浪涌電流抑制電路及帶浪涌電流抑制的電源電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種浪涌電流抑制電路，其包括：串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻R1和電阻R2；與電阻R1并聯(lián)的電容支路；柵極連接電阻R1與電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源的火線、漏極作為輸出端的MOS晶體管Q1；連接在MOS晶體管Q1的源極與漏極之間的電阻R5。本實(shí)用新型還公開一種帶浪涌電流抑制電路的電源電路。本實(shí)用新型通過延時(shí)MOS晶體管Q1導(dǎo)通，且在MOS晶體管Q1導(dǎo)通時(shí)通過電阻R5將電流控制在允許值的范圍內(nèi)，從而達(dá)到電源電路啟動(dòng)時(shí)抑制浪涌電流的目的，具有電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點(diǎn)，適合用于大功率電源電路及頻繁開關(guān)的電源電路。
【專利說明】浪涌電流抑制電路及帶浪涌電流抑制的電源電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電源電路，尤其是涉及一種浪涌電流抑制電路，以及具有該浪涌電流抑制電路的電源電路
【背景技術(shù)】
[0002]浪涌電流是指電源接通瞬間，流入電子設(shè)備的峰值電流。
[0003]如圖1所示為現(xiàn)有直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖。輸入交流電源Uin經(jīng)過濾波電路濾除雜波后，在經(jīng)過降壓電路變換得到所需電壓幅值，然后經(jīng)過整流電路輸出直流電源UoutO其中，濾波電路可以為濾波電容、RC濾波電路甚至更復(fù)雜的組合形式。但是，在交流輸入電源Uin接通瞬間，濾波電路中濾波電容迅速充電，所以該峰值電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流，即產(chǎn)生浪涌電流。浪涌電流不僅縮短了濾波電容的壽命，同時(shí)也對(duì)整流電路的整流橋，保險(xiǎn)絲都有較大沖擊，也破壞電網(wǎng)供電質(zhì)量，產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾影響同一電網(wǎng)的用電設(shè)備。
[0004]為了消除電源接通瞬間產(chǎn)生的浪涌，現(xiàn)有傳統(tǒng)的抑制浪涌電流的電路是在整流電路前串接一個(gè)合適功率型的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻或/和前置濾波電路，如CN201320430852.5中國專利申請(qǐng)中所揭露的技術(shù)方案。熱敏電阻在常態(tài)下其阻值較大，電源接通瞬間，熱敏電阻限制了對(duì)濾波電容的充電電流，從而抑制了浪涌電流，且熱敏電阻發(fā)熱后使其阻值變小，以減小電阻自身的功耗和降低電路的影響。
[0005]但是，該技術(shù)方案存在如下技術(shù)缺陷:
[0006]1、現(xiàn)有串接熱敏電阻只適合小功率的電源電路，大功率電源電路就需要多個(gè)并聯(lián)和串聯(lián)使用，在大功率電源電路往往都不能很好的抑制浪涌電流。
[0007]2、熱敏電阻具有一定的冷卻時(shí)間常數(shù)，冷卻時(shí)間常數(shù)越大，所需要的恢復(fù)時(shí)間就越長，反之則越短，熱敏電阻必須要從高溫低阻狀態(tài)完全恢復(fù)到常溫高阻狀態(tài)才能達(dá)到與上一次同等的浪涌抑制效果，因而熱敏電阻并不適合于用于頻繁開關(guān)的電源電路。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的浪涌電流抑制電路及帶浪涌電流抑制的電源電路，該浪涌電流抑制電路適合用于大功率電源電路及頻繁開關(guān)的電源電路。
[0009]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種浪涌電流抑制電路，其包括:串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻Rl和電阻R2 ;與電阻Rl并聯(lián)的電容支路；柵極連接電阻Rl與電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源的火線、漏極作為輸出端的MOS晶體管Ql ;連接在MOS晶體管Ql的源極與漏極之間的電阻R5。
