CN219268715U - 一种抗启动浪涌电流电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抗启动浪涌电流电路，包括：整流电路、开关电路、保护电路以及多个电容，整流电路依次连接有开关电路和多个电容，保护电路与开关电路并联；开关电路包括第一热敏电阻、第二热敏电阻和MOS管，第一热敏电阻的第一端和第二热敏电阻的第一端串联，第一热敏电阻的第二端和第二热敏电阻的第二端分别连接至MOS管的源极和MOS管的漏极，MOS管的源极还连接至保护电路的第一端，MOS管的栅极连接至保护电路的第二端，所述MOS管的漏极接地。本实用新型能够实现消除NTC对电源的损耗；同时，整体电路简明，成本低，占用空间小，对浪涌电流有很好的抑制作用，并且在电源多次反复开关机都能够很好地抑制浪涌电流。

Description

一种抗启动浪涌电流电路

技术领域

本实用新型涉及电源电路技术领域，尤其涉及一种抗启动浪涌电流电路。

背景技术

开关电源在电源通电启动瞬间，由于输入滤波电容的存在，电容迅速充电，所以通电启动瞬间输入电流的峰值电流远远大于稳态输入电流。由于输入端整流桥、保险丝、EMI滤波器件等，能承受的浪涌电流水平有限。多次反复开关接通电源，需要保证输入端器件不受损。所以需要在输入环路中串入NTC电阻，以抑制启动浪涌电流的峰值。NTC由于在冷态时阻值较大，对浪涌电流有较大的抑制作用。而在电源稳态工作后，NTC发热温度升高，阻值较低，以降低NTC对电路的损耗。

而当电路中的元器件或者所在电路网络对浪涌电流要求更高,那样串联进电路的NTC的阻值需要更高，但如果在功率较大的电源中，稳态工作时NTC的温度以及对电源的损耗都是不可忽略的，此时，我们就应该在电源启动后，稳态工作时，把NTC短路，以消除NTC对电源的损耗。为了在电源稳态时把NTC短路，我们一般会在NTC两端并联一个继电器，在电源启动时，NTC抑制浪涌电流，而在电源稳态工作后，启动继电器以短路NTC，输入回路的电流通过继电器流通，NTC上不再有发热损耗。

然而使用上述继电器体积较大，占用太大的空间，抗启动浪涌效果差，而且成本较高。

实用新型内容

针对以上相关技术的不足，本实用新型提出一种抑制电源启动浪涌，稳定性好，大大降低电源损耗的抗启动浪涌电流电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种抗启动浪涌电流电路，包括：整流电路、开关电路、保护电路以及多个电容，所述整流电路依次连接有所述开关电路和多个所述电容，所述保护电路与所述开关电路并联；

所述开关电路包括第一热敏电阻、第二热敏电阻和MOS管，所述第一热敏电阻的第一端和所述第二热敏电阻的第一端串联，所述第一热敏电阻的第二端和所述第二热敏电阻的第二端分别连接至所述MOS管的源极和所述MOS管的漏极，所述MOS管的源极还连接至所述保护电路的第一端，所述MOS管的栅极连接至所述保护电路的第二端，所述MOS管的漏极接地。

优选的，所述保护电路包括稳压单元和滤波单元，所述稳压单元的输入端连接至所述MOS管的源极，所述稳压单元的输出端连接至所述MOS管的栅极，所述滤波单元的第一端与所述稳压单元的输出端连接，所述滤波单元的第二端连接至所述整流电路的第一端。

优选的，所述稳压单元包括稳压二极管、与所述稳压二极管并联的第一电容及分别与所述稳压二极管、第一电容串联的第一电阻，所述稳压二极管的正极连接所述MOS管的源极，所述稳压二极管的负极连接所述MOS管的栅极。

优选的，所述滤波单元包括三极管、二极管、第二电阻和第二电容，所述第一电阻的第一端与所述二极管的负极串联，所述第二电容和所述第二电阻并联后的第一端与所述二极管的正极连接，所述二极管的正极连接所述整流电路的第一端，所述第一电阻的第二端与所述MOS管的栅极连接，所述三极管的发射极连接至所述第一电阻和所述二极管的负极之间，所述三极管的集电极连接至所述第二电容和所述第二电阻并联后的第二端，所述三极管的基极连接所述第二电容的第一端。

