

一第五二极管D5，第五二极管D5的正极通过一第十八电阻R18连接工作电压输入端；

一第七电容C7，第七电容C7的正极连接第五二极管D5的负极，第七电容C7的负极接地；

一第十九电阻R19，第十九电阻R19的第一端连接第五二极管D5的负极，第十九电阻R19的第二端连接第四三极管T4的集电极；

一第六MOS管Q6，第六MOS管Q6栅极连接第四三极管T4的集电极，第六MOS管Q6的源极接地，第六MOS管Q6的漏极通过一第二十电阻R20连接直流电压输入端；

一第二十一电阻R21，第二十一电阻R21的第一端连接第四三极管T4的基极，第二十一电阻R21的第二端连接第四三极管T4的发射极；

一第二十二电阻R22，第二十二电阻R22的第一端连接第六MOS管Q6的栅极，第二十二电阻R22的第二端连接第六MOS管Q6的源极。

具体地，在第二使能信号ENABLE_5V存在时，第四三极管T4始终保持在导通状态，第六MOS管Q6处于截止状态。这一逻辑确保了在第一使能信号ENABLE_12V存在时，也就是预充电过程中，放电部一定处在不工作状态，防止预充电和放电工作同时发生的情况。

在第一使能信号ENABLE_12V变成低电平关机或者80V电池断开时，第二使能信号ENABLE_5V会处在低电平，从而控制芯片会置高第一控制信号MCU_Precharge，置低第二控制信号MCU_Dis，从而使得电容和电池端断开，通过第二十电阻R20和第六MOS管Q6进行放电。

在一种较优的实施例中，辅助电源部包括，

一第六二极管D6，第六二极管D6的正极通过一第二十三电阻R23连接第三控制信号MCU_EN；

一第七二极管D7，第七二极管D7的正极通过一第二十四电阻R24连接第二使能信号ENABLE_5V，第七二极管D7的负极连接第六二极管D6的负极；

一第五三极管T5，第五三极管T5的基极连接第六二极管D6的负极，第五三极管T5的发射极接地；

一第二十五电阻R25，第二十五电阻R25的第一端连接第五三极管T5的基极，第二十五电阻R25的第二端连接第五三极管T5的发射极；

一第六三极管T6，第六三极管T6的基极通过一第二十六电阻R26和一第二十七电阻R27连接第五三极管T5的集电极，第六三极管T6的发射极连接供电电压端VCC，六三极管的集电极连接供电电压阴极端VCC-V；

一第二十八电阻R28，第二十八电阻R28的第一端连接第六三极管T6的发射极，第二十八电阻R28的第二端连接第六三极管T6的基极；

一第八二极管D8，第八二极管D8的负极通过一第二十九电阻R29连接第六三极管T6的集电极；

一第一芯片U1，第八二极管D8的正极连接第一芯片U1的接地引脚，第一芯片U1的接地引脚接地；

一第八电容C8，第八电容C8的第一端连接第八二极管D8的负极，第八电容C8的第二端连接第八二极管D8的正极；

一第九电容C9，第九电容C9的第一端连接第一芯片U1的反馈引脚，第九电容C9的第二端连接第一芯片U1的接地引脚；

一第七三极管T7，第七三极管T7的基极通过一第三十电阻R30连接第八二极管D8的负极，第七三极管T7的集电极通过一第三十一电阻R31和一第三十二电阻R32连接供电电压端VCC，第七三极管T7的发射极连接第一芯片U1的供电引脚；

一第十电容C10，第十电容C10的正极连接第七三极管T7的发射极，第十电容C10的负极连接第八二极管D8的正极；

一第十一电容C11，第十一电容C11的正极连接供电电压端VCC，第十一电容C11的负极接地；

一第九二极管D9，第九二极管D9的负极通过一第十二电容C12连接供电电压端VCC，第九二极管D9的正极连接一变压器T0的第一原边电感线圈的第一端，变压器T0的第一原边电感线圈的第二端连接供电电压端VCC；

