CN220022332U - 一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，包括：开关电源LC滤波电路；低损防倒灌电路，所述低损防倒灌电路包括功率场效应管Q1，所述功率场效应管Q1的一侧连接到开关电源LC滤波电路的输出正端，另一侧连接到直流开关电源的输出侧正端；所述功率场效应管Q1的门极驱动回路由二极管D1和限流电阻R1组成，所述二极管D1和限流电阻R1串联；本实用新型通过可以通过场效应管的并联实现较小的导通电阻，输出电流流经场效应管沟道，相较于流经二极管，可以有效降低损耗，当L1C1滤波电路前的纹波电压峰值减去滤波后直流电压高于稳压管D2电压时，稳压管动作保护场效应管不被损坏。

Description

一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路

技术领域

本实用新型涉及电源系统技术领域，特别涉及一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路。

背景技术

由于电源产品广泛应用于通讯、工业控制、军工、航天等关键领域，提高电源的可靠性对用电设备的保护显得至关重要。

当电源出现N台冗余型电源系统，如果某1台电源出现故障，电源由其它电源进行供电，不影响整个电源系统的供电，故障电源要进行热插更换，以保证供电系统的不间断运行；因此，热插是N台电源系统必备的功能，即任何一个电源出现故障时，可在不断电的情况下，拔下损坏的电源，插入新电源，使电源系统继续工作在N台的工作模式下，而在电源的热插过程中，如果电源不采取一定的措施就会出现如:连接器打火损坏，直流母线电压跌落，或其它电源出现过流保护等。为了不影响到整个电源系统的供电，电源内部一般会在输出位置串联一只功率二极管，当直流母线电压高于电源内部电压时，二极管阻止电压灌入电源内部，达到保护电源系统的目的。

当电源正常工作时，由于电源内部电压略高于直流母线电压，二极管导通，电源内部电流流向直流母线，直流母线正常为用电设备供电。但是由于二极管的电压降较高，增加了电源的损耗，降低了电源的工作效率，热量的增加也造成了电源的安全性降低。

为此，提出一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例希望提供一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。

本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，包括：

开关电源LC滤波电路；

低损防倒灌电路，所述低损防倒灌电路包括功率场效应管Q1，所述功率场效应管Q1的一侧连接到开关电源LC滤波电路的输出正端，另一侧连接到直流开关电源的输出侧正端；

所述功率场效应管Q1的门极驱动回路由二极管D1和限流电阻R1组成，所述二极管D1和限流电阻R1串联。

进一步优选的：还包括高频开关电源整流电路，所述二极管D1和限流电阻R1串联连接到高频开关电源整流电路，以用于将交流电能转换为直流电能。

进一步优选的：所述低损防倒灌电路还包括稳压管D2，所述稳压管D2并联连接到场效应管Q1的门极。

进一步优选的：还包括高频开关电源功率变换电路，所述高频开关电源整流电路连接高频开关电源功率变换电路，以用于变换高频开关电源功率。

进一步优选的：所述高频开关电源功率变换电路连接有输入接口，以用于输入交流电能。

进一步优选的：所述开关电源LC滤波电路连接有直流输出接口，以用于输出直流电能。

进一步优选的：所述开关电源LC滤波电路包括电感L1和滤波电容C1，所述电感L1和滤波电容C1串联。

本实用新型实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：

一、本实用新型通过可以通过场效应管的并联实现较小的导通电阻，输出电流流经场效应管沟道，相较于流经二极管，可以有效降低损耗，当L1C1滤波电路前的纹波电压峰值减去滤波后直流电压高于稳压管D2电压时，稳压管动作保护场效应管不被损坏。

二、本实用新型通过不用传统的二极管电路，而改用功率场效应管的电子电路，电路由一支或多支场效应管、一支快恢复二极管、一支限流电阻、一支稳压管组成，优点在于:小功耗、小体积、电路简单、可靠性高、经济实用。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本实用新型进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的二极管热插防倒灌电路示意图；

图2为本实用新型低损耗防倒灌的电路示意图；①输入接口；②高频开关电源功率变换电路；③高频开关电源整流电路；④开关电源LC滤波电路；⑤低损耗防倒灌电路；⑥直流输出接口。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1，图1为传统的二极管热插防倒灌电路示意图，可以采用二极管进行防倒灌，避免直流母线对滤波电容的快速充电引起倒灌；

相较于现有技术，如图2所示，本实用新型实施例提供了一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，包括：

