一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，涉及电路保护领域，其技术方案要点是包括用于对市电整流滤波并输出直流供电电压的电压输出模块、接收处理直流供电电压以抑制电路产生瞬间大电流的浪涌抑制模块、用于控制浪涌抑制模块工作与否的NTC开关模块、用于采样PFC模块输入电压并输出相应的PFC电压取样信号的PFC电压取样模块、用于输出交流取样信号的交流电整流取样模块、以及用于接收PFC电压取样信号和预设电压信号和交流取样信号并控制PFC模块工作与否和浪涌抑制模块短路与否的控制模块。其技术效果是既能保证在启动时电路依靠NTC抑制浪涌电流，又能确保不会长时间内有大电流流过NTC热敏电阻，确保NTC在启动时不会损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路
本专利技术涉及电路保护领域，特别涉及一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路。
技术介绍
200W~2000W功率等级的AC/DC开关电源往往带有功率因素校正模块（PFC模块），功率因素校正模块中有一个几百微法的高压电容。该电解电容的存在使得开关电源在启动瞬间，会有一个非常大的输入浪涌电流流过输入熔断器、整流器、滤波器、PFC模块，可能造成这些半导体器件不可恢复的损坏。因此这些AC/DC开关电源常采用如图1所示的输入浪涌电流抑制电路。即常采用继电器和负温度系数热敏电阻NTC并联的方法来抑制浪涌电流。启动时依靠负温度系数热敏电阻NTC抑制浪涌电流，启动后经过一定延时后继电器闭合，短路掉NTC电阻以减低功耗。这种电路继电器的闭合和断开的时序控制尤为重要，即继电器线圈的触发电路的时序控制尤为重要。若继电器线圈的触发电路的时序设计不当，极易在交流电网瞬变、重复启动等状态下造成NTC热敏电阻长时间存在过大的电流应力，从而损坏NTC热敏电阻。传统的继电器线圈的触发电路往往只监测交流输入电压，上电时，经过一定延时后触发继电器闭合。存在继电器关断时间无法控制的问题，部分电源触发继电器闭合的时间往往和后面PFC模块、DCDC转换模块工作的时间相同，使得NTC热敏电阻存在长时间流过大电流的情况，及其危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，其既能保证在启动时电路依靠负温度系数热敏电阻NTC抑制浪涌电流，又能确保在启动时不会存在长时间内有大电流流过NTC热敏电阻，确保NTC热敏电阻在启动时不会损坏失效。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，包括：电压输出模块，用于对市电整流滤波，并输出直流供电电压；浪涌抑制模块，包括连于电压输出模块的NTC，用于抑制经过PFC模块的浪涌电流；交流电整流取样模块，用于整流市电，并取样输出交流取样信号；控制模块，包括冷启动电路和PFC开关元件，所述冷启动电路包括用于输出预设电压信号的预设电压输出源、冷启动信号比较单元、第一延时单元、以及第二延时单元，所述第一延时单元和第二延时单元均连于冷启动信号比较单元，且所述第一延时单元的延时低于第二延时单元；所述冷启动信号比较单元连于预设电压输出源和交流电整流取样模块，并基于预设电压信号和交流取样信号的相对大小触发第一延时单元输出NTC第一开关信号，且触发第二延时单元输出PFC第一开关信号；所述PFC开关元件连于第二延时单元，并基于PFC第一开关信号输出用于控制PFC模块工作或关闭的PFC开关控制信号；NTC开关模块，连于浪涌控制模块，包括连于控制模块的使能端，并基于NTC第一开关信号短路浪涌抑制模块。通过采用上述技术方案，交流电网上电时，电源启动，电压输出模块对市电进行整流滤波，并输出直流供电电压，直流供电电压经过浪涌抑制模块，由于NTC在具有负温度系数的特性，在刚启动时阻值最大，使得电路的整体负载变高，从而有效抑制浪涌电流的产生。预设电压输出源输出预设电压信号，交流电整流取样模块输出交流取样信号，冷启动信号比较单元接收预设电压信号和交流取样信号并进行比较，并基于比较结果控制第一延时单元输出NTC第一开关信号，还触发第二延时单元输出PFC第一开关信号。