用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构，该电路拓扑结构设于电源的电源输入电路中的供电电源与输入滤波储能电容之间。该电路拓扑结构包括电容慢充快放电路、切换电压比较电路和时序开关电路，电容慢充快放电路的正、负连接端分别与供电电源的正、负输出端连接，电容慢充快放电路的输出端经由切换电压比较电路与时序开关电路的控制端连接，时序开关电路的两个连接端分别与供电电源的负输出端、输入滤波储能电容的负极端连接。本实用新型专利技术对电源实现了精确控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的目的，解决了在电源频繁开关机工况下对供电电源及电源本身的损伤问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构，属于电源领域。
技术介绍
电源、办公设备及家用电器等在上电时电源输入端都会产生较大的启动冲击电流。现在通用的解决方案是在电源输入端加NTC热敏电阻，该解决方案在常温时可降低单次开机的启动冲击电流，但是，由于热敏电阻的参数离散性及固有的时间常数制约，启动冲 击电流和启动时间很难准确估算，再者，热敏电阻的残余电阻较大，在运行中消耗不小的功率会导致温升较高，也潜藏着可靠性的隐患，尤其频繁开关机时基本丧失限流功能，导致电源、设备等因启动冲击电流过大而损坏。 另一方面，目前要求电源能有尽可能大的电源维持时间Tc(当电源输入端掉电后，继续维持输出标称功率的时间称为电源维持时间)，在电源维持时间内，电源输出消耗的能量Wp= f VITc，其中，V是电源输出电压，I是电源输出电流，可见Wp ~ Tc。电源维持时间内的电源输出消耗的能量是靠电源输入端储能电容储存的能量提供的，储能电容储存的能量Wc= (CV2)/2，而Wp Wc，由此，若需要延长电源维持时间Tc，则必须增大电源输入端储能电容的电容值C，而增大电源输入端储能电容的电容值C就必然引起电源启动时较大的电源冲击电流Ic。Ic=Cdu/dt - (I)从上式(I)中可以看出，电容值C越大，电源冲击电流Ic就越大。而且，从热敏电阻的电源冲击电流公式(I)看到，电源冲击电流的电流值在相同的输入电压条件下，将变得很大且不易精确计算。由此可见，电源输入端电容的电容值C、启动冲击电流Ic、电源维持时间Tc三者密切相关。电源设计者的任务就是将三者通过电路拓扑结构的调整，做出科学的契合，显然单纯的应用热敏电阻满足不了上述要求，必须另辟捷径解决这一难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构，该电路拓扑结构可精确控制电源启动冲击电流以及延长电源维持时间。为了实现上述目的，本技术采用了以下技术方案—种用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构，该电路拓扑结构设置在电源的电源输入电路中的供电电源与输入滤波储能电容之间，其特征在于该电路拓扑结构包括电容慢充快放电路、切换电压比较电路和时序开关电路，其中该电容慢充快放电路的正、负连接端分别与该供电电源的正、负输出端连接，该电容慢充快放电路的输出端经由该切换电压比较电路与该时序开关电路的控制端连接，该时序开关电路的两个连接端分别与该供电电源的负输出端、输入滤波储能电容的负极端连接。所述电容慢充快放电路包括充放电容、快放电阻、慢充电阻和二极管，其中该快放电阻的两端分别与所述供电电源的正、负输出端连接，该二极管与该充放电容串联后连接在所述供电电源的正、负输出端之间，该二极管的负极与所述供电电源的正输出端连接，该充放电容的负极端与该供电电源的负输出端连接，该慢充电阻与该二极管并联连接。所述时序开关电路包括MOSFET管和切换电阻，该切换电阻的两端分别与该MOSFET管的源极、漏极连接，该MOSFET管的栅极、源极、漏极分别与所述切换电压比较电路的输出端、所述供电电源的负输出端、所述输入滤波储能电容的负极端连接。所述MOSFET管的栅极与源极之间连接有一个电阻。所述MOSFET管的漏极与源极之间连接有一个稳压二极管。所述切换电压比较电路为一个稳压二极管或一个电压比较器。所述充放电容的正、负极端之间连接有限压用稳压二极管。所述限压用稳压二极·管的两端之间连接有二极管。本技术的优点是本技术为应用于电源的电源输入电路中的电路拓扑结构，成本低，可靠性高，高效节能。