一种自举式预充电缓启动充电电路制造技术

本发明专利技术涉及一种自举式预充电缓启动电路，包括预充电电路、延时电路和基于MOS管控制的缓启动充电电路，在高压电源与大容量容性负载CL之间设置防止过流冲击的缓启动电路，当高压电源接入电路并输出电压时，该电路将通过预充电电路为CL充电，同时通过延时电路为自举电容充电，通过自举电容的电压控制MOS管的导通，利用MOS管的开关作用控制回路电流大小，同时通过控制该自举电容的充电时间达到缓启动的目的，起到防止电路过流损坏电源的作用。本发明专利技术同传统现有的缓启动电路相比具有，自主、简单、发热量小等特点，能够大幅提高供电系统稳定性和可靠性。

A slow start charging circuit of bootstrap precharge

【技术实现步骤摘要】
一种自举式预充电缓启动充电电路
本专利技术属于电路设计
，涉及一种自举式预充电缓启动充电电路，特别适用于高压电源供电匹配大容量容性负载时使用。
技术介绍
现阶段电动力技术发展迅速，很多集成驱动控制装置均由高压动力电池提供能源，其负载有如推进电动机，仪表用电组件等，在系统按时序工作时，为防止用电组件之间相互串扰，多数负载输入端均使用大容量电容进行滤波处理，通过继电器或开关切换装置按时序接入高压电池能源，由于电容阻抗特性影响，在上电瞬间处于短路状态，用电回路会产生瞬间高峰值电流(即“浪涌电流”)，该峰值电流脉宽虽较窄，但峰值比稳态电流大数十倍，导致前级继电器晶体管过流击穿，或开关切换装置由于过流产生局部高温，致使触点局部材料融化且在分离前迅速冷却，进而导致开关切换装置触点发生粘接现象，无法按时序切断供电，同时可能导致并联用电组件出现瞬时亏电现象，从而出现影响产品稳定、可靠工作的情况，造成灾难性后果。为防止电源切换时由于大容量负载瞬时过流现象导致继电器或开关切换装置损坏或出现亏电现象，目前采用电阻预充电方式实现电路保护功能，利用电阻R与大容量电容C形成RC充电电路，实现电容C缓慢充电，当电容C电压与输入端电压近似相等时，通过低导通电阻继电器旁路电阻R，实现电容C预先充电防过流保护的作用，电路开始正常工作。电阻预充电防过流冲击电路具有结构形式简单、元器件少的显著特点，但是也存在以下诸多缺点：a)需要增加一级旁路开关，开关器件触点寿命次数影响产品可靠性；b)旁路开关控制端需软件驱动控制，相关控制信号的抗干扰、防误动设计需考虑并通过相关考核，增加软硬件设计复杂度和依赖性；c)旁路开关断开时无放电回路导致后级电路的反电势可能损坏回路器件。因此对旁路开关寿命次数、可靠性设计提出了较高要求，且成为产品供电环节中的一个关键点。必然导致在产品选型时出现费效比较高、范围较窄等各种困难。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种新的自举式预充电缓启动电路，以实现高压电源供电匹配大容量容性负载时防浪涌过流影响，从而大幅提高供电系统稳定性和可靠性。技术方案一种自举式预充电缓启动充电电路，其特征在于包括电阻预充电电路、基于三极管的延时电路和基于MOS管控制的缓启动电路；所述的电阻预充电电路包括电阻R7和大容量负载电容CL，其作用在于为大容量负载电容CL充电；具体连接为：电阻R7一端接大容量负载电容CL负极，一端接电源地GND，大容量负载电容CL正极接电源正极；大容量负载电容CL的容值大于220μF；所述的基于三极管控制的延时电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1和三极管Q1，其作用在于为自举电容充电并控制延时时间；具体连接为：电阻R1一端接电源正极+Vcc，另一端接电容C1，电容C1另一端电阻R2和R3，电阻R2另一端接电源地GND，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接三极管Q1集电极，三极管Q1的发射极接电源地GND；所述的基于MOS管控制的缓启动电路包括电阻R4、R5和R6，稳压二极管D1，MOS管Q2和自举电容CG，其作用在于为控制MOS管导通，旁路电阻R7降低回路阻抗，具体连接为：电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接自举电容CG、稳压二极管D1的负极、电阻R5和R6，自举电容CG另一端、稳压二极管D1的正极和电阻R5另一端均接电源地GND，电阻R6另一端接MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极接电源地GND，漏极接大容量负载电容CL的负极。一种自举式预充电缓启动充电电路，其特征在于包括电阻预充电电路、基于三极管的延时电路和基于MOS管控制的缓启动电路；所述的电阻预充电电路包括电阻R7和大容量负载电容CL，其作用在于为大容量负载电容CL充电；具体连接为：电阻R7一端接大容量负载电容CL正极，一端接电源正极+Vcc，大容量负载电容CL负极接电源地GND；大容量负载电容CL的容值大于220μF；所述的基于三极管控制的延时电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1和三极管Q1，其作用在于为自举电容充电并控制延时时间；具体连接为：电阻R1一端接电源正极+Vcc，另一端接电容C1，电容C1另一端电阻R2和R3，电阻R2另一端接电源地GND，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，电阻R4一端接电源地GND，另一端接三极管Q1发射极，三极管Q1的集电极接电源正极+Vcc；所述的基于MOS管控制的缓启动电路包括电阻R4、R5和R6，稳压二极管D1，MOS管Q2和自举电容CG，其作用在于为控制MOS管导通，旁路电阻R7降低回路阻抗，具体连接为：电阻R4一端接电源电源地GND，另一端接自举电容CG、稳压二极管D1的正极、电阻R5和R6，自举电容CG另一端、稳压二极管D1的负极和电阻R5另一端均接电源正极+Vcc，电阻R6另一端接MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极接电源正极+Vcc，漏极接大容量负载电容CL的正极。