NTC第一开关信号用于控制浪涌控制模块从电路中短路与否，PFC第一开关信号用于控制PFC模块工作或关闭。由于第一延时单元的延时低于第二延时单元，因此NTC第一开关信号先发出，PFC第一开关信号后发出。PFC模块中的电解电容在第一延时单元触发前进行充电，其通过的电流大小随着充电的进行逐渐降低，直至第一延时单元触发NTC第一开关信号，将浪涌抑制模块从电路中短路出去，这段期间，既能抑制启动时的浪涌电流，又能避免后级负载电路加入后长期通过大电流而导致发热损坏。一段时间后，第二延时单元触发PFC第一开关信号，PFC第一开关信号控制PFC模块开始工作，PFC模块中的电解电容继续充电至额定工作电压值。这样设计浪涌控制单元和PFC模块的启动时序，既能保证在启动时电路依靠负温度系数热敏电阻NTC抑制浪涌电流，又能确保在启动时不会存在长时间内有大电流流过NTC热敏电阻，确保NTC热敏电阻在启动时不会损坏失效。进一步设置：所述冷启动信号比较单元基于预设电压信号和交流取样信号的相对大小输出冷启动比较信号；所述第一延时单元包括第一定时器，基于冷启动比较信号输出所述NTC第一开关信号；所述第二延时单元包括第二定时器，所述第二定时器的延时高于第一定时器，所述第二延时单元基于冷启动比较信号输出所述PFC第一开关信号。通过采用上述技术方案，定时器具有在接收到触发信号后延时输出信号的特点，第一定时器和第二定时器能够方便地调节某个电子元件的参数来调节延时时间。进一步设置：所述NTC开关模块包括并联于浪涌抑制模块的可控开关、以及用于控制可控开关通断的NTC延时电容；所述可控开关包括所述使能端，基于NTC第一开关信号短路浪涌抑制模块；所述NTC延时电容连于使能端和地线之间；所述PFC开关元件为连于第二延时单元输出端和地线之间的PFC延时电容，并基于PFC延时电容的两端的电压输出所述PFC开关控制信号；所述冷启动控制电路还包括：第一放电单元，包括连于冷启动信号比较单元输出端的第一启动端、以及连于可控开关使能端的输入端，所述第一放电单元基于冷启动比较信号控制NTC延时电容掉电；第二放电单元，包括连于冷启动信号比较单元输出端的第二启动端、以及连于PFC延时电容的输入端，所述第二放电单元基于冷启动比较信号控制PFC延时电容掉电。通过采用上述技术方案，浪涌抑制模块的两端通过可控开关相互连接，当可控开关打开时，浪涌抑制模块被短路，从而保护NTC。NTC延时电容由于并联于可控开关的使能端和地线之间，当NTC延时电容处于带电状态时，可控开关会一直处于触发连通状态。当该抑制电路与市电断开连接时，交流取样信号消失，此时冷启动信号比较单元输出相应的冷启动比较信号，该冷启动比较信号控制第一放电单元打开，以使得NTC延时电容掉电。NTC延时电容持续掉电，直至其两端的电压不足以打开可控开关，此时可控开关断开，浪涌抑制模块重新开始工作。PFC延时电容连于第二延时单元输出端和地线之间，当PFC开关元件接收到PFC第一开关信号时，PFC延时电容被PFC第一开关信号持续充电，PFC延时电容两端的电压值即为PFC开关控制信号，当PFC延时电容两端的电压超过阈值时，PFC模块将被触发并持续工作。当抑制电路与市电断开连接时，交流取样信号消失，此时冷启动信号比较单元输出相应的冷启动比较信号，该冷启动比较信号控制第二放电单元打开，以使得PFC延时电容发生掉电。PFC延时电容持续掉电，直至其两端的电压低于阈值，此时PFC模块停止工作。