一種新型的上電浪涌電流抑制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及AC-DC開(kāi)關(guān)電源，具體涉及一種新型的上電浪涌電流抑制電路，普遍適 用于反激、正激或APFC等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的AC-DC變換器中。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 在AC-DC驅(qū)動(dòng)電路中，交流電經(jīng)整流后多直接或間接采用大電容濾波。上電瞬間濾 波電容端電壓從零上升，如果開(kāi)機(jī)時(shí)剛好處于正弦交流電的最大值附近，則上電瞬間就會(huì) 出現(xiàn)高達(dá)上百安培的瞬態(tài)大電流，對(duì)電網(wǎng)以及串聯(lián)在AC-DC變換器輸入通道中的器件，如保 險(xiǎn)管、工頻整流二極管以及濾波電容等造成了嚴(yán)重的大電流沖擊。而瞬態(tài)浪涌電流的大小 和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短由濾波電容容量、交流輸入回路等效串聯(lián)電阻、輸入電壓瞬時(shí)值等因素 確定。
[0004] 為抑制開(kāi)關(guān)電源上電浪涌電流，現(xiàn)有技術(shù)采用了在AC-DC變換器的工頻整流電路 前或后串聯(lián)NTC熱敏電阻、交流電過(guò)零觸發(fā)器或者串聯(lián)并接后的功率電阻與繼電器等方式。 盡管這些措施能將上電浪涌電流控制在一定范圍內(nèi)，但都存一定的缺陷。例如，串聯(lián)NTC熱 敏電阻方式成本最低，但在正常工作期間AC輸入電流總是流經(jīng)熱敏電阻，致使NTC電阻消耗 功率大，長(zhǎng)期處于高溫、大電流狀態(tài)，更為嚴(yán)重的是，斷電后必須等待NTC電阻冷卻到常溫狀 態(tài)后才能再上電，否則熱敏電阻會(huì)失去抑制浪涌電流作用，降低了AC-DC變換器的可靠性； 交流電過(guò)零觸發(fā)方式需用可控硅整流器件，且還需增加輔助電源、交流過(guò)零檢測(cè)電路，成本 高，電路復(fù)雜；功率電阻與電磁繼電器并聯(lián)方式雖能較好地解決了開(kāi)機(jī)浪涌電流大小與變 換器正常工作期間限流電阻功耗的矛盾，但繼電器吸合電流大，機(jī)械觸點(diǎn)可靠性差，體積 大。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N新型的上電浪涌電流抑制電路，可更 好地抑制AC-DC開(kāi)關(guān)電源的上電浪涌電流。
[0007] -種新型的上電浪涌電流抑制電路，其包括供電電路、浪涌電流抑制電阻端電壓 取樣及比較電路、泄放電阻、低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管、浪涌電流抑制電阻和可選小容量高 頻濾波電容;供電電路包括整流二極管、儲(chǔ)能濾波電容和降壓限壓電路;浪涌電流抑制電阻 端電壓取樣及比較電路包括第一端電壓取樣電阻、第二端電壓取樣電阻、基準(zhǔn)電壓源和比 較器;低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的漏極接DC-DC變換器或DC-DC變換器初級(jí)側(cè)公共電位參考 點(diǎn)，源極接整流橋的負(fù)端，柵極接降壓限壓電路的輸出端;DC-DC變換器的兩端之間還接有 輸入濾波電容;浪涌電流限制電阻的兩端分別接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的漏極和源極； 泄放電阻的兩端分別接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的柵極和源極;第一端電壓取樣電阻的一 端接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的漏極，另一端接比較器的反相輸入端;第二端電壓取樣電 阻的一端接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的源極，另一端接比較器的反相輸入端;基準(zhǔn)電壓源 的負(fù)極接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS的源極，正極接比較器的同相輸入端；比較器的輸出端接 低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的柵極;整流二極管的正極接交流輸入線(xiàn)的L端或交流輸入線(xiàn)的N 端;整流二極管的負(fù)極接降壓限壓電路的輸入端;儲(chǔ)能濾波電容的一端接低導(dǎo)通電阻N溝功 率MOS管的源極，另一端接在整流二極管和降壓限壓電路之間或者接在降壓限壓電路和低 導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管之間；可選小容量高頻濾波電容的兩端分別接整流橋的正端和負(fù) 端。
