本發(fā)明屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種開關(guān)電源浪涌電流抑制電路。

背景技術(shù)：

在航天領(lǐng)域，作為二次電源變換器的dc/dc模塊電源是各航天器最基礎(chǔ)的部件產(chǎn)品，在航天器上起著至關(guān)重要的作用。航天器能源系統(tǒng)主要由一次電源、配電器及二次電源組成。一次電源主要有太陽能電池陣－蓄電池組聯(lián)合電源、化學(xué)電源、核電源等，二次電源就是dc/dc模塊電源。dc/dc模塊電源的功能是衛(wèi)星、飛船等各類航天器在地面測試和在軌運(yùn)行的各階段、將航天器的一次母線電壓變換成星上各分系統(tǒng)及設(shè)備所需電壓，提供星上電子設(shè)備使用。

在dc/dc模塊電源的設(shè)計(jì)中，輸入濾波器是設(shè)計(jì)的主要部分之一。在絕大部分的設(shè)計(jì)中，輸入濾波器的設(shè)計(jì)是電感和電容的結(jié)合，如圖1所示，為了達(dá)到降低emi的目的以及滿足因?yàn)闇囟茸兓仨氝_(dá)到的降額要求，設(shè)計(jì)者通常使用很大的濾波電容。隨著制造工藝的發(fā)展，電容的等效串聯(lián)電阻(esr)越來越小，使得電容在加電瞬間近似短路，有很高的dv/dt。由ic＝c×dv/dt可知，當(dāng)dc/dc變換器和輸入母線電壓連接時(shí)，由于加在濾波電容上的dv/dt很大，將引起很大的瞬時(shí)浪涌電流。這些濾波電容(包括外部電容和寄生電容)的作用相當(dāng)于一根短路線，產(chǎn)生上升斜率很高的瞬時(shí)浪涌電流。

瞬時(shí)浪涌電流尖峰比穩(wěn)態(tài)電流大很多。如果浪涌電流不加以限制，它可能會(huì)燒毀電路中的保險(xiǎn)絲，損壞連接器的管腳，引起輸入母線電壓振蕩，產(chǎn)生很高的dv/dt和di/dt，這種高dv/dt和di/dt還引入了多余的emi噪聲，嚴(yán)重會(huì)危及到航天器的安全。

傳統(tǒng)方法利用大電感或者在輸入線上串聯(lián)電阻來抑制浪涌電流，見圖1。大電感帶來的問題是電源的體積和重量增加，而串聯(lián)電阻造成電源轉(zhuǎn)換效率降低。為了克服串聯(lián)電阻帶來的功率損失，許多設(shè)計(jì)者在電阻兩端并聯(lián)一個(gè)開關(guān)(半導(dǎo)體器件或者是繼電器)。開關(guān)的尺寸和重量依賴于工作電流，而且必須設(shè)計(jì)特定的控制電路來控制開關(guān)的通斷，增加了電路的復(fù)雜度，在一定程度上也降低了電源的可靠性。

目前尚未有一種電路能夠抑制dc/dc變換器在開機(jī)一瞬間輸入母線給濾波電容充電產(chǎn)生的浪涌電流，防止線路中的器件受浪涌電流沖擊而損壞，并且線路簡單、效率高、體積小、重量輕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源浪涌電流抑制電路，能抑制dc/dc變換器在開機(jī)一瞬間輸入母線給濾波電容充電產(chǎn)生的浪涌電流，防止線路中的器件受浪涌電流沖擊而損壞。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：1、一種開關(guān)電源浪涌電流抑制電路，其特征在于，包括p溝道m(xù)os管q1、第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第一穩(wěn)壓二極管d1、第二穩(wěn)壓二極管d2、二極管d3以及n型三極管q2；

p溝道m(xù)os管q1的源極接電源的輸入正線，q1的漏極連接輸出正線，q1的柵極與電阻r3的一端相連；電阻r3的另一端與電源輸入正線之間并聯(lián)電阻r2、電容c1、穩(wěn)壓二極管d1，與地線之間串聯(lián)電阻r4、n型三極管q2、電阻r5；在電源輸入正線與地線之間串上電阻r1、二極管d3、穩(wěn)壓二極管d2；電阻r1與二極管d3相連的一端再與三極管q2的基極相連；電源輸入負(fù)線和輸出負(fù)線均連接地線。