优选的，所述保护电路还包括多个串联的电阻，所述多个串联的电阻连接于所述二极管的正极和所述整流电路的第一端之间。

优选的，所述多个电阻包括依次串联的第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第三电阻的第一端与所述二极管的正极连接，所述第五电阻的一端和所述整流电路的第一端连接。

优选的，所述三极管的型号为MMBT5401三极管。

优选的，所述二极管的型号为IN4148W二极管。

优选的，所述多个电容包括并联的第三电容和第四电容，所述第三电容和所述第四电容并联后的第一端连接所述整流电路的第一端，所述第三电容和所述第四电容并联后的第二端连接所述MOS管的漏极并接地。

与相关技术相比，本实用新型通过在所述第一热敏电阻的第一端和所述第二热敏电阻的第一端串联，所述第一热敏电阻的第二端和所述第二热敏电阻的第二端分别连接至所述MOS管的源极和所述MOS管的漏极，使得第一热敏电阻和第二热敏电阻两端并联MOS管，用来短路热敏电阻NTC，从而能够实现消除NTC对电源的损耗；同时，整体电路简明，成本低，占用空间小，对浪涌电流有很好的抑制作用，并且在电源多次反复开关机都能够很好地抑制浪涌电流。

附图说明

下面结合附图详细说明本实用新型。通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：

图1为本实用新型抗启动浪涌电流电路的电路图。

图中，1、整流电路，2、开关电路，3、保护电路，31、稳压单元，32、滤波单元，4、多个电容，5、多个电阻。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在此记载的具体实施方式/实施例为本实用新型的特定的具体实施方式，用于说明本实用新型的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本实用新型实施方式及本实用新型范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本实用新型的保护范围之内。

请参考图1所示，其中，图1为本实用新型抗启动浪涌电流电路的电路图。

本实用新型提供一种抗启动浪涌电流电路，包括：整流电路1、开关电路2、保护电路3以及多个电容4，所述整流电路1依次连接有所述开关电路2和所述多个电容4，所述保护电路3与所述开关电路2并联。通过多个电容4能够增加电源的容量，保护电路3用于保护开关电路2，开关电路2用于调节电源损耗，整流电路1为桥式整流电路BD1，用于将开关电路2输入的交流电转换成直流电输出。

所述开关电路2包括第一热敏电阻NTC1、第二热敏电阻NTC2和MOS管Q8，所述第一热敏电阻NTC1的第一端和所述第二热敏电阻NTC2的第一端串联，所述第一热敏电阻NTC1的第二端和所述第二热敏电阻NTC2的第二端分别连接至所述MOS管Q8的源极和所述MOS管Q8的漏极，所述MOS管Q8的源极还连接至所述保护电路3的第一端，所述MOS管Q8的栅极连接至所述保护电路3的第二端，所述MOS管Q8的漏极接地。

其中，MOS管Q8的源极、漏极和栅极分别为S极、D极和G极。

具体的，通过所述第一热敏电阻NTC1的第一端和所述第二热敏电阻NTC2的第一端串联，所述第一热敏电阻NTC1的第二端和所述第二热敏电阻NTC2的第二端分别连接至所述MOS管Q8的源极和所述MOS管Q8的漏极，使得第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2两端并联MOS管Q8，用来短路热敏电阻NTC，从而能够实现消除NTC对电源的损耗；同时，整体电路简明，成本低，占用空间小，对浪涌电流有很好的抑制作用。并且在电源多次反复开关机都能够很好地抑制浪涌电流。