[0008] 優(yōu)選的，整流二極管設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)整流二極管的正極分別接交流輸入線(xiàn)的N端和 L端;儲(chǔ)能濾波電容的一端接低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管的源極，另一端接在整流二極管和降 壓限壓電路之間。
[0009] 優(yōu)選的，上電浪涌電流抑制電路應(yīng)用于Boost拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的APFC變換器;整流二極管 的正極接交流輸入線(xiàn)L端、N端或整流橋的正端，儲(chǔ)能濾波電容的一端接低導(dǎo)通電阻N溝功率 MOS管的源極，另一端接在整流二極管和降壓限壓電路之間。
[0010] 優(yōu)選的，降壓限壓電路可以是無(wú)源電路，也可以是有源電路。
[0011] 優(yōu)選的，降壓限壓電路、第一端電壓取樣電阻、第二端電壓取樣電阻、參考電壓源、 比較器和低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管可以是相互獨(dú)立的元器件，也可以是部分或整體集成在 一起的部件。
[0012] 優(yōu)選的，浪涌電流限制電阻為無(wú)感通用功率電阻或者NTC熱敏電阻。
[0013]本申請(qǐng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)抑制了上電浪涌電流，且與負(fù)載功率無(wú)關(guān);MOS管驅(qū)動(dòng)電路功耗低，啟動(dòng)速度快。 [0014] (2)斷電后允許再上電時(shí)間短，由于儲(chǔ)能濾波電容容量小，存儲(chǔ)能量有限，只要泄 放電阻R3大小適中，即可保證斷電后IOOms內(nèi)MOS管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。
[0015] ⑶適應(yīng)性強(qiáng)，可用于各種形式的AC-DC變換器中。
[0016] (4)電路簡(jiǎn)潔，元件數(shù)目少，可靠性高，無(wú)須調(diào)試。
[0017]
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為實(shí)施例1的電路圖； 圖2為實(shí)施例2的電路圖； 圖3為實(shí)施例3的電路圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 上電瞬間，儲(chǔ)能濾波電容C2的端電壓為零，保證了上電瞬間低導(dǎo)通電阻N溝功率 MOS管14處于截止?fàn)顟B(tài)。設(shè)定輸入電壓、輸入濾波電容4的端電壓、浪涌電流抑制電阻15的端 電壓、接在比較器CP同相輸入端參考電壓分別為￥^、￥ 01、％、￥1^，則上電瞬間，由于輸入濾 波電容4未充電或殘留電荷小，其端電壓Vei很小，則
比較器CP輸出低電平，強(qiáng)迫低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管14處于截止?fàn)顟B(tài)。輸入電壓νΙΝ通 過(guò)浪涌電流抑制電阻15對(duì)輸入濾波電容4充電，則上電瞬間最大充電電流
其中％^是基準(zhǔn)電壓源的基準(zhǔn)電壓;而等效串聯(lián)電阻Rs是AC輸入回路保險(xiǎn)管內(nèi)阻、AC共 模濾波電感繞線(xiàn)電阻、整流二極管內(nèi)阻和布線(xiàn)寄生電阻的總和，心一般小于1 Ω。
[0022] 當(dāng)輸入濾波電容4端電壓Vci升高到預(yù)設(shè)值或整流橋2端電壓下降到某一預(yù)設(shè)值 后，限流電阻R端電壓滿(mǎn)足
則比較器CP輸出高電平，低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管14管導(dǎo)通，浪涌電流抑制電阻15被 旁路。因此，通過(guò)調(diào)節(jié)浪涌電流抑制電阻15兩端的端電壓取樣電阻R1/R2的比值，使^與1iCl 相差不大時(shí)，觸發(fā)低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管14管導(dǎo)通，就可以限制上電瞬間浪涌電流的大 小。
[0023] 在上電過(guò)程中，即使供電電路11的儲(chǔ)能電容C2端電壓Ve2上升速率較慢，也不影響 浪涌電流的抑制效果。
[0024] 低導(dǎo)通電阻N溝功率MOS管14管導(dǎo)通后，浪涌電流抑制電阻15被旁路，由于N溝功率 MOS管14管導(dǎo)通電阻民?小，因此在正常工作狀態(tài)下，功率MOS管功耗不高。
[0025] 斷電后，交流輸入電壓消失，不再有電流流經(jīng)整流二極管，儲(chǔ)能濾波電容C2放電， 只要電路參數(shù)選擇得當(dāng)，就能保證斷電后N溝功率MOS管14管迅速進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，因此再上 電時(shí)間短。
[0026] 實(shí)施例1: 一種新型的上電浪涌電流抑制電路，如圖1所示，其包括供電電路11、浪涌電流抑制電 阻端電壓取樣及比較電路12、泄放電阻