一种电容预充电电路制造技术

技术编号:21898222 阅读:35 留言:0更新日期:2019-08-17 17:06
本实用新型专利技术公开了一种电容预充电电路。所述电容预充电电路包括:电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电压基准、电容C2、二极管D1、驱动控制电路以及电流检测电路;采用本实用新型专利技术电容预充电电路替换传统电源电路中的PTC电阻、NTC电阻或水泥电阻等元器件,从而避免了在高温环境中电源在很短的间隔时间内反复开关机的问题,进而提高了电子电路的可靠性。

A Capacitor Precharging Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种电容预充电电路
本技术涉及电力电子领域,特别是涉及一种电容预充电电路。
技术介绍
目前,高精密设备对电源的性能要越来越高,为了改善电源输入输出的特性,一般会在电源的输入输出端加比较大的电容,这些输入输出端电容的加入能改善电源的动态特性和纹波特性。然而,大电容的加入会引起很大的冲击电流,导致供电设备的冲击电流过大。例如:在开关直流(theboostconverter,BOOST)升压拓扑输入输出端的电容;在升压型功率因数校正(BOOST-PowerFactorCorrection,BOOST-PFC)电路输出端的电容;交流输入,经过全波、半波或者可控硅整流后接入的母线电容等,这些电容在开机的瞬间都会引起很大的冲击电流,而输入端过大的冲击电流,需要提供更高功率的供电电源;输出端的冲击电流会增加电子线路失效风险,同时,设计上需要留足比正常工作时大好几倍的欲量,导致电源的体积和成本都会增加很多。现阶段为了抑制开机过程中电容引起的冲击电流,通常会通过增加正温度系数(PositiveTemperatureCoeffficient,PTC)电阻或者负温度系数(NagetiveTemperatureCoefficient,NTC)电阻或者水泥电阻来实现输出电容的预充电,抑制开机过程中的冲击电流。为抑制开机过程中的冲击电流,现有的预充电电路如图1所示,其中R为PTC电阻或者NTC电阻或者水泥电阻;在开机之前,直流输入电压经过C1滤波后再经过L2,D2,R给输出电容C3充电;当电容C3的电压被充到接近输入电压大小后,主功率电路会控制继电器闭合;功率开关管通过缓起占空比,让输出电压缓慢上升,达到所设定的BOOST电压。但是如果R选择PTC电阻,在高温环境中,或者电源在间隔时间很短时间内反复进行开关机,PTC阻抗将会变的很大,导致电源没有办法正常开机;在低温环境中,PTC阻抗又将会比较小,导致开机的时候冲击电流过大。如果R选择NTC电阻,在低温环境中,NTC阻抗将会变的很大,会导致电源没有办法正常开机;在高温环境中,或者电源在很短的间隔时间内反复进行开关机,NTC阻抗会变得很小,将会导致开机时候冲击电流过大;如果R选择水泥电阻,虽然高低温特性比较好,但是在一个电源里面往往需要多个水泥电阻串并联使用,这样就是导致电源的体积重量都大大增加,很难在一些对重量和体积要求很高的环境中应用。因此,现有的预充电电路依旧存在开机冲击电流过大,从而增加电源的体积和成本,进而导致预充电电路可靠性低的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种电容预充电电路,以解决现有的预充电电路存在开机冲击电流过大,可靠性低的问题。为实现上述目的,本技术提供了如下方案:一种电容预充电电路,所述电容预充电电路应用于一种电源电路,所述电源电路包括BOOST电路、BOOST-PFC电路以及交流整流滤波电路;所述电容预充电电路包括:电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电压基准、电容C2、二极管D1、驱动控制电路以及电流检测电路;所述电感L1的一端与所述电源电路的输入端相连接,所述电感L1的另一端与所述二极管D1的正极相连接,所述二极管D1的负极分别与所述开关管Q1的集电极、所述电阻R1的一端以及所述电阻R2的一端相连接;所述电阻R1的另一端与所述开关管Q2的集电极相连接,所述开关管Q2的基极分别与所述电阻R2的另一端以及所述电压基准的第一端相连接,所述开关管Q2的发射极与所述电容C2的一端相连接;所述电阻R3的一端分别与所述驱动控制电路的第一端以及所述电流检测电路的第一端相连接;所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电压基准的第二端相连接;所述电容C2的另一端分别与所述电阻R4的另一端、所述电压基准的第三端、所述电阻R5的一端以及所述电源电路的输出端相连接;所述驱动控制电路的第二端与所述电流检测电路的第二端相连接,所述驱动控制电路的第三端与所述开关管Q1的基极相连接;所述开关管Q1的发射极分别与所述电阻R5的另一端以及所述电流检测电路的第三端相连接。可选的,所述驱动控制电路为图腾柱电路;所述图腾柱电路包括开关管Q4以及开关管Q5;所述开关管Q4的发射极与所述R3的一端相连接;所述开关管Q4的基极分别与所述开关管Q5的基极以及所述电流检测电路中的运算放大器相连接;所述开关管Q4的集电极分别与所述开关管Q5的集电极以及所述开关管Q1的基极相连接;所述开关管Q5的发射极与所述电源电路的输出端相连接。可选的,还包括:电阻R6、电阻R7以及二极管D3;所述电阻R7设于所述电流检测电路以及所述电阻R3的一端的之间;所述电阻R7的一端分别与所述电阻R3的一端以及所述电阻R6的一端相连接,所述电阻R7的另一端分别与所述电流检测电路中的运算放大器以及所述二极管D3的负极相连接;所述二极管D3的正极与所述电源电路的输出端相连接。可选的,所述电流检测电流具体包括:运算放大器、电阻R9、电阻R10以及电阻R11;所述运算放大器的正极与所述电阻R10的一端相连接,所述运算放大器的负极分别与所述电阻R9的一端以及所述电阻R11的一端相连接;所述电阻R10的另一端与所述电阻R5的另一端相连接;所述电阻R11的另一端与所述电阻R6的另一端相连接。