一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路制造技术

本发明专利技术涉及电源开关技术领域，公开了一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路，其技术方案包括：开机预充电模块，用于电源开关电路开启时上电预充，防止容性负载大导致的过流或者短路情况；稳态载流模块，用于实现预充到阈值电压后，硬件自动实现闭合，实现稳态载流，以及当发生过流或者短路时，硬件的关断保护；关断模块，用于实现电源开关的关断

【技术实现步骤摘要】
一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路


[0001]本专利技术涉及电源开关
，尤其涉及一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路
。

技术介绍

[0002]为做好电费精准计量包干落地工作，中国铁塔公司在对各省精准计量需求充分调研的基础上，于
2023 年组织编制了智能直流计量及控制设备的技术标准
。
为满足其直流电能计量
、
通断控制
、
无线数据回传
、
显示和按键等功能，需要一种智能直流计量及控制设备
。
[0003]为满足实际情况的需要，该智能直流计量及控制设备需要一种更加稳定和安全的电源开关电路
。
作为设备开关电路，市场常用的一种电源开关电路（参照专利文献
CN100527576C
）具有电源通断控制，并且具有抑制容性负载接通时冲击电流的功能
。
[0004]该专利文献记载的专利技术的电源开关电路通过以下方法来达成上述目的：被连接在电源和负载之间，进行导通
/
截止动作，从而完成该电源对该负载的供给
/
供给停止工作
。
导通电阻大的
MOS
晶体管和导通电阻小的
MOS
晶体管被并联连接，在电源接通时，将所述导通电阻大的
MOS
晶体管导通后，在经过规定时间后，使所述导通电阻小的
MOS
晶体管导通
。
[0005]但是，该方案存在以下问题：
1、
该专利技术利用导通阻抗大的
MOS
管实现预充电，当容性负载较大或者电压比较高时，充电时间会较长，需要导通阻抗大的
MOS
功率会非常大，体积也会很大，并且
MOS
会存在发热严重问题
。2、
电源开关电路后级根据负载情况不同，需要设置的不同的开启时间，需要另外的电路来进行主
MOS
管投入时间的控制，兼容性较差
。3、
该方案没有进行输出的短路保护，当输出存在短路情况时，会存在
MOS
管烧坏问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路
。
通过预充电回路的电阻实现限流；输出存在短路后，电源开关电路会实现硬件的过流关断，保证
MOS
管的安全性
。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路，包括：
[0009]开机预充电模块，用于电源开关电路开启时上电预充，防止容性负载大导致的过流或者短路情况
。
[0010]稳态载流模块，用于实现预充到阈值电压后，硬件自动实现闭合，实现稳态载流，以及当发生过流或者短路时，硬件的关断保护；
[0011]关断模块，用于实现电源开关的主动关断
。
[0012]所述开机预充电模块，包括第一电阻
R1、
第二电阻
R2、
第三电阻
R3、
第四电阻
R4、
第十二电阻
R12、
第一电容
C1、
第二电容
C2、
第一信号
NMOS
管
VT1、
第一载流
PMOS
管
VT2。
[0013]所述第二电阻
R2
与第一电容
C1
并联，并联后一端与第一信号
NMOS
管
VT1
的源极一同接地，另一端与第一电阻
R1
一同接第一信号
NMOS
管
VT1
的栅极；电阻
R1
的另一端接
MCU
端
的控制信号
POWER_ON
；所述第三电阻一端接第一信号
NMOS
管
VT1
的漏极，另一端接第一载流
PMOS
管
VT2
的栅极；第四电阻与第二电容并联，并联后一端接第一信号
NMOS
管
VT1
的漏极，另一端与第一载流
PMOS
管
VT2
的源极一同接电源
Vin
，第一载流
PMOS
管
VT2
的漏极与第十二电阻
R12
的一端连接
。
[0014]所述稳态载流模块，包括第五电阻
R5、
第六电阻
R6、
第七电阻
R7、
第八电阻
R8、
第九电阻
R9
，第三电容
C3
，第二载流
PMOS
管
VT3
，第二信号
NMOS
管
VT4
，电压监控芯片
U1。
[0015]所述第十二电阻
R12
的一端与第二载流
PMOS
管
VT3
的漏极连接，第二载流
PMOS
管
VT3
的源极电源
Vin
，第三电容
C3
与第五电阻
R5
并联在第二载流
PMOS
管
VT3
的源极与栅极之间
。
[0016]所述第二载流
PMOS
管
VT3
的栅极通过第七电阻
R7
与第二信号
NMOS
管
VT4
的漏极连接，第二信号
NMOS
管
VT4
的源极接地，第六电阻
R6
接在第二信号
NMOS
管
VT4
的源极与栅极之间
。
[0017]所述第八电阻
R8
与第九电阻
R9
串联，第八电阻
R8
的另一端接第二载流
PMOS
管
VT3
的漏极，第九电阻
R9
的另一端接地；电压监控芯片
U1
的一端接在第八电阻
R8
与第九电阻
R9
之间，另一端接第二信号
NMOS
管
VT4
的栅极
。
[0018]所述关断模块，包括第十电阻
R10、
第十一电阻
R11、
第三信号
NMOS
管
VT5。
[0019]第三信号
NMOS
管
VT5<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路，其特征在于，包括：开机预充电模块，用于电源开关电路开启时上电预充，防止容性负载大导致的过流或者短路情况；稳态载流模块，用于实现预充到阈值电压后，硬件自动实现闭合，实现稳态载流，以及当发生过流或者短路时，硬件的关断保护；关断模块，用于实现电源开关的主动关断
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路，其特征在于，所述开机预充电模块，包括第一电阻
R1、
第二电阻
R2、
第三电阻
R3、
第四电阻
R4、
第十二电阻
R12、
第一电容
C1、
第二电容
C2、
第一信号
NMOS
管
VT1、
第一载流
PMOS
管
VT2
；所述第二电阻
R2
与第一电容
C1
并联，并联后一端与第一信号
NMOS
管
VT1
的源极一同接地，另一端与第一电阻
R1
一同接第一信号
NMOS
管
VT1
的栅极；电阻
R1
的另一端接
MCU
端的控制信号
POWER_ON
；所述第三电阻一端接第一信号
NMOS
管
VT1
的漏极，另一端接第一载流
PMOS
管
VT2
的栅极；第四电阻与第二电容并联，并联后一端接第一信号
NMOS
管
VT1
的漏极，另一端与第一载流
PMOS
管
VT2
的源极一同接电源
Vin
，第一载流
PMOS
管
VT2
的漏极与第十二电阻
R12
的一端连接
。3.
根据权利要求1所述的一种应用于智能直流计量及控制设备的电源开关电路，其特征在于，所述稳态载流模块，包括第五电阻
R5、
第六电阻
R6、
第七电阻
R7、
第八电阻
R8、
第九电阻
R9
，第三电容
C3
，第二载流
PMOS
管
VT3
，第二信号
NMOS
管
VT4
，电压监控芯片
U1
；所述第十二电阻
R12
的一端与第二载流
PMOS
管
VT3
的漏极连接，第二载流
PMOS
管
VT3
的源极电源
Vin
，第三电容
C3
与第五电阻
R5
并联在第二载流
PMOS
管
VT3
的源极与栅极之间；所述第二载流
PMOS
管
VT3
的栅极通过第七电阻
R7
与第二信号
NM...

【专利技术属性】
技术研发人员：王潇，徐松，付继保，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：