有益效果本专利技术提出的一种自举式预充电缓启动充电电路，包括预充电电路、延时电路和基于MOS管控制的缓启动充电电路，在高压电源与大容量容性负载CL之间设置防止过流冲击的缓启动电路，当高压电源接入电路并输出电压时，该电路将通过预充电电路为CL充电，同时通过延时电路为自举电容充电，通过自举电容的电压控制MOS管的导通，利用MOS管的开关作用控制回路电流大小，同时通过控制该自举电容的充电时间达到缓启动的目的，起到防止电路过流损坏电源的作用。本专利技术能够消除现有高压电源匹配大容量容性负载产品中防过流冲击电路的缺陷和不足，从而实现降低设计复杂度，提高供电系统工作稳定性和可靠性的根本目的。同传统现有的缓启动电路相比具有，自主、简单、发热量小等特点，能够大幅提高供电系统稳定性和可靠性。附图说明图1一种自举式预充电缓启动电路示意图(N沟道)图2一种自举式预充电缓启动电路示意图(P沟道)具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术提出的一种自举式预充电缓启动充电电路，包括串联在回路中的电阻预充电电路，基于三极管控制的延时电路，基于mos管控制的缓启动充电电路。通过电路中串联小阻值功率电阻R和回路中大容量容性负载CL构成一级充电电路，在上电初期形成RC充电回路，起到限流防抖动作用。利用三极管基极控制端实现三极管导通控制mos管栅源极电压，通过三极管导通旁路MOS管栅极电容CG，达到mos管延时导通的目的。利用mos管导通阻抗低、驱动简单的特点作为旁路开关，当三极管截止时其栅极控制端电压通过输入源对自举电容充电，当UGS>UGS(th)时mos管导通，预充电电阻被旁路，系统开始稳定工作。如图1所示，一种自举式预充电缓启动充电电路，包括电阻预充电电路、基于三极管的延时电路和基于mos管控制的缓启动电路。电阻预充电电路包括电阻R7和大容量负载电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自举式预充电缓启动充电电路，其特征在于包括电阻预充电电路、基于三极管的延时电路和基于MOS管控制的缓启动电路；/n所述的电阻预充电电路包括电阻R7和大容量负载电容CL，其作用在于为大容量负载电容CL充电；具体连接为：电阻R7一端接大容量负载电容CL负极，一端接电源地GND，大容量负载电容CL正极接电源正极；大容量负载电容CL的容值大于220μF；/n所述的基于三极管控制的延时电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1和三极管Q1，其作用在于为自举电容充电并控制延时时间；具体连接为：电阻R1一端接电源正极+Vcc，另一端接电容C1，电容C1另一端电阻R2和R3，电阻R2另一端接电源地GND，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接三极管Q1集电极，三极管Q1的发射极接电源地GND；/n所述的基于MOS管控制的缓启动电路包括电阻R4、R5和R6，稳压二极管D1，MOS管Q2和自举电容CG，其作用在于为控制MOS管导通，旁路电阻R7降低回路阻抗，具体连接为：电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接自举电容CG、稳压二极管D1的负极、电阻R5和R6，自举电容CG另一端、稳压二极管D1的正极和电阻R5另一端均接电源地GND，电阻R6另一端接MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极接电源地GND，漏极接大容量负载电容CL的负极。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自举式预充电缓启动充电电路，其特征在于包括电阻预充电电路、基于三极管的延时电路和基于MOS管控制的缓启动电路；
所述的电阻预充电电路包括电阻R7和大容量负载电容CL，其作用在于为大容量负载电容CL充电；具体连接为：电阻R7一端接大容量负载电容CL负极，一端接电源地GND，大容量负载电容CL正极接电源正极；大容量负载电容CL的容值大于220μF；
所述的基于三极管控制的延时电路包括电阻R1、R2、R3、R4，电容C1和三极管Q1，其作用在于为自举电容充电并控制延时时间；具体连接为：电阻R1一端接电源正极+Vcc，另一端接电容C1，电容C1另一端电阻R2和R3，电阻R2另一端接电源地GND，电阻R3另一端接三极管Q1的基极，电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接三极管Q1集电极，三极管Q1的发射极接电源地GND；
所述的基于MOS管控制的缓启动电路包括电阻R4、R5和R6，稳压二极管D1，MOS管Q2和自举电容CG，其作用在于为控制MOS管导通，旁路电阻R7降低回路阻抗，具体连接为：电阻R4一端接电源正极+Vcc，另一端接自举电容CG、稳压二极管D1的负极、电阻R5和R6，自举电容CG另一端、稳压二极管D1的正极和电阻R5另一端均接电源地GND，电阻R6另一端接MOS管Q2栅极，MOS管Q2的源极接电源地GND，漏极接大容量负载电容CL的负极。

【专利技术属性】
技术研发人员：潘进，杨进候，汪洋，王贵奇，亢凯，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零五研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61