一第三十三电阻R33，第三十三电阻R33的第一端连接供电电压端VCC，第三十三电阻R33的第二端连接第九二极管D9的负极；

一第七MOS管Q7，第七MOS管Q7的栅极通过一第三十四电阻R34连接第一芯片U1的逻辑引脚，第七MOS管Q7的漏极连接第九二极管D9的正极，第七MOS管Q7的源极通过一第三十五电阻R35连接第一芯片U1的测量引脚；

一第三十六电阻R36，第三十六电阻R36的第一端连接第七MOS管Q7的栅极，第三十六电阻R36的第二端连接第七MOS管Q7的源极；

一第十三电容C13，第十三电容C13的第一端连接第一芯片U1的供电引脚，第十三电容C13的第二端接地；

一第十四电容C14，第十四电容C14的第一端连接第一芯片U1的测量引脚，第十四电容C14的第二端接地；

一第三十七电阻R37，第三十七电阻R37的第一端连接第七MOS管Q7的源极，第三十七电阻R37的第二端接地；

一第三十八电阻R38，第三十八电阻R38的第一端连接第七MOS管Q7的源极，第三十八电阻R38的第二端接地；

一第十二极管D10，第十二极管D10的正极连接变压器T0的第一副边电感线圈的第一端；

一第十五电容C15，第十五电容C15的正极连接第十二极管D10的负极，第十五电容C15的负极连接变压器T0的第一副边电感线圈的第二端；

一第三十九电阻R39，第三十九电阻R39的第一端连接第十五电容C15的正极，第三十九电阻R39的第二端连接第十五电容C15的负极；

一第十一二极管D11，第十一二极管D11的正极连接变压器T0的第二副边电感线圈的第一端；

一第十六电容C16，第十六电容C16的正极连接第十一二极管D11的负极，第十六电容C16的负极连接变压器T0的第二副边电感线圈的第二端；

一第四十电阻R40，第四十电阻R40的第一端连接第十六电容C16的正极，第四十电阻R40的第二端连接第十六电容C16的负极；

一第十二二极管D12，第十二二极管D12的正极连接变压器T0的第四副边电感线圈的第一端，第十二二极管D12的负极作为工作电压端；

一第十七电容C17，第十七电容C17的正极连接第十二二极管D12的负极，第十七电容C17的负极连接变压器T0的第四副边电感线圈的第二端，变压器T0的第四副边电感线圈的第二端接地；

一第十八电容C18，第十八电容C18的第一端连接第十二二极管D12的正极，第十八电容C18的第二端通过一第四十一电阻R41连接第十二二极管D12的负极；

一第八三极管T8，第八三极管T8的集电极通过一第四十二电阻R42连接第一芯片U1的反馈引脚，第一芯片U1的串口引脚通过一第四十三电阻R43连接第八三极管T8的发射极，第八三极管T8的发射极接地；

一第十九电容C19，第十九电容C19的第一端连接第八三极管T8的基极，第十九电容C19的第二端连接第八三极管T8的发射极；

一第十三二极管D13，第十三二极管D13的正极通过一第四十四电阻R44连接第八三极管T8的基极，第十三二极管D13的负极连接第十二二极管D12的负极；

一第十四二极管D14，第十四二极管D14的负极连接第七三极管T7的集电极；

一第二十电容C20，第二十电容C20的正极连接十四二极管的正极，第二十电容C20的负极接地；

一第十五二极管D15，第十五二极管D15的负极连接第十四二极管D14的正极；

一第四十五电阻R45，第四十五电阻R45的第一端连接第十五二极管D15的正极，第四十五电阻R45的第二端连接变压器T0的第二原边电感线圈的第一端，变压器T0的第二原边电感线圈的第二端接地。

