本发明专利技术公开了一种电源缓启动装置，包括：功率场效应管，连接在线性电流控制单元、电流检测单元、以及负载单元之间，用于控制流过负载单元的电流的大小；线性电流控制单元，连接在功率场效应管、电流检测单元、以及装置输入端之间，用于根据电流检测单元的检测结果，对功率场效应管的栅－源电压进行调节；以及电流检测单元，连接在功率场效应管、线性电流控制单元、以及负载单元之间，用于检测流过负载单元的电流的大小。本发明专利技术可以在负载上电过程中将负载电流与输入控制电压之间的关系控制成严格的线性关系，并且可以通过对输入控制电压编程，实现复杂的负载电流缓启动控制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，更具体地涉及一种电源i爰启动装置。技术背景目前，通信设备的集成度和复杂度越来越高，出于保护设备、 P务〗氐电石兹干^尤(Electromagnetic Interference, 简《尔EMI)等方面6勺 考虑，通信系统对设备电源上电过程提出了更严格的要求，电源上 电緩启动控制是常用的保护通信设备和降低EMI的方法。现有的设 备电源上电緩启动控制方法如图1所示，在电源回路中增加功率场 效应管(MOSFET),通过控制MOSFET的4册源电压KGS来控制 MOSFET的沟道电阻，从而控制设备电源上电过程中流过设备的电 流，通过构造不同的Fgs波形，形成不同的緩启动控制方法。^f旦这 种緩启动控制方法存在以下不足①属于开环控制电路，易受元器 件参凄t偏差、负载变化、以及电源波动等的影响，负载电流难以津青 确控制；②緩启动过程结束后，控制电路即"失效"，当负载特性变 化和电源发生突变时，不能保护设备和抑制EMI干扰。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了 一种新的电源 緩启动装置，以在负载上电过程中将负栽电流与输入控制电压之间 的关系控制成严格的线性关系。根据本专利技术的电源緩启动装置包括功率场效应管，连接在线 性电流控制单元、电流冲企测单元、以及负载单元之间，用于4空制;充 过负载单元的电流的大小；线性电流控制单元，连4妄在功率场效应 管、电流检测单元、以及装置输入端之间，用于根据电流检测单元 的4企测结果，只于功率场岁文应管的4册-源电压进4亍调节；以及电流检 测单元，连4妄在功率场效应管、线性电流控制单元、以及负载单元 之间，用于检测流过负载单元的电流的大小。其中，线性电流控制单元包括输入衰减单元，用于对来自装 置输入端的输入电压进行衰减；差值放大单元，用于对电流检测单 元的输入端和输出端之间的电位差进行放大；以及运算》文大单元， 用于生成用于对功率场效应管的棚--源电压进^f亍调节的调节电压。其中，l命入衰减单元包4舌至少一个电阻。电流冲全测单元为与负 载单元串联的一个或多个电阻。其中，差值放大单元与电流检测单元构成的反馈环节的反馈系 数尺=<^^&￡,其中，G^是差值放大单元的增益，&￡是电流检测 单元的电阻阻值。运算》文大单元与功率场效应管构成的开环传递环 节的传递函数i^Gx Gm，其中，C7是运算放大单元的增益，C^是 功率场效应管的跨导。根据本专利技术的电源緩启动装置的闭环传递函数为G-^-丄.~^~，其中，K是差值放大单元与电流检测单元 w i + a: . //构成的反馈环节的反馈系数，Vin是输入电压，Ibd是流过负载单元的电;充。其中，差值放大单元是误差放大器，运算放大单元是运算放大器。运算放大器的增益大于1E4，功率场效应管的跨导介于35至 100之间。通过本专利技术，可以在负载上电过程中将负载电流与输入控制电 压之间的关系控制成严格的线性关系，并且可以通过对输入控制电 压编程，实现复杂的负载电流緩启动控制。本专利技术能够克服元件制 造偏差、负载特性变化等因素，在应用于不同负载或替换关键元件(如MOSFET)时，无需更改控制电路参数。另夕卜，反々贵的引入在 一定程度上抑制了由负载特性变化和电源突变等引起的浪涌电流， 提高了电源緩启动装置的EMI性能。附图说明此处所说明的附图用来l是供对本专利技术的进一步理解，构成本申 请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并 不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图1是现有的緩启动控制电路的框图；图2是本专利技术的原理框图；图3是本专利技术的闭环控制4莫型图；图4是本专利技术的一种电路实现图；以及图5是本专利技术的使用结果示意图。