开关电源LC滤波电路，所述开关电源LC滤波电路包括电感L1和滤波电容C1，所述电感L1和滤波电容C1串联；

低损防倒灌电路，所述低损防倒灌电路包括功率场效应管Q1，所述功率场效应管Q1的一侧连接到开关电源LC滤波电路的输出正端，另一侧连接到直流开关电源的输出侧正端；

所述功率场效应管Q1的门极驱动回路由二极管D1和限流电阻R1组成，所述二极管D1和限流电阻R1串联；

低损防倒灌电路还包括稳压管D2，所述稳压管D2并联连接到场效应管Q1的门极；

高频开关电源功率变换电路连接有输入接口，以用于输入交流电能；

还包括高频开关电源整流电路，所述二极管D1和限流电阻R1串联连接到高频开关电源整流电路，通过输入接口输入的交流电，将交流电能转换为直流电能；

还包括高频开关电源功率变换电路，所述高频开关电源整流电路连接高频开关电源功率变换电路，以用于变换高频开关电源功率；

开关电源LC滤波电路连接有直流输出接口，以用于输出直流电能。

采用本实用新型设计的电路，可使电源效率得到提高，同时也能起到与二极管相同的防倒灌的作用。

例如:选用一只压降为0.5V的二极管，输出电流100A时，功率损耗为50W；本实用新型，可选用一只1mΩ的功率场效应管(可并联多只)，经过计算功率损耗仅为10W，通过并联场效应管，可进一步降低损耗，可见本实用新型与传统电路相比优势明显。

本实用新型所采用的技术方案是:不用传统的二极管电路，而改用功率场效应管的电子电路，电路由一支或多支场效应管、一支快恢复二极管、一支限流电阻、一支稳压管组成。

本实用新型与现有技术相比的优点在于:小功耗、小体积、电路简单、可靠性高、经济实用。

本实用新型在工作时：

(1)直流母线有电压，高频电源未工作时：

此时直流母线中电压较高，高频电源侧没有电压，如果不采用防倒灌电路，直流母线则会对滤波电容C1进行快速充电，可能会对其造成损坏。利用本实用新型的电路，功率场效应管Q1左侧电路中均无电压，其门极电压低于功率场效应管Q1的阈值电压，其处于关断状态，只有反并联二极管接入到电路中，此时其与图1中所示的采用二极管进行防倒灌的电路工作原理相同，可以避免直流母线对滤波电容的快速充电引起倒灌。

(2)直流母线有电压，高频电源已工作时：

当电源开始工作时，高频开关电源输出电压为锯齿波，而经过L1C1滤波电路可以近似看成是直流波形，并且锯齿波的峰值高于直流波。此时通过控制回路D1的整流作用可以对场效应管的门极进行充电，并且通过限流电阻R1对场效应管的开通速度进行限制，场效应管的门极电压高于源极电压，功率场效应管Q1导通。此时如果经L1C1滤波后的直流电压略高于直流母线电压，即可实现电流输出。

由于可以通过场效应管的并联实现较小的导通电阻，输出电流流经场效应管沟道，相较于流经二极管，可以有效降低损耗，当L1C1滤波电路前的纹波电压峰值减去滤波后直流电压高于稳压管D2电压时，稳压管动作保护场效应管不被损坏。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于，包括：

开关电源LC滤波电路；

低损防倒灌电路，所述低损防倒灌电路包括功率场效应管Q1，所述功率场效应管Q1的一侧连接到开关电源LC滤波电路的输出正端，另一侧连接到直流开关电源的输出侧正端。

2.根据权利要求1所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：所述功率场效应管Q1的门极驱动回路由二极管D1和限流电阻R1组成，所述二极管D1和限流电阻R1串联。

3.根据权利要求2所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：还包括高频开关电源整流电路，所述二极管D1和限流电阻R1串联连接到高频开关电源整流电路，以用于将交流电能转换为直流电能。

4.根据权利要求1所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：所述低损防倒灌电路还包括稳压管D2，所述稳压管D2并联连接到场效应管Q1的门极。

5.根据权利要求3所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：还包括高频开关电源功率变换电路，所述高频开关电源整流电路连接高频开关电源功率变换电路，以用于变换高频开关电源功率。

6.根据权利要求5所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：所述高频开关电源功率变换电路连接有输入接口，以用于输入交流电能。

7.根据权利要求1所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：所述开关电源LC滤波电路连接有直流输出接口，以用于输出直流电能。

8.根据权利要求1所述的一种用于高频开关电源热插的低损耗防倒灌电子电路，其特征在于：所述开关电源LC滤波电路包括电感L1和滤波电容C1，所述电感L1和滤波电容C1串联。