具体地，辅助电源电路通过反激变压器T0，把电池端的电压转换成12V的工作电压，用作放电回路和控制芯片供电。

综上，本实用新型通过增加预充电电路和放电电路，解决了开机时输入端浪涌比较大的问题，输入端电解电容放电慢问题。

经实验验证发现，经过1.5S的预充电，浪涌电流被限制到了可控的范围之内(30A左右)。在本实用新型中，可以通过减小预充电电阻(第三电阻R3)，或者延长预充电时间从而进一步减小浪涌电流，并且实现80V的电压在880ms的时间内下降到12V的电压，达到了快速放电的效果，确保产品在关机时不会对人造成危害。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，包括，

直流输入部，包括连接外部电池端的直流电压输入端和直流电压接地端，所述直流输入部设有一共模电感器和若干个用于充放电的输入电容，所述共模电感器的第一输入端连接所述直流电压输入端，所述共模电感器的第二输入端连接所述直流电压接地端，所述共模电感器的输出端连接所述输入电容；

预充电部，连接所述直流电压输入端和所述直流电压接地端，所述预充电部的输入端连接一第一使能信号和第一控制信号，所述预充电部的输出端输出一第二使能信号；

放电部，连接所述预充电部接收所述第二使能信号，以及连接一第二控制信号；

辅助电源部，所述辅助电源部的输入端连接所述预充电部接收所述第二使能信号以及连接一第二控制信号，所述辅助电源部的输出端为用于所述放电部和外部控制芯片工作的工作电压端。

2.根据权利要求1所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述直流输入部包括，

所述共模电感器，所述共模电感器的第一输入端通过一第一熔断器连接所述直流电压输入端，所述共模电感器的第二输入端连接所述直流电压接地端；

一第二熔断器，与所述第一熔断器并联；

一第一电容，所述第一电容的正极连接所述共模电感器的第一输入端，所述第一电容的负极连接所述直流电压接地端；

一第二电容，所述第二电容的第一端连接所述共模电感器的第一输出端，所述第二电容的第二端连接所述共模电感器的第二输出端；

一第三电容，所述第三电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第三电容的负极接地；

一第四电容，所述第四电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第四电容的负极接地；

一第五电容，所述第五电容的正极连接所述共模电感器的第一输出端，所述第五电容的负极接地。

3.根据权利要求1所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述预充电部包括，

一光耦合器，所述光耦合器的光发射端正极通过一第一电阻连接所述第一控制信号，所述光耦合器的光发射端负极接地，所述光耦合器的接收端集电极连接光耦供电端，所述光耦合器的接收端发射极通过一第二电阻后连接所述直流电压接地端；

一第一MOS管，所述第一MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第一MOS管的漏极通过一第三电阻后接地；

一第二MOS管，所述第二MOS管的栅极通过一第四电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第二MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第二MOS管的漏极接地；

一第一三极管，所述第一三极管的发射极连接所述直流电压输入端，所述第一三极管的集电极通过一第九电阻连接所述第一MOS管的栅极；

一第二三极管，所述第二三极管的基极通过一第十电阻连接所述第一使能信号，所述第二三极管的集电极通过一第十一电阻连接所述第一三极管的基极，所述第二三极管的发射极接地。

4.根据权利要求3所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述第三电阻为可调节阻值的电阻。

5.根据权利要求3所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述预充电部还包括，

一第三MOS管，所述第三MOS管的栅极通过一第五电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第三MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第三MOS管的漏极接地；

一第四MOS管，所述第四MOS管的栅极通过一第六电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第四MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第四MOS管的漏极接地；

一第五MOS管，所述第五MOS管的栅极通过一第七电阻连接所述光耦合器的接收端发射极，所述第五MOS管的源极连接所述直流电压接地端，所述第五MOS管的漏极接地；

一第八电阻，所述第八电阻的第一端连接所述第一MOS管的栅极，所述第八电阻的第二端连接所述第一MOS管的源极；

一第一二极管，所述第一二极管的正极连接所述第一三极管的集电极，所述第一二极管的负极连接一第十二电阻的第一端；

一第三三极管，所述第三三极管的集电极连接所述第十二电阻的第二端，所述第三三极管的基极通过一第十三电阻连接所述第十二电阻的第二端，所述第三三极管的发射极输出所述第二使能信号；

