一种高压输入的浪涌电流抑制电路
文献发布时间:2023-06-19 11:17:41
技术领域
本发明涉及浪涌抑制技术领域,特别涉及一种高压输入的浪涌电流抑制电路。
背景技术
现有的浪涌电流抑制电路,为功率电阻或者热敏电阻。上电时通过功率电阻或热敏电阻给输入电容充电,待电容电量到一定电压值或者到上电延时时间,开关管开通,使功率电阻或热敏电阻两侧短路。起到上电时浪涌电流抑制作用。
现有的浪涌电流抑制电路,输入电压在宽范围变化时,尤其是高压输入,浪涌电流大小随着电压的升高而升高,在宽温度范围工作时,浪涌电流抑制一致性差,不能精确的控制浪涌电流。导致该问题的原因是功率电阻和热敏电阻的特性所致。
发明内容
本发明提供一种高压输入的浪涌电流抑制电路,通过负反馈电路控制主回路MOS管的导通深度来抑制浪涌电流,从而精确的控制浪涌电流。
本发明提供了一种高压输入的浪涌电流抑制电路,包括:N型MOS管VT1,电容C1和电阻R2;
N型MOS管VT1的漏极连接输入电源,N型MOS管VT1的源极连接输出端,电容C1的一端连接N型MOS管VT1的源极,电容C1的另一端连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接地;
还包括负反馈电路,负反馈电路一端连接电阻R2,另一端连接N型MOS管VT1的栅极,用于控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制。
所述负反馈电路包括:采样放大电路、比较电路和光耦电路;
采样放大电路,用于对电阻R2两端的电压进行采样并放大得到电压V1;
比较电路,用于将电压V1与参考电压V2进行比较;
光耦电路,根据比较电路的输出信号控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制。
所述采样放大电路包括:电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和运放U1A,电阻R3的一端、电阻R4的一端和电阻R5的一端均连接运放U1A的正相输入端,电阻R3的另一端接地,电阻R4的另一端和运放U1A均连接电源VCC,电阻R5的另一端连接电阻R2,电阻R6的一端连接运放U1A的反相输入端,电阻R6的另一端接地,电阻R7连接在运放U1A的输出端和反相输入端之间,运放U1A的输出端连接比较电路。
所述比较电路包括:比较器U1B,比较器U1B的反相输入端连接电压V1,且通过电阻R8连接运放U1A的输出端,比较器U1B的正相输入端连接参考电压V2,比较器U1B的反相输入端与输出端之间依次连接有电阻R12和电容C2,比较器U1B的输出端通过电阻R19连接光耦电路的输入端。
所述光耦电路包括:光耦U2、电阻R20、电阻R21和二极管D1,光耦U2连接电源VCC,电阻R19连接光耦U2的原边,光耦U2的副边与电阻R21并联,电阻R21一端连接N型MOS管VT1的源极,电阻R21另一端连接电阻R20的一端,电阻R20的另一端连接二极管D1的阴极,二极管D1的阳极通过电阻R1连接N型MOS管VT1的栅极。
还包括电源切换电路;所述电源切换电路包括:电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、N型MOS管VT2和N型MOS管VT3,电阻R13的一端连接控制信号KZ,电阻R13的另一端连接N型MOS管VT2的栅极,电阻R14连接在N型MOS管VT2的栅极和源极之间,N型MOS管VT2的源极接地,电阻R15的一端连接N型MOS管VT2的漏极,电阻R15的另一端连接电阻R16的一端同时连接电源VCC,电阻R16的另一端输出参考电压V2,电阻R18连接在N型MOS管VT2的源极和漏极之间,电阻R18连接在N型MOS管VT3的栅极和源极之间,N型MOS管VT3的源极接地,N型MOS管VT3的源极通过电容C3连接光耦U2的原边,N型MOS管VT3的漏极通过电阻R17连接电阻R16的另一端同时连接运放U1B的正相输入端。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明通过负反馈电路控制主回路MOS管的导通深度来抑制浪涌电流,从而精确的控制浪涌电流。
本发明通过采样放大电路对电阻R2两端的电压进行采样并放大得到V1,通过比较电路将电压V1与参考电压V2进行比较;根据比较电路的输出信号通过光耦电路控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制,解决了输入电压范围宽、工作温度范围宽而导致浪涌电流一致性差的问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种高压输入的浪涌电流抑制电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图1,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示,本发明实施例提供的一种高压输入的浪涌电流抑制电路,包括:N型MOS管VT1,电容C1和电阻R2;
N型MOS管VT1的漏极连接输入电源,N型MOS管VT1的源极连接输出端,电容C1的一端连接N型MOS管VT1的源极,电容C1的另一端连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端接地;
还包括负反馈电路,负反馈电路一端连接电阻R2,另一端连接N型MOS管VT1的栅极,用于控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制。
所述负反馈电路包括:采样放大电路、比较电路和光耦电路;
