一种高压输入的浪涌电流抑制电路

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。