超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路及抑制方法技术

本发明专利技术公开一种超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路及抑制方法，包括延时控制单元、温度补偿单元、防反向放电单元、电阻网络单元和开关单元；所述延时控制单元、温度补偿单元、防反向放电单元输入端同与系统供电正相连；所述防反向放电单元输出端与大容量储能电容Cbig的输入端相连；所述大容量储能电容Cbig输出端与电阻网络单元和开关单元输入端相连；所述电阻网络单元和开关单元输出端接入系统供电回线；所述延时控制单元第三端与温度补偿单元第三端分别接入开关单元。本发明专利技术为一种简单的电路结构实现超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制，提高了电路安全性和适应性，为航空机载供电系统安全提供了保障。

【技术实现步骤摘要】
超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路及抑制方法
本专利技术涉及开关电源及其组件领域，具体涉及超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路及抑制方法。
技术介绍
开关电源及其组件广泛应用于军民用航空机载电子系统中。在航空应用中，为满足机载供电特性要求（高低压浪涌），通常在，例如30万微法。超大容量的输入储能电容不经严格处理将对前级供电系统造成极大不良影响，例如产生逾千安培的浪涌电流，严重时会导致前级电源损坏。现有技术一般采用NTC热敏电阻进行抑制，性能随环境温度的不同而变化较大。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路及抑制方法,它能够实现在航空机载应用中开关电源开机时对输入电流波形进行控制，使其浪涌电流大幅减小并具有可控上升特性。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，包括延时控制单元、温度补偿单元、防反向放电单元、电阻网络单元和开关单元；所述延时控制单元、温度补偿单元、防反向放电单元输入端同与系统供电正相连；所述防反向放电单元输出端与大容量储能电容Cbig的输入端相连；所述大容量储能电容Cbig输出端与电阻网络单元和开关单元输入端相连；所述电阻网络单元和开关单元输出端接入系统供电回线；所述延时控制单元第三端与温度补偿单元第三端分别接入开关单元。进一步的，所述电阻网络单元包括并联的热敏电阻Rntc与电阻Rnom。进一步的，所述开关单元包括前后串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp、与串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp相并联的MOS管K1；所述延时控制单元第三端接入MOS管K1，温度补偿单元第三端接入MOS管K2。超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路的抑制方法，包括以下步骤：1）系统供电开启时，延时控制单元开始延时计时；防反向放电单元正向导通；大容量储能电容Cbig压差由0V增长；电阻网络单元与大容量储能电容Cbig串联分压限制电流增长速率；温度补偿单元检测环境温度与补偿温度段比较后输出开关控制信号如3），回路电流抑制到预定范围，使大容量储能电容Cbig电压可控曲线上升；2）系统供电稳定时，大容量储能电容Cbig电压上升至一定幅度时延时控制单元计时结束；延时控制单元第三端输出开关控制信号，MOS管K1低阻导通，电阻网络单元被短接，回路稳态功耗降低，浪涌电流抑制结束；3）当温度补偿单元的输出打开开关信号时，MOS管K2低阻导通，电阻网络单元与补偿电阻Rcomp相并联，再与大容量储能电容Cbig相串联；无输出打开开关信号时，MOS管K2关闭，电阻网络单元与大容量储能电容Cbig相串联。本专利技术的有益效果为：本文所述超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路适用于航空机载应用中配置大容量输入储能电容的开关电源及其组件，超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路可以在开机时有效控制开关电源输入电流波形，使其电流峰值、上升时间均可控，浪涌电流小。在超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路的作用下，可使输入浪涌电流波形可控，极大减小开机浪涌电流峰值，且温度一致性好。在某些应用场合，航空机载电源会在极严酷的温度条件下使用（例如低温-55℃），电路在这种状态下如果起浪涌电流抑制作用的电阻网络的阻抗值随温度变化范围较大，在极低温度时将无法启动，并可能在较高温度下由于阻抗过小而丧失浪涌电流抑制作用、引起机载供电系统损坏。因此，在这种情况下，温度补偿单元电路必需能良好地补偿Rntc与Rnom组成的电阻网络的阻抗-温度特性。在本实施例中，温度补偿单元电路能够将电阻网络单元在-55℃到100℃宽温度范围内补偿到初始阻抗变化不大于20％，能保证在极严酷的温度条件下都能达到相同水平的浪涌电流抑制性能。通过以上技术方案，采用一种简单的电路结构实现超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制，提高了电路安全性和适应性，为航空机载供电系统安全提供了保障。附图说明图1是本专利技术实施超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路的原理框图。1-延时控制单元，2-温度补偿单元，3-防反向放电单元，4-电阻网络单元，5-开关单元。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。本专利技术实施例的超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路用于控制航空机载应用中输入端应用超大容量输入储能电容后的开机浪涌电流。参见图1，超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，包括延时控制单元1、温度补偿单元2、防反向放电单元3、电阻网络单元4和开关单元5；所述延时控制单元1、温度补偿单元2、防反向放电单元3输入端同与系统供电正相连；所述防反向放电单元3输出端与大容量储能电容Cbig的输入端相连；所述大容量储能电容Cbig输出端与电阻网络单元4和开关单元5输入端相连；所述电阻网络单元4和开关单元5输出端接入系统供电回线；所述延时控制单元1第三端与温度补偿单元2第三端分别接入开关单元5。所述电阻网络单元4包括并联的热敏电阻Rntc与电阻Rnom。所述开关单元5包括前后串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp、与串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp相并联的MOS管K1；所述延时控制单元1第三端接入MOS管K1，温度补偿单元2第三端接入MOS管K2。超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路的控制方法，包括以下步骤：1）系统供电开启时，延时控制单元1开始延时计时；防反向放电单元3正向导通；大容量储能电容Cbig压差由0V增长；电阻网络单元4与大容量储能电容Cbig串联分压限制电流增长速率；温度补偿单元2检测环境温度与补偿温度段比较后输出开关控制信号如3），回路电流抑制到预定范围，使大容量储能电容Cbig电压可控曲线上升；2）系统供电稳定时，大容量储能电容Cbig电压上升至一定幅度时延时控制单元1计时结束；延时控制单元1第三端输出开关控制信号，MOS管K1低阻导通，电阻网络单元4被短接，回路稳态功耗降低，浪涌电流抑制结束；3）当温度补偿单元2的输出打开开关信号时，MOS管K2低阻导通，电阻网络单元4与补偿电阻Rcomp相并联，再与大容量储能电容Cbig相串联；无输出打开开关信号时，MOS管K2关闭，电阻网络单元4与大容量储能电容Cbig相串联。本专利技术的原理在于，在施加系统供电电压开机时，超大容量储能电容Cbig初始电压为0V，第一步，防反向放电单元3正向导通；第二步，延时控制单元1开始延时计时，MOS管K1控制信号输出为低，MOS管K1不导通；第三步，温度补偿单元2检测环境温度，如在温度补偿段则输出开关控制信号到开关单元将MOS管K2低阻导通、将补偿电阻Rcomp与补偿电阻网络单元4并联，如在温度补偿段则控制MOS管K2不导通；第四步，补偿电阻网络单元2（不在温度补偿段时）或补偿电阻网络单元2与补偿电阻Rcomp的并联网络（在温度补偿段时）与超大容本文档来自技高网...