具体实施方式下面参考附图，详细"i兌明本专利技术的具体实施方式。图2是本专利技术的原理框图。如图2所示，才艮据本专利技术的电源》爰 启动装置包括以下组成部分功率MOSFET、电流;f企测单元、线性 电流4空制单元。其中，电流才企测单元由功率电阻组成；线性电流4空制单元由误差放大器、运算放大器、以及电阻构成的输入衰减网络 构成。图3是本专利技术的闭环控制模型。在图3中，W"表示输入控制 电压；J/c/'"表示衰减后的输入控制电压；&￡表示反馈电压；//。^表 示负载电流；丄表示输入电压衰减系数；//表示控制系统的开环传 递函数；AT表示反々贵系数。G —肠d —丄其中，该闭环控制模型的闭环传递函数为—.1 + M。当《/7>>1时，Gw￡i。即，当环3各增益足够大时，闭环系统的响 应:f又决于反々贵，而几乎与开环特性无关。图4是本专利技术的一种电路实现。在图4中，电流4企测单元由0.02 欧姆的功率电阻组成；线性电流控制单元由误差放大器Al、运算》文 大器A2、以及R3和R4构成的l叙入衰减网络构成。其中，电流枱r 测电阻串联在负载电流回路中，它两端的压降与负载电流成正 比，&￡两端的压降经误差放大器Al放大后得到运算放大器A2的 反相输入电压^=G￡'//^^/^。输入控制电压w"经过电阻R3和 R4构成的衰减网络衰减后，作为运算方文大器A2的同相输入电压 Fc,'w=W"xZ。其中，为了满足黄金头见则(运算方文大器同相输入端电 压等于反相输入端电压)，运算放大器A2调整F77的栅源电压KGS, 以控制的沟道电阻，直到负载电流满足以下条件T/o。J = W"--^-//oac/. = 或 / 促.G￡ ,即实现了控制电压与负载电流的线性关系。其中，电阻R3和R4构成的输入衰减网络的输入电压衰减系凝: L=R4/( R3+R4 );误差》文大器Al和电阻i^构成的反馈环节的反馈 系数《=(^^&￡，其中，Gf20为误差放大器的增益，/^￡=0.02为电流检测电阻；运算放大器A2构成加法器，其与MOSFET构成的 开环传递环节的传递函数/^Gx GW,其中，运算》文大器的增益的 典型值01E4， MOSFET跨导的典型值35〈GA^100。将以上参数的2.500017S>2>2.500006S 典型值代入闭环传递函数，可以得出 Z 。当输入控制电压F w对应的负载电流达到电源系统能够供给的 最大电流// 或负载吸收的电流达到最大值A皿后，如果W"继续 增大，则运算放大器输出正向饱和，运算放大器输出固定为最大电 源电压，使VT1处于完全导通状态，负载緩启动过程结束。对于根据本专利技术的电源緩启动装置，在正常工作过程中，当由 于负载变化或电源变化引起的浪涌电流大于Ww i殳置的最大电流 /腿釘=W"^/d 时，运算放大器A2会通过调节J^s来调节VT1的沟道电阻，以将其电流限制在/M4^SW之内，从而在一定程度上抑制浪涌电流的产生，4是高系统的EMI性能。由于输入电压衰减环节不在反々责回路中，并不影响线性度，因 此，在MOSFET跨导变化范围内，根据本专利技术的电源緩启动装置的 线性度优于(2.500017-2.500006)/2.500006<le-6。所以，负载启动 过程中的电流//。。rf可以由緩启动控制电压K/w精确控制。上面的讨论已经阐述了本专利技术的工作原理，图5给出了它在纟爰启动电i 各中的应用结果。在图5中，分别给出了ilr入控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电源缓启动装置，其特征在于，包括：功率场效应管，连接在线性电流控制单元、电流检测单元、以及负载单元之间，用于控制流过所述负载单元的电流的大小；所述线性电流控制单元，连接在所述功率场效应管、所述电流检测单元、以及装置输入端之间，用于根据所述电流检测单元的检测结果，对所述功率场效应管的栅－－源电压进行调节；以及所述电流检测单元，连接在所述功率场效应管、所述线性电流控制单元、以及所述负载单元之间，用于检测流过所述负载单元的电流的大小。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵刚锋，齐建，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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