[0010]其中，抑制電路還包括串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻R3和電阻R4，且電阻R3與電阻Rl并聯(lián)，電阻R4與電阻R2并聯(lián)。
[0011]其中，電容支路包括串接的電容Cl和電容C2。
[0012]其中，MOS晶體管Ql為P型MOS晶體管。[0013]其中，阻R5的阻值大于或等于交流輸入電源除以電源電路允許的最大啟動(dòng)浪涌電流。
[0014]另外，本實(shí)用新型還公開一種帶浪涌電流抑制的電源電路，包括依次連接的浪涌電流抑制電路、降壓電路、整流電路和防雷電路，其中，浪涌電流抑制電路包括:串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻Rl和電阻R2，與電阻Rl并聯(lián)的電容支路；柵極連接電阻Rl與電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源的火線、漏極連接降壓電路的MOS晶體管Ql ;連接在MOS晶體管Ql的源極與漏極之間的電阻R5。
[0015]其中，防雷電路包括:連接在整流電路的兩個(gè)輸出端之間的電容C3 ;連接在整流電路的正輸出端與地之間的兩極氣體放電管Ql以及瞬態(tài)抑制二極管TVSl ;連接在兩極氣體放電管Ql與瞬態(tài)抑制二極管TVSl之間的可變電阻R9。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0017]本實(shí)用新型通過RC延時(shí)電路控制MOS晶體管Ql的柵極電壓的上升速度，通過延時(shí)MOS晶體管Ql導(dǎo)通，且在MOS晶體管Ql導(dǎo)通時(shí)通過電阻R5將電流控制在允許值的范圍內(nèi)，從而達(dá)到電源電路啟動(dòng)時(shí)抑制浪涌電流的目的。另外，本實(shí)用新型具有電路結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點(diǎn)，適合用于大功率電源電路及頻繁開關(guān)的電源電路。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實(shí)用新型電源電路一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。
[0020]圖3是圖2所示電源電路在啟動(dòng)時(shí)，在浪涌電流抑制電路的輸出端輸出電流的仿真波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖2所示，本實(shí)用新型提出一種帶浪涌電流抑制電路的電源電路，該電源電路包括:與交流電電源Uin相連的浪涌電流抑制電路；依次連接在浪涌電流抑制電路輸出端及電源電路輸出端的降壓電路、整流電路及防雷電路。
[0022]其中，浪涌電流抑制電路包括:分別連接在交流輸入電源Uin的火線(L)與零線(N)之間的第一分壓支路和第二分壓支路，該第一分壓支路包括串接在交流輸入電源Uin的火線與零線之間電阻Rl和電阻R2，該第二分壓支路包括串接在交流輸入電源Uin的火線與零線之間電阻R3和電阻R4 ;且電阻Rl和電阻R2的公共端，與電阻R3和電阻R4的公共端相連(即電阻R3與電阻Rl并聯(lián)，電阻R4與電阻R2并聯(lián))；與電阻R1、電阻R3并聯(lián)的電容支路，該電容支路包括串接的電容Cl和電容C2 ;柵極連接電阻Rl和電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源Uin的火線、漏極連接降壓電路的P型MOS晶體管Ql ;連接在MOS晶體管Ql的源極與漏極之間的電阻R5。
[0023]其中，電阻R5的阻值，需要大于或等于交流輸入電源Uin除以電源電路允許的最大啟動(dòng)浪涌電流。
[0024]另外，MOS晶體管Ql的正常導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)電壓一般在12V左右，從而選擇電阻Rl和電阻R2比值，使交流輸入電源Uin在工作范圍內(nèi)波動(dòng)的情況下，在電阻R2上的分壓能驅(qū)動(dòng)MOS晶體管Ql導(dǎo)通。[0025]上述電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4，以及電容Cl和電容C2的取值影響電源電路啟動(dòng)至MOS晶體管Ql的導(dǎo)通時(shí)間。OS晶體管Ql的導(dǎo)通時(shí)間越長，可以更好地抑制啟動(dòng)浪涌電流。但是OS晶體管Ql的導(dǎo)通時(shí)間過長則會(huì)影響到后端濾波電路和DC-DC電路，這就需要選擇適當(dāng)?shù)淖柚岛腿葜灯胶馍鲜鲇绊憽?br> [0026]串接的電容Cl和電容C2，與第一分壓支路和第二分壓支路構(gòu)成RC延時(shí)電路，從而可以控制MOS晶體管Ql的柵極電壓的上升速度，通過延時(shí)MOS晶體管Ql導(dǎo)通，且在MOS晶體管Ql導(dǎo)通時(shí)通過電阻R5將電流控制在允許值的范圍內(nèi)，從而達(dá)到電源電路啟動(dòng)時(shí)抑制浪涌電流的目的。如圖3所示仿真電流波形圖，在電源電路啟動(dòng)過程中，浪涌電流抑制電路的輸出端電壓將快速的穩(wěn)定在一個(gè)固定值，有效的抑制了浪涌電流。