一第二二极管，所述第二二极管的负极连接所述第三三极管的基极，所述第二二极管的正极接地；

一第六电容，所述第六电容的第一端连接所述第三三极管的发射极，所述第六电容的第二端接地；

一第十四电阻，所述第十四电阻的第一端连接所述直流电压输入端，所述第十四电阻的第二端连接所述第一三极管的基极；

一第十五电阻，所述第十五电阻的第一端连接所述第二三极管的基极，所述第十五电阻的第二端连接直流电压接地端。

6.根据权利要求5所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述第一三极管为P型三极管，所述第二三极管和所述第三三极管为N型三极管。

7.根据权利要求1所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述放电部包括，

一第三二极管，所述第三二极管的正极通过一第十六电阻连接所述第二控制信号；

一第四二极管，所述第四二极管的正极通过一第十七电阻连接所述第二使能信号，所述第四二极管的负极连接所述第三二极管的负极；

一第四三极管，所述第四三极管的基极连接所述第三二极管的负极，所述第四二极管的发射极接地；

一第五二极管，所述第五二极管的正极通过一第十八电阻连接所述工作电压端；

一第七电容，所述第七电容的正极连接所述第五二极管的负极，所述第七电容的负极接地；

一第十九电阻，所述第十九电阻的第一端连接所述第五二极管的负极，所述第十九电阻的第二端连接所述第四三极管的集电极；

一第六MOS管，所述第六MOS管栅极连接所述第四三极管的集电极，所述第六MOS管的源极接地，所述第六MOS管的漏极通过一第二十电阻连接所述直流电压输入端；

一第二十一电阻，所述第二十一电阻的第一端连接所述第四三极管的基极，所述第二十一电阻的第二端连接所述第四三极管的发射极；

一第二十二电阻，所述第二十二电阻的第一端连接所述第六MOS管的栅极，所述第二十二电阻的第二端连接所述第六MOS管的源极。

8.根据权利要求1所述的带硬件互补的输入端电容充放电系统，其特征在于，所述辅助电源部包括，

一第六二极管，所述第六二极管的正极通过一第二十三电阻连接第三控制信号；

一第七二极管，所述第七二极管的正极通过一第二十四电阻连接所述第二使能信号，所述第七二极管的负极连接所述第六二极管的负极；

一第五三极管，所述第五三极管的基极连接所述第六二极管的负极，所述第五三极管的发射极接地；

一第二十五电阻，所述第二十五电阻的第一端连接所述第五三极管的基极，所述第二十五电阻的第二端连接所述第五三极管的发射极；

一第六三极管，所述第六三极管的基极通过一第二十六电阻和一第二十七电阻连接所述第五三极管的集电极，所述第六三极管的发射极连接供电电压端，所述六三极管的集电极连接供电电压阴极端；

一第二十八电阻，所述第二十八电阻的第一端连接所述第六三极管的发射极，所述第二十八电阻的第二端连接所述第六三极管的基极；

一第八二极管，所述第八二极管的负极通过一第二十九电阻连接所述第六三极管的集电极；

一第一芯片，所述第八二极管的正极连接所述第一芯片的接地引脚，所述第一芯片的接地引脚接地；

一第八电容，所述第八电容的第一端连接所述第八二极管的负极，所述第八电容的第二端连接所述第八二极管的正极；

一第九电容，所述第九电容的第一端连接所述第一芯片的反馈引脚，所述第九电容的第二端连接所述第一芯片的接地引脚；

一第七三极管，所述第七三极管的基极通过一第三十电阻连接所述第八二极管的负极，所述第七三极管的集电极通过一第三十一电阻和一第三十二电阻连接所述供电电压端，所述第七三极管的发射极连接所述第一芯片的供电引脚；