本技术利用充放电容Cl充电电路与放电电路的不同，控制充放电容Cl的充电时间(慢)和放电时间(快)，且采用MOSFET管Ql与切换电阻R2相并联的结构设计，严格控制MOSFET管Ql的导通关断时序，将电源输入电路中的电容能量、电源启动冲击电流、电源维持时间三者有机地揉成一体，对电源实现了既精确控制电源启动冲击电流(启动冲击功率)，又延长电源维持时间，解决了在电源频繁开关机工况下对供电电源及电源本身的损伤问题。附图说明图I是本技术的组成方框示意图；图2是本技术的第一实施例的电路连接图；图3是本技术的第二实施例的电路连接图。具体实施方式如图I所示，本技术用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构100设置在电源的电源输入电路中的供电电源200与输入滤波储能电容C2之间，图I只画出了电源输入电路部分，而电源输出电路部分未画出。在实际应用时，供电电源200与电路拓扑结构100之间还可设有滤波器300，例如EMI滤波器。如图1，该电路拓扑结构100包括电容慢充快放电路101、切换电压比较电路102和时序开关电路103，其中该电容慢充快放电路101的正、负连接端分别与该供电电源200的正、负输出端连接，该电容慢充快放电路101的输出端经由该切换电压比较电路102与该时序开关电路103的控制端连接，该时序开关电路103的两个连接端分别与该供电电源200的负输出端、输入滤波储能电容C2的负极端连接。如图2和图3，该电容慢充快放电路101包括充放电容Cl、快放电阻R0、慢充电阻Rl和二极管D1，其中该快放电阻RO的两端分别与供电电源200的正、负输出端连接，该二极管Dl与该充放电容Cl串联后连接在供电电源200的正、负输出端之间，该二极管Dl的负极与供电电源200的正输出端连接，该充放电容Cl的负极端与该供电电源200的负输出端连接，该慢充电阻Rl与该二极管Dl并联连接，即该慢充电阻Rl的两端分别与该二极管Dl的正、负极连接，该充放电容Cl的正极端引出一根导线，作为该电容慢充快放电路101的输出端。如图2和图3，该时序开关电路103包括MOSFET管Ql和切换电阻R2，该切换电阻R2的两端分别与该MOSFET管Ql的源极、漏极连接，该MOSFET管Ql的栅极、源极、漏极分别与切换电压比较电路102的输出端、供电电源200的负输出端、输入滤波储能电容C2的负极端连接。该MOSFET管Ql的栅极与源极之间连接有一个电阻R3。该MOSFET管Ql的漏极与源极之间连接有一个稳压二极管DZ1，稳压二极管DZl的目的是为了提高电路的防浪涌能力，保护MOSFET管Ql不受损伤。在实际设计时，切换电压比较电路102为一个稳压二极管DZ3或一个电压比较器1021。·如图2，该稳压二极管DZ3的负极端与该充放电容Cl的正极端连接，该稳压二极管DZ3的正极端与该MOSFET管Ql的栅极连接。如图3，该充放电容Cl的正极端与该电压比较器1021的参考电压输入端(比较器UlA的8脚)连接，该电压比较器1021的输出端与该MOSFET管Ql的栅极连接。如图2和图3，为了使MOSFET管Ql栅极电压稳定在一个较合理、安全的开通电压范围内，充放电容Cl的正、负极端之间连接有限压用稳压二极管DZ2。另外，限压用稳压二极管DZ2的两端之间连接有二极管D2，二极管D2的目的是为了提高电路的防浪涌能力，保护限压用稳压二极管DZ2不受损伤。本技术的原理为供电电源200开始供电，对于本技术来说，其输入端刚上电时，MOSFET管Ql处于关断状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电源启动冲击电流、延长电源维持时间的电路拓扑结构，该电路拓扑结构设置在电源的电源输入电路中的供电电源与输入滤波储能电容之间，其特征在于：该电路拓扑结构包括电容慢充快放电路、切换电压比较电路和时序开关电路，其中：该电容慢充快放电路的正、负连接端分别与该供电电源的正、负输出端连接，该电容慢充快放电路的输出端经由该切换电压比较电路与该时序开关电路的控制端连接，该时序开关电路的两个连接端分别与该供电电源的负输出端、输入滤波储能电容的负极端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李浩旭，
申请(专利权)人：北京星原丰泰电子技术股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：