[0027]另外，降壓電路一般為變壓器。而整流電路采用連接變壓器二次繞組的全橋整流電路VDI。
[0028]防雷電路包括:連接在全橋整流電路VDl的正負(fù)輸出端之間的電容C3 ;連接在全橋整流電路VDl的正輸出端與地之間的兩極氣體放電管Ql以及瞬態(tài)抑制二極管TVSl ;連接在兩極氣體放電管Ql與瞬態(tài)抑制二極管TVSl之間的可變電阻R9。當(dāng)外置電源在發(fā)生雷擊或其他原因存在電涌過電流時(shí)，可變電阻R9的阻值迅速升高，電涌能量在可變電阻R9的前端迅速聚集，使兩極氣體放電管Gl更快速的被擊穿，達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)，提前放電；如果外置電源的輸出端存在持續(xù)過電流經(jīng)過，可變電阻R9則會(huì)維持高阻狀態(tài)，直至過電流消退，從而起到過壓保護(hù)作用。因此，可變電阻R9除了協(xié)助瞬態(tài)抑制二極管TVSl以及兩極氣體放電管Gl達(dá)到動(dòng)作一致性的功能外，還能夠有效抑制持續(xù)過電流對(duì)電源電路輸出端所連接電氣設(shè)備的損害，起到過流過壓雙重保護(hù)的作用。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種浪涌電流抑制電路，其特征在于，包括:串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻Rl和電阻R2 ;與電阻Rl并聯(lián)的電容支路；柵極連接電阻Rl與電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源的火線、漏極作為輸出端的MOS晶體管Ql ;連接在MOS晶體管Ql的源極與漏極之間的電阻R5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述浪涌電流抑制電路，其特征在于，抑制電路還包括串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻R3和電阻R4，且電阻R3與電阻Rl并聯(lián)，電阻R4與電阻R2并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述浪涌電流抑制電路，其特征在于，電容支路包括串接的電容Cl和電容C2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述浪涌電流抑制電路，其特征在于，MOS晶體管Ql為P型MOS晶體管。
5.據(jù)權(quán)利要求1所述浪涌電流抑制電路，其特征在于，阻R5的阻值大于或等于交流輸入電源除以電源電路允許的最大啟動(dòng)浪涌電流。
6.一種帶浪涌電流抑制的電源電路，包括依次連接的浪涌電流抑制電路、降壓電路、整流電路和防雷電路，其特征在于，浪涌電流抑制電路包括:串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻Rl和電阻R2，與電阻Rl并聯(lián)的電容支路；柵極連接電阻Rl與電阻R2的公共端、源極連接交流輸入電源的火線、漏極連接降壓電路的MOS晶體管Ql ;連接在MOS晶體管Ql的源極與漏極之間的電阻R5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶浪涌電流抑制的電源電路，其特征在于，抑制電路還包括串接交流輸入電源的火線與零線之間的電阻R3和電阻R4，且電阻R3與電阻Rl并聯(lián)，電阻R4與電阻R2并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述帶浪涌電流抑制的電源電路，其特征在于，防雷電路包括:連接在整流電路的兩個(gè)輸出端之間的電容C3 ;連接在整流電路的正輸出端與地之間的兩極氣體放電管Ql以及瞬態(tài)抑制二極管TVSl ;連接在兩極氣體放電管Ql與瞬態(tài)抑制二極管TVSl之間的可變電阻R9。
【文檔編號(hào)】H02M7/06GK203774776SQ201420160692
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】曹斌芳, 王文虎, 李建奇, 鄧志宏, 胡惟文 申請(qǐng)人:湖南文理學(xué)院