具体的，用MOS管的开关来短路第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2，为了抑制电源启动时候的浪涌电流，在整流后的回路中串入第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2，以用来在电源通电启动时，限制输入电流的峰值。而为了让电源在稳态工作之后，大大降低NTC发热导致对电源的损耗，在第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2上，并联上MOS管Q8。在电源稳态工作之后，导通MOS管Q8,由于MOS管Q8的D极、S极间的内阻比较小，并远小于第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2串联后的阻值，所以电源稳态工作之后，环路的电流绝大部分经过MOS管Q8的D极和S极，使得电源的损耗更低。要使Mos管Q8导通，那就必须在MOS管Q8的G极和S极间提供一个驱动电压。我们一般可以在后级的电源电路往MOS管Q8提供一个十几伏的驱动电压(如后级电路的vcc驱动)，驱动MOS管Q8的G极。在电源稳态工作后，后级电路提供的电压驱动MOS管Q8导通，以短路第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2。然而，这样有个缺点，后级电路提供的驱动电压，参考地为GND,即MOS管Q8的D极，而驱动MOS的GS电压应该是以S极为参考零电压点。在MOS管Q8导通前，MOS管Q8的D极、S极与NTC并联，即MOS管Q8的D极和S极间的电压就等于第一热敏电阻NTC1与第二热敏电阻NTC2串联后的电压，由于启动浪涌电流的存在，浪涌电流流过第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2就会产生很大的压降，即此时MOS管Q8的D极、S极间的压降非常大。也就是说，后级电路提供的以GND为参考地的电压，相对于MOS管Q8的S极，在电源启动瞬间，电压会非常高，有击穿损坏MOS管Q8的风险。

为此，在本实施例中，所述保护电路3包括稳压单元31和滤波单元32，所述稳压单元31的输入端连接至所述MOS管Q8的源极，所述稳压单元31的输出端连接至所述MOS管Q8的栅极，所述滤波单元32的第一端与所述稳压单元31的输出端连接，所述滤波单元32的第二端连接至所述整流电路1的第一端。通过滤波单元32用于对输入的电源进行滤波处理，并将滤波后的电源通过稳压单元31进行稳压处理，稳压单元31并联于开关电路2上，用于对开关电路2进行稳压，电路保护效果良好。

在本实施例中，所述稳压单元31包括稳压二极管ZD3、与所述稳压二极管ZD3并联的第一电容C40及分别与所述稳压二极管ZD3、第一电容C40串联的第一电阻R105，所述稳压二极管ZD3的正极连接所述MOS管Q8的源极，所述稳压二极管ZD3的负极连接所述MOS管Q8的栅极。稳压二极管ZD3利用PN结反向击穿状态，其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象，制成的起稳压作用的二极管。第一电容C40并联在稳压二极管ZD3上，能够实现充电效果。

在本实施例中，所述滤波单元32包括三极管Q3、二极管D9、第二电阻R104和第二电容C50，所述第一电阻R105的第一端与所述二极管D9的负极串联，所述第二电容C50和所述第二电阻R104并联后的第一端与所述二极管D9的正极连接，所述二极管D9的正极连接所述整流电路1的第一端，所述第一电阻R105的第二端与所述MOS管Q8的栅极连接，所述三极管Q3的发射极连接至所述第一电阻R105和所述二极管D9的负极之间，所述三极管Q3的集电极连接至所述第二电容C50和所述第二电阻R104并联后的第二端，所述三极管Q3的基极连接所述第二电容C50的第一端。

具体的，当电源启动，母线上就会有电压，通过第二电阻R104分压就得到驱动电压，使二极管D9导通，然后通过第一电阻R105(10KΩ)和第一电容C40(2.2UF)做一个延时触发，因为电源启动的浪涌电流会有几百微秒左右的持续时间，为了保证在浪涌电流结束后，才把MOS管Q8导通。增加上第一电阻R105和第一电容C40,把第一电容C40的容量加大，增加电容充电的时间，防止MOS管Q8提前触发导通，电路保护效果良好。

通过在电流上加入PNP型三极管Q3，当电源关闭，整流电路1后母线上电压会迅速下降，第二电阻R104上的电压也会快速下降，当第二电阻R104上的电压小于0.7V时，三极管Q3就会马上导通，把MOS管Q8的G极和S极间的电压马上拉低，MOS管Q8的D极和S极间开路，以备电源下次启动时继续触发抑制浪涌电流，这样电源每次反复开关机都能够很好地抑制浪涌电流。