采样放大电路,用于对电阻R2两端的电压进行采样并放大得到电压V1;
比较电路,用于将电压V1与参考电压V2进行比较;
光耦电路,根据比较电路的输出信号控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制。
所述采样放大电路包括:电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和运放U1A,电阻R3的一端、电阻R4的一端和电阻R5的一端均连接运放U1A的正相输入端,电阻R3的另一端接地,电阻R4的另一端和运放U1A均连接电源VCC,电阻R5的另一端连接电阻R2,电阻R6的一端连接运放U1A的反相输入端,电阻R6的另一端接地,电阻R7连接在运放U1A的输出端和反相输入端之间,运放U1A的输出端连接比较电路。
所述比较电路包括:比较器U1B,比较器U1B的反相输入端连接电压V1,且通过电阻R8连接运放U1A的输出端,比较器U1B的正相输入端连接参考电压V2,比较器U1B的反相输入端与输出端之间依次连接有电阻R12和电容C2,比较器U1B的输出端通过电阻R19连接光耦电路的输入端。
所述光耦电路包括:光耦U2、电阻R20、电阻R21和二极管D1,光耦U2连接电源VCC,电阻R19连接光耦U2的原边,光耦U2的副边与电阻R21并联,电阻R21一端连接N型MOS管VT1的源极,电阻R21另一端连接电阻R20的一端,电阻R20的另一端连接二极管D1的阴极,二极管D1的阳极通过电阻R1连接N型MOS管VT1的栅极。
还包括电源切换电路;所述电源切换电路包括:电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、N型MOS管VT2和N型MOS管VT3,电阻R13的一端连接控制信号KZ,电阻R13的另一端连接N型MOS管VT2的栅极,电阻R14连接在N型MOS管VT2的栅极和源极之间,N型MOS管VT2的源极接地,电阻R15的一端连接N型MOS管VT2的漏极,电阻R15的另一端连接电阻R16的一端同时连接电源VCC,电阻R16的另一端输出参考电压V2,电阻R18连接在N型MOS管VT2的源极和漏极之间,电阻R18连接在N型MOS管VT3的栅极和源极之间,N型MOS管VT3的源极接地,N型MOS管VT3的源极通过电容C3连接光耦U2的原边,N型MOS管VT3的漏极通过电阻R17连接电阻R16的另一端同时连接运放U1B的正相输入端。
如图1电路图所示,与现有技术相比,主回路中N型MOS管VT1工作在线性区域,控制N型MOS管VT1的导通深度来抑制浪涌电流,设置了浪涌电流的最大值,可以精确的控制浪涌电流。
具体的,本发明主回路中有N型MOS管VT1,输出端电容C1,以及电阻R2。电阻R3-R7以及运放U1A对电阻R2两端的电压进行采样并放大得到V1。电阻R16和R17分压产生一个参考电压V2。电压V1和V2通过运放U1B进行比较,运放U1B输出端经过电阻R19连接光耦U2原边,光耦U2副边连接的电阻R20、R21、二极管D1,再通过电阻R1连接到主回路N型MOS管VT1的驱动脚。电阻R13-R18及N型MOS管VT2、VT3组成切换电路。
工作原理:由于电容C1容量较大,当没有浪涌电流抑制电路时,上电前C1两端电压为0V,突然加电时,输入侧的冲击电流很大,因此设计了浪涌电流抑制电路。
N型MOS管VT1工作在线性区域,控制N型MOS管VT1的导通深度改变N型MOS管VT1的阻值,来调整浪涌电流的大小。运放U1A、U1B、光耦U2、N型MOS管VT1等器件组成负反馈电路,对电阻R2进行电流采样放大得到电压V1,与参考电压V2通过运放UIB进行比较,控制光耦U2,光耦U2可以控制主回路N型MOS管VT1的导通深度。且浪涌电流的大小可以通过电阻R16、R17进行精确设置。
电阻R13-R18及N型MOS管VT2、VT3为切换电路,电源刚启动时,控制信号KZ为低电平,V2电压为电阻R16、R17的分压,设置的浪涌电流抑制点较小。当电容C1充电基本完成时,通过压降检测电路检测到N型MOS管VT1两端电压压降小于一定范围时,使控制信号KZ切换成高电平,V2=VCC,此时电路切换到大电流模式。
切换电路是通过一个KZ信号改变V2的电压,控制电源工作在小电流模式和大电流模式。电源启动的时候在小电流模式工作,启动完成后就切换到大电流模式了。
本发明不仅可以用于高压输入,低压输入电源同样适用。
本发明是通过运放U1A、U1B、光耦U2、N型MOS管VT1以及电阻等其他器件的配合使用,可以精确的抑制浪涌电流。
本发明涉及浪涌电流抑制电路,是直流高压电源的一部分。直流电源输入端有较大的电容时,当直流输入突加,会产生较大的浪涌电流,本发明用于抑制直流高压输入的上电冲击电流。本发明可以使电源符合GJB181A-2003中对输入电流的相关要求,并起到保护电源和前端设备的作用。
本发明通过控制主回路MOS管的导通深度来抑制浪涌电流,设置了浪涌电流的最大值,可以精确的控制浪涌电流。解决了输入电压范围宽、工作温度范围宽而导致浪涌电流一致性差的问题。
本发明通过负反馈电路控制主回路MOS管的导通深度来抑制浪涌电流,从而精确的控制浪涌电流。
本发明通过采样放大电路对电阻R2两端的电压进行采样并放大得到V1,通过比较电路将电压V1与参考电压V2进行比较;根据比较电路的输出信号通过光耦电路控制N型MOS管VT1的导通深度,从而对浪涌电流进行精确控制,解决了输入电压范围宽、工作温度范围宽而导致浪涌电流一致性差的问题。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
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