一第十电容，所述第十电容的正极连接所述第七三极管的发射极，所述第十电容的负极连接所述第八二极管的正极；

一第十一电容，所述第十一电容的正极连接所述供电电压端，所述第十一电容的负极接地；

一第九二极管，所述第九二极管的负极通过一第十二电容连接所述供电电压端，所述第九二极管的正极连接一变压器的第一原边电感线圈的第一端，所述变压器的第一原边电感线圈的第二端连接所述供电电压端；

一第三十三电阻，所述第三十三电阻的第一端连接所述供电电压端，所述第三十三电阻的第二端连接所述第九二极管的负极；

一第七MOS管，所述第七MOS管的栅极通过一第三十四电阻连接所述第一芯片的逻辑引脚，所述第七MOS管的漏极连接所述第九二极管的正极，所述第七MOS管的源极通过一第三十五电阻连接所述第一芯片的测量引脚；

一第三十六电阻，所述第三十六电阻的第一端连接所述第七MOS管的栅极，所述第三十六电阻的第二端连接所述第七MOS管的源极；

一第十三电容，所述第十三电容的第一端连接所述第一芯片的供电引脚，所述第十三电容的第二端接地；

一第十四电容，所述第十四电容的第一端连接所述第一芯片的测量引脚，所述第十四电容的第二端接地；

一第三十七电阻，所述第三十七电阻的第一端连接所述第七MOS管的源极，所述第三十七电阻的第二端接地；

一第三十八电阻，所述第三十八电阻的第一端连接所述第七MOS管的源极，所述第三十八电阻的第二端接地；

一第十二极管，所述第十二极管的正极连接所述变压器的第一副边电感线圈的第一端；

一第十五电容，所述第十五电容的正极连接所述第十二极管的负极，所述第十五电容的负极连接所述变压器的第一副边电感线圈的第二端；

一第三十九电阻，所述第三十九电阻的第一端连接所述第十五电容的正极，所述第三十九电阻的第二端连接所述第十五电容的负极；

一第十一二极管，所述第十一二极管的正极连接所述变压器的第二副边电感线圈的第一端；

一第十六电容，所述第十六电容的正极连接所述第十一二极管的负极，所述第十六电容的负极连接所述变压器的第二副边电感线圈的第二端；

一第四十电阻，所述第四十电阻的第一端连接所述第十六电容的正极，所述第四十电阻的第二端连接所述第十六电容的负极；

一第十二二极管，所述第十二二极管的正极连接所述变压器的第四副边电感线圈的第一端，所述第十二二极管的负极作为所述工作电压端；

一第十七电容，所述第十七电容的正极连接所述第十二二极管的负极，所述第十七电容的负极连接所述变压器的第四副边电感线圈的第二端，所述变压器的第四副边电感线圈的第二端接地；

一第十八电容，所述第十八电容的第一端连接所述第十二二极管的正极，所述第十八电容的第二端通过一第四十一电阻连接所述第十二二极管的负极；

一第八三极管，所述第八三极管的集电极通过一第四十二电阻连接所述第一芯片的反馈引脚，所述第一芯片的串口引脚通过一第四十三电阻连接所述第八三极管的发射极，所述第八三极管的发射极接地；

一第十九电容，所述第十九电容的第一端连接所述第八三极管的基极，所述第十九电容的第二端连接所述第八三极管的发射极；

一第十三二极管，所述第十三二极管的正极通过一第四十四电阻连接所述第八三极管的基极，所述第十三二极管的负极连接所述第十二二极管的负极；

一第十四二极管，所述第十四二极管的负极连接所述第七三极管的集电极；

一第二十电容，所述第二十电容的正极连接所述十四二极管的正极，所述第二十电容的负极接地；

一第十五二极管，所述第十五二极管的负极连接所述第十四二极管的正极；

一第四十五电阻，所述第四十五电阻的第一端连接所述第十五二极管的正极，所述第四十五电阻的第二端连接所述变压器的第二原边电感线圈的第一端，所述变压器的第二原边电感线圈的第二端接地。

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