CN220043229U - 具有大电流快速启动功能的电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有大电流快速启动功能的电源电路，包括直流电源输入端正极、直流电源输入端负极、直流电源输出端正极、直流电源输出端负极、第一电阻‑第七电阻、第一电容、第二电容、二极管、电压比较器、第一场效应管和第二场效应管，第一电阻为第一电容充电，电压比较器对第二电阻和第三电阻的分压进行采样并控制第二场效应管和第一场效应管的通断。本实用新型在第一电容充满电之后再对负载输出电源，负载得电后由电源和第一电容共同供电，使负载大电流由电源的电流和第一电容的电流相加而成，在不增加电源功率、不串联启动电阻的前提下，为负载提供大于电源本身电流的启动电流，满足了负载大电流快速启动的应用需求。

Description

具有大电流快速启动功能的电源电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源电路，尤其涉及一种具有大电流快速启动功能的电源电路。

背景技术

在供电系统中，如果负载端的电容比较大时，得电启动瞬间会产生很大的冲击电流，当冲击电流的值超过了电源的供电能力，容易损坏电源，或者电源可能会误认为负载端短路或负载过大，直接切断供电输出。

为解决容性负载启动瞬间电流过大导致电源损坏或误动作的问题，需要对过大冲击电流进行抑制，传统方式主要采用在供电线上串联启动电阻来抑制负载启动时的过大冲击电流，启动完成后，系统进入正常工作状态，再将启动电阻短路，消除启动电阻在正常工作状态中的负面影响。

上述传统方式存在如下缺陷：由于启动电阻的阻值较大，对负载的分压较大，导致负载电压降低、启动时间延长，但实际应用中很多用电设备需要在得电后快速启动，不允许启动时间延长，导致所需启动电流很大，如果电源功率不够，在启动瞬间就无法提供足够大的启动电流，用传统的启动电阻限流的方式则无法满足这种应用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有大电流快速启动功能的电源电路，该电源电路能够在不增加电源功率的前提下提供比电源本身更大的启动电流，从而满足负载大电流快速启动的应用需求。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种具有大电流快速启动功能的电源电路，包括直流电源输入端正极、直流电源输入端负极、直流电源输出端正极和直流电源输出端负极，还包括第一电阻-第七电阻、第一电容、第二电容、二极管、电压比较器、第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管为P沟道场效应管，所述第二场效应管为N沟道场效应管，所述第一电阻的第一端、所述二极管的负极、所述第二电阻的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第一场效应管的源极和所述直流电源输入端正极相互连接，所述第一场效应管的漏极和所述直流电源输出端正极连接，所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端和所述二极管的正极相互连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述电压比较器的同相输入端相互连接，所述电压比较器的反相输入端输入参考电压，所述电压比较器的信号输出端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端和所述第二场效应管的栅极相互连接，所述第二场效应管的漏极和所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端、所述第六电阻的第二端和所述第一场效应管的栅极相互连接，所述第一电容的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第二电容的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第二场效应管的源极、所述直流电源输入端负极和所述直流电源输出端负极相互连接。

作为优选，为了实现第一场效应管的栅极和源极之间、第二场效应管的栅极和源极之间的稳压功能，第一稳压二极管的正极与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第一场效应管的源极连接，第二稳压二极管的正极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二稳压二极管的负极与所述第二场效应管的栅极连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型在上电时通过第一电阻为第一电容充电，通过电压比较器对第二电阻和第三电阻的分压采样并控制第一场效应管和第二场效应管的通断，在第一电容充满电之前先断开负载电源，在第一电容充满电之后再对负载输出电源，负载得电后由电源和第一电容共同供电，使负载大电流由电源的电流和第一电容的电流相加而成，从而在不增加电源功率、不串联启动电阻的前提下，为负载提供大于电源本身电流的启动电流，满足了负载大电流快速启动的应用需求。

附图说明

图1是本实用新型所述具有大电流快速启动功能的电源电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型所述具有大电流快速启动功能的电源电路包括直流电源输入端正极V_i+、直流电源输入端负极V_i-、直流电源输出端正极V_o+、直流电源输出端负极V_o-、第一电阻R1-第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2、二极管D、电压比较器IC1、第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，第一场效应管Q1为P沟道场效应管，第二场效应管Q2为N沟道场效应管，第一电阻R1的第一端、二极管D的负极、第二电阻R2的第一端、第六电阻R6的第一端、第一场效应管Q1的源极S和直流电源输入端正极Vⁱ ₊相互连接，第一场效应管Q1的漏极D和直流电源输出端正极V_o+连接，第一电阻R1的第二端、第一电容C1的第一端和二极管D的正极相互连接，第二电阻R2的第二端、第三电阻R3的第一端、第二电容C2的第一端和电压比较器IC1的同相输入端相互连接，电压比较器IC1的反相输入端输入参考电压V_r，电压比较器IC1的信号输出端和第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端、第五电阻R5的第一端和第二场效应管Q2的栅极G相互连接，第二场效应管Q2的漏极D和第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端、第六电阻R6的第二端和第一场效应管Q1的栅极G相互连接，第一电容C1的第二端、第三电阻R3的第二端、第二电容C2的第二端、第五电阻R5的第二端、第二场效应管Q2的源极、直流电源输入端负极V_i-和直流电源输出端负极V_o-相互连接。