【技术保护点】
超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，其特征在于：包括延时控制单元（1）、温度补偿单元（2）、防反向放电单元（3）、电阻网络单元（4）和开关单元（5）；所述延时控制单元（1）、温度补偿单元（2）、防反向放电单元（3）输入端同与系统供电正相连；所述防反向放电单元（3）输出端与大容量储能电容Cbig的输入端相连；所述大容量储能电容Cbig输出端与电阻网络单元（4）和开关单元（5）输入端相连；所述电阻网络单元（4）和开关单元（5）输出端接入系统供电回线；所述延时控制单元（1）第三端与温度补偿单元（2）第三端分别接入开关单元（5）。

【技术特征摘要】
1.超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，其特征在于：包括延时控制单元（1）、温度补偿单元（2）、防反向放电单元（3）、电阻网络单元（4）和开关单元（5）；所述延时控制单元（1）、温度补偿单元（2）、防反向放电单元（3）输入端同与系统供电正相连；所述防反向放电单元（3）输出端与大容量储能电容Cbig的输入端相连；所述大容量储能电容Cbig输出端与电阻网络单元（4）和开关单元（5）输入端相连；所述电阻网络单元（4）和开关单元（5）输出端接入系统供电回线；所述延时控制单元（1）第三端与温度补偿单元（2）第三端分别接入开关单元（5）。2.根据权利要求1所述的超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，其特征在于：所述电阻网络单元（4）包括并联的热敏电阻Rntc与电阻Rnom。3.根据权利要求1所述的超大容量输入储能电容的浪涌电流抑制电路，其特征在于：所述开关单元（5）包括前后串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp、与串联的MOS管K2与补偿电阻Rcomp相并联的MOS管K1；所述延时控制单元（1）第三端接入MOS管K...

【专利技术属性】
技术研发人员：林庄，范飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34