由于此时MOS管Q8的驱动电压会随电源的输入电压增大而增大，为了保证电源在较宽的输入电压范围(90-270V)内能正常工作。在最低输入电压90V时，MOS的驱动电压为11V左右，能正常驱动MOS管Q8导通。当输入电压为最大270V时，此时的驱动电压可达34V，会超出MOS管Q8的G极和S极间的电压阈值，所以必须要在G极和S极间并联上16V的稳压二极管ZD3，用来保护MOS管Q8，防止驱动电压过高。因为稳压二极管ZD3与第一电阻R105串联，第一电阻R105可作为限流电阻，防止稳压二极管ZD3导通后电流过大。如此，就能在保证电源在90-270V输入电压下，都能在启动时，通过第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2抑制启动浪涌电流，在电源稳态工作后，驱动导通MOS管Q8，短路第一热敏电阻NTC1和第二热敏电阻NTC2，降低电路损耗。

在本实施例中，所述保护电路3还包括多个串联的电阻5，所述多个串联的电阻5连接于所述二极管D9的正极和所述整流电路1的第一端之间。

在本实施例中，所述多个电阻5包括依次串联的第三电阻R103、第四电阻R102和第五电阻R101，所述第三电阻R103的第一端与所述二极管D9的正极连接，所述第五电阻R101的一端和所述整流电路1的第一端连接。

在本实施例中，所述三极管Q3的型号为MMBT5401三极管。

在本实施例中，所述二极管D2的型号为IN4148W二极管。

在本实施例中，所述多个电容4包括并联的第三电容CB3和第四电容CB2，所述第三电容CB3和所述第四电容CB2并联后的第一端连接所述整流电路1的第一端，所述第三电容CB3和所述第四电容CB2并联后的第二端连接所述MOS管Q8的漏极并接地。通过第三电容CB3和第四电容CB2并联能够对输入的电源进行容量存储，用于为开关电路2供电。

在本实施例中，整流电路1的第二端和第三端为供电输入端，一般连接市电或者90-270V交流电源输入。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种抗启动浪涌电流电路，其特征在于，包括：整流电路、开关电路、保护电路以及多个电容，所述整流电路依次连接有所述开关电路和多个所述电容，所述保护电路与所述开关电路并联；

所述开关电路包括第一热敏电阻、第二热敏电阻和MOS管，所述第一热敏电阻的第一端和所述第二热敏电阻的第一端串联，所述第一热敏电阻的第二端和所述第二热敏电阻的第二端分别连接至所述MOS管的源极和所述MOS管的漏极，所述MOS管的源极还连接至所述保护电路的第一端，所述MOS管的栅极连接至所述保护电路的第二端，所述MOS管的漏极接地。

2.如权利要求1所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述保护电路包括稳压单元和滤波单元，所述稳压单元的输入端连接至所述MOS管的源极，所述稳压单元的输出端连接至所述MOS管的栅极，所述滤波单元的第一端与所述稳压单元的输出端连接，所述滤波单元的第二端连接至所述整流电路的第一端。

3.如权利要求2所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述稳压单元包括稳压二极管、与所述稳压二极管并联的第一电容及分别与所述稳压二极管、所述第一电容串联的第一电阻，所述稳压二极管的正极连接所述MOS管的源极，所述稳压二极管的负极连接所述MOS管的栅极。

4.如权利要求3所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述滤波单元包括三极管、二极管、第二电阻和第二电容，所述第一电阻的第一端与所述二极管的负极串联，所述第二电容和所述第二电阻并联后的第一端与所述二极管的正极连接，所述二极管的正极连接所述整流电路的第一端，所述第一电阻的第二端与所述MOS管的栅极连接，所述三极管的发射极连接至所述第一电阻和所述二极管的负极之间，所述三极管的集电极连接至所述第二电容和所述第二电阻并联后的第二端，所述三极管的基极连接所述第二电容的第一端。

5.如权利要求4所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述保护电路还包括多个串联的电阻，所述多个串联的电阻连接于所述二极管的正极和所述整流电路的第一端之间。

6.如权利要求5所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述多个电阻包括依次串联的第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第三电阻的第一端与所述二极管的正极连接，所述第五电阻的一端和所述整流电路的第一端连接。

7.如权利要求4所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述三极管的型号为MMBT5401三极管。

8.如权利要求4所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述二极管的型号为IN4148W二极管。

9.如权利要求1所述的抗启动浪涌电流电路，其特征在于，所述多个电容包括并联的第三电容和第四电容，所述第三电容和所述第四电容并联后的第一端连接所述整流电路的第一端，所述第三电容和所述第四电容并联后的第二端连接所述MOS管的漏极并接地。

Images