可选的,还包括:电容C4、电容C5以及电阻R8;所述电容C4与所述电阻R8并联,且所述电容C4的一端分别与所述电阻R6的另一端以及所述电阻R11的另一端相连接;所述电容C4的另一端分别与所述二极管D3的正极、所述开关管Q5的发射极、所述电容C5的一端以及所述电源电路的输出端相连接;所述电容C5的另一端分别与所述电阻R5的另一端以及所述电阻R10的另一端相连接。可选的,所述开关管Q1为N型金属氧化物半导体管、控制开关、双极性器件或场效应器件;所述开关管Q2为N型金属氧化物半导体管、控制开关、双极性器件或场效应器件;所述开关管Q4为N型金属氧化物半导体管、控制开关、双极性器件或场效应器件;所述开关管Q5为N型金属氧化物半导体管、控制开关、双极性器件或场效应器件。可选的,所述电感L1为贴片电感、插件电感或由多层印制电路板所绘制的平面电感。所述的电容预充电电路,其特征在于,所述二极管D1为防反二极管。根据本技术提供的具体实施例,本技术公开了以下技术效果:本技术公开了一种电容预充电电路,替代了传统电源电路中的PTC电阻、NTC电阻或者水泥电阻,克服了高温环境中或低温环境中的反复开关机过程中PTC电阻、NTC电阻带来的启动异常等问题,提高了电子电路的可靠性;改善了电路中水泥电阻的体积和重量等问题,为电源小型化、高功率密度化提供了条件。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例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技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所提供的现有的预充电电路的电路图;图2为本技术提供的电容预充电电路应用于BOOST电路中的电路图;图3为本技术提供的电容预充电电路应用于BOOST-PFC电路中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电容预充电电路,其特征在于,所述电容预充电电路应用于一种电源电路,所述电源电路包括BOOST电路、BOOST‑PFC电路以及交流整流滤波电路;所述电容预充电电路包括:电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电压基准、电容C2、二极管D1、驱动控制电路以及电流检测电路;所述电感L1的一端与所述电源电路的输入端相连接,所述电感L1的另一端与所述二极管D1的正极相连接,所述二极管D1的负极分别与所述开关管Q1的集电极、所述电阻R1的一端以及所述电阻R2的一端相连接;所述电阻R1的另一端与所述开关管Q2的集电极相连接,所述开关管Q2的基极分别与所述电阻R2的另一端以及所述电压基准的第一端相连接,所述开关管Q2的发射极与所述电容C2的一端相连接;所述电阻R3的一端分别与所述驱动控制电路的第一端以及所述电流检测电路的第一端相连接;所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电压基准的第二端相连接;所述电容C2的另一端分别与所述电阻R4的另一端、所述电压基准的第三端、所述电阻R5的一端以及所述电源电路的输出端相连接;所述驱动控制电路的第二端与所述电流检测电路的第二端相连接,所述驱动控制电路的第三端与所述开关管Q1的基极相连接;所述开关管Q1的发射极分别与所述电阻R5的另一端以及所述电流检测电路的第三端相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种电容预充电电路,其特征在于,所述电容预充电电路应用于一种电源电路,所述电源电路包括BOOST电路、BOOST-PFC电路以及交流整流滤波电路;所述电容预充电电路包括:电感L1、开关管Q1、开关管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电压基准、电容C2、二极管D1、驱动控制电路以及电流检测电路;所述电感L1的一端与所述电源电路的输入端相连接,所述电感L1的另一端与所述二极管D1的正极相连接,所述二极管D1的负极分别与所述开关管Q1的集电极、所述电阻R1的一端以及所述电阻R2的一端相连接;所述电阻R1的另一端与所述开关管Q2的集电极相连接,所述开关管Q2的基极分别与所述电阻R2的另一端以及所述电压基准的第一端相连接,所述开关管Q2的发射极与所述电容C2的一端相连接;所述电阻R3的一端分别与所述驱动控制电路的第一端以及所述电流检测电路的第一端相连接;所述电阻R3的另一端分别与所述电阻R4的一端、所述电压基准的第二端相连接;所述电容C2的另一端分别与所述电阻R4的另一端、所述电压基准的第三端、所述电阻R5的一端以及所述电源电路的输出端相连接;所述驱动控制电路的第二端与所述电流检测电路的第二端相连接,所述驱动控制电路的第三端与所述开关管Q1的基极相连接;所述开关管Q1的发射极分别与所述电阻R5的另一端以及所述电流检测电路的第三端相连接。2.根据权利要求1所述的电容预充电电路,其特征在于,所述驱动控制电路为图腾柱电路;所述图腾柱电路包括开关管Q4以及开关管Q5;所述开关管Q4的发射极与所述R3的一端相连接;所述开关管Q4的基极分别与所述开关管Q5的基极以及所述电流检测电路中的运算放大器相连接;所述开关管Q4的集电极分别与所述开关管Q5的集电极以及所述开关管Q1的基极相连接;所述开关管Q5的发射极与所述电源电路的输出端相连接。3.根据权利要求2所述的电容预充电电路,其特征在于,还包...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙健涛邓卫华
申请(专利权)人:武汉永力睿源科技有限公司
类型:新型
国别省市:湖北,42

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