在电路设计中，人们可以通过控制NTC延时电容的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，其特征在于，包括：/n电压输出模块(1)，用于对市电整流滤波，并输出直流供电电压；/n浪涌抑制模块(2)，包括连于电压输出模块(1)的NTC，用于抑制经过PFC模块的浪涌电流；/n交流电整流取样模块(3)，用于整流市电，并取样输出交流取样信号；/n控制模块(7)，包括冷启动电路(71)和PFC开关元件(73)，所述冷启动电路(71)包括用于输出预设电压信号的预设电压输出源、冷启动信号比较单元(711)、第一延时单元(712)、以及第二延时单元(713)，所述第一延时单元(712)和第二延时单元(713)均连于冷启动信号比较单元(711)，且所述第一延时单元(712)的延时低于第二延时单元(713)；所述冷启动信号比较单元(711)连于预设电压输出源和交流电整流取样模块(3)，并基于预设电压信号和交流取样信号的相对大小触发第一延时单元(712)输出NTC第一开关信号，且触发第二延时单元(713)输出PFC第一开关信号；所述PFC开关元件(73)连于第二延时单元(713)，并基于PFC第一开关信号输出用于控制PFC模块(5)工作或关闭的PFC开关控制信号；/nNTC开关模块(4)，连于浪涌控制模块(7)，包括连于控制模块(7)的使能端，并基于NTC第一开关信号短路浪涌抑制模块(2)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，其特征在于，包括：
电压输出模块(1)，用于对市电整流滤波，并输出直流供电电压；
浪涌抑制模块(2)，包括连于电压输出模块(1)的NTC，用于抑制经过PFC模块的浪涌电流；
交流电整流取样模块(3)，用于整流市电，并取样输出交流取样信号；
控制模块(7)，包括冷启动电路(71)和PFC开关元件(73)，所述冷启动电路(71)包括用于输出预设电压信号的预设电压输出源、冷启动信号比较单元(711)、第一延时单元(712)、以及第二延时单元(713)，所述第一延时单元(712)和第二延时单元(713)均连于冷启动信号比较单元(711)，且所述第一延时单元(712)的延时低于第二延时单元(713)；所述冷启动信号比较单元(711)连于预设电压输出源和交流电整流取样模块(3)，并基于预设电压信号和交流取样信号的相对大小触发第一延时单元(712)输出NTC第一开关信号，且触发第二延时单元(713)输出PFC第一开关信号；所述PFC开关元件(73)连于第二延时单元(713)，并基于PFC第一开关信号输出用于控制PFC模块(5)工作或关闭的PFC开关控制信号；
NTC开关模块(4)，连于浪涌控制模块(7)，包括连于控制模块(7)的使能端，并基于NTC第一开关信号短路浪涌抑制模块(2)。


2.根据权利要求1所述的带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，其特征在于，
所述冷启动信号比较单元(711)基于预设电压信号和交流取样信号的相对大小输出冷启动比较信号；
所述第一延时单元(712)包括第一定时器，基于冷启动比较信号输出所述NTC第一开关信号；
所述第二延时单元(713)包括第二定时器，所述第二定时器的延时高于第一定时器，所述第二延时单元(713)基于冷启动比较信号输出所述PFC第一开关信号。


3.根据权利要求1所述的带功率因素校正模块的电源输入浪涌电流抑制电路，其特征在于，
所述NTC开关模块(4)包括并联于浪涌抑制模块(2)的可控开关(41)、以及用于控制可控开关(41)通断的NTC延时电容；所述可控开关(41)包括所述使能端，基于NTC第一开关信号短路浪涌抑制模块(2)；所述NTC延时电容连于使能端和地线之间；
所述PFC开关元件(73)为连于第二延时单元(713)输出端和地线之间的PFC延时电容，并基于PFC延时电容的两端的电压输出所述PFC开关控制信号；
所述冷启动控制电路还包括：
第一放电单元(714)，包括连于冷启动信号比较单元(711)输出端的第一启动端、以及连于可控开关(41)使能端的输入端，所述第一放电单元(714)基于冷启动比较信号控制NTC延时电容掉电；
第二放电单元(715)，包括连于冷启动信号比较单元(711)输出端的第二启动端、以及连于PFC延时电容的输入端，所述第二放电单元(715)基于冷启动比较信号控制PFC延时电容掉电。


4.根据权利要求3所述的带功...

【专利技术属性】
技术研发人员：余石友，胡晓君，吴新荣，
申请(专利权)人：深圳华德电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44