作为优选，为了实现第一场效应管Q1的栅极G和源极S之间、第二场效应管Q2的栅极G和源极S之间的稳压功能，第一稳压二极管D1的正极与第一场效应管Q1的栅极G连接，第一稳压二极管D1的负极与第一场效应管Q1的源极S连接，第二稳压二极管D2的正极与第二场效应管Q2的源极S连接，第二稳压二极管D2的负极与第二场效应管Q2的栅极G连接。

如图1所示，第一电阻R1的第二端电压为V_a，电压比较器IC1的同相输入端电压为V^b，第二场效应管Q2的栅极G的电压为V_c。

如图1所示，本实用新型的工作原理如下：

使用时，将负载RL的电源输入端正极和负极分别与直流电源输出端正极V_o+和直流电源输出端负极V_o-连接；上电后，直流电源输入端正极V_i+通过第一电阻R1对第一电容C1充电，充电电流为i1，通过对第一电阻R1选择合适的阻值，可以确定i1的最大值，避免i1超过电源的供电能力，假设充满第一电容C1所需要的时间为t1；与此同时，上电后，直流电源输入端正极V_i+通过第二电阻R2开始对第二电容C2充电(第二电阻R2和第二电容C2构成积分电路)，第二电容C2两端的电压即电压比较器IC1的同相输入端电压V^b从零开始上升，在V^b小于参考电压V_r的时候，电压比较器IC1输出低电平，则V_c也为低电平，第二场效应管Q2截止，第六电阻R6和第七电阻R7不能形成串联分压，第一场效应管Q1的栅极G和源极S之间的电压相等，没有负压差，第一场效应管Q1截止，直流电源输出端正极V_o+没有输出。

当第二电容C2上的电压即电压比较器IC1的同相输入端电压V_b超过参考电压V_r时，电压比较器IC1的输出电压从低电平变成高电平，V_c升高，使第二场效应管Q2导通，第六电阻R6和第七电阻R7形成串联分压，第一场效应管Q1的栅极G和源极S之间建立负压差，第一场效应管Q1导通，直流电源输出端正极V_o+输出电压，开始对负载RL供电。假设此过程中，V^b的电压从零开始上升直到超过参考电压V_r所需要的时间为t2。

从上电开始计时，在t1时间内，第一电容C1处于充电过程中，在t1时间后，第一电容C1被充满。从上电开始计时，在t2时间内，第一场效应管Q1处于截止状态，在t2时间后，第一场效应管Q1导通，负载RL得电。通过跳整第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2和第二电容C2的参数，以及调整参考电压V_r的值，可以使t2>t1。即上电过程中，先完成对第一电容C1的充电贮能，再开通第一场效应管Q1，此时直流电源输入端正极Vⁱ ₊和第一电容C1同时对负载RL供电，在确保大电流的同时不会降低负载电压，有效缓解负载RL在得电瞬间产生的大电流对电源的冲击，实现快速正常启动的目的。只要第一电容C1足够大，就能确保负载RL的快速启动，避免了供电电源瞬时供电能力不足的情况，电流之间的关系如下：

i4＝i2+i3

从上式可知，负载RL得电启动的过程中，在第一电容C1提供的供电电流i3越大时，直流电源输入端正极Vⁱ ₊提供的电流i2就会降低越多，因此第一电容C1能有效缓解负载RL得电启动过程中电源的供电压力。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (2)

1.一种具有大电流快速启动功能的电源电路，包括直流电源输入端正极、直流电源输入端负极、直流电源输出端正极和直流电源输出端负极，其特征在于：还包括第一电阻-第七电阻、第一电容、第二电容、二极管、电压比较器、第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管为P沟道场效应管，所述第二场效应管为N沟道场效应管，所述第一电阻的第一端、所述二极管的负极、所述第二电阻的第一端、所述第六电阻的第一端、所述第一场效应管的源极和所述直流电源输入端正极相互连接，所述第一场效应管的漏极和所述直流电源输出端正极连接，所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端和所述二极管的正极相互连接，所述第二电阻的第二端、所述第三电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述电压比较器的同相输入端相互连接，所述电压比较器的反相输入端输入参考电压，所述电压比较器的信号输出端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端、所述第五电阻的第一端和所述第二场效应管的栅极相互连接，所述第二场效应管的漏极和所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端、所述第六电阻的第二端和所述第一场效应管的栅极相互连接，所述第一电容的第二端、所述第三电阻的第二端、所述第二电容的第二端、所述第五电阻的第二端、所述第二场效应管的源极、所述直流电源输入端负极和所述直流电源输出端负极相互连接。

2.根据权利要求1所述的具有大电流快速启动功能的电源电路，其特征在于：第一稳压二极管的正极与所述第一场效应管的栅极连接，所述第一稳压二极管的负极与所述第一场效应管的源极连接，第二稳压二极管的正极与所述第二场效应管的源极连接，所述第二稳压二极管的负极与所述第二场效应管的栅极连接。