2、如權(quán)利要求1所述的一種開關(guān)電源浪涌電流抑制電路，其特征在于，通過調(diào)節(jié)第二穩(wěn)壓二極管d2的穩(wěn)壓值vz2和r5的阻值以調(diào)節(jié)恒定充電電流的大小。

通過調(diào)節(jié)第一穩(wěn)壓二管d1的穩(wěn)壓值來設(shè)定p溝mos管q1的最大柵源電壓。

有益效果：

1、本發(fā)明中在輸入正線上加裝一個(gè)mos管，該mos管相當(dāng)于一個(gè)電子開關(guān)，通過控制p溝mos管的柵極電壓，讓mos管緩慢導(dǎo)通，達(dá)到抑制浪涌電流的目的。

2、本發(fā)明中用穩(wěn)壓二管穩(wěn)壓的方式設(shè)定p溝mos管最大柵源電壓，保護(hù)過壓對(duì)mos管的損傷。

3、本發(fā)明中用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的方式設(shè)定恒流電阻的基準(zhǔn)電壓,q2的基極電壓為穩(wěn)壓二極管d2的電壓vz2加上二極管d3正向?qū)〞r(shí)的電壓vd2,由于三極管q2導(dǎo)通時(shí)vbe電壓等同為一個(gè)正向?qū)ǘO管電壓，所以r5上的電壓vr5＝vz2。因此，即使輸入電壓在寬范圍變化時(shí)，r5上的電壓始終為一恒定值，只要r5的阻值也是恒定，那么充電電流也就是恒定的。也就是調(diào)節(jié)vz2和r5就可以調(diào)節(jié)恒定充電電流的大小。

4、本發(fā)明中由恒定的充電電流給延時(shí)電容c1進(jìn)行充電，延時(shí)電容的電壓不斷往上升，直至上升到由穩(wěn)壓二極管控制d1的最大柵源電壓為止。在此過程中，p溝mos管隨之緩慢導(dǎo)通，達(dá)到抑制浪涌電流的目的。

5、本發(fā)明中通過設(shè)定電容c1的電容值和電阻r5的電阻值能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)c1處充電電流的穩(wěn)定控制。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有浪涌電流抑制電路；

圖2為本發(fā)明的浪涌電流抑制電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1、本發(fā)明是通過采用一支p溝型mos管外加少量周邊器件構(gòu)成，其具體電路見附圖2所示，p溝mos管q1的s極(源極)接輸入正線；q1的柵極與電阻r3的一端相連；電阻r3的另一端與輸入正線之間并聯(lián)電阻r2、電容c1、穩(wěn)壓二極管d1，與輸入地線之間串聯(lián)電阻r4、n型三極管q2、電阻r5；在輸入正線與輸入地線之間串上電阻r1、二極管d3、穩(wěn)壓二極管d2；電阻r1與二極管d3相連的一端再與三極管q2的基極相連；電源輸入負(fù)線和輸出負(fù)線均連接地線。

r1、r2、r5為分壓作用，將輸入電壓進(jìn)行分壓。

其中元器件q1和r3相當(dāng)于一個(gè)電子開關(guān)，通過控制p溝mos管的柵極電壓，讓mos管緩慢導(dǎo)通，達(dá)到抑制浪涌電流的目的。

元器件d1和r2實(shí)現(xiàn)對(duì)p溝mos管最大柵源電壓的設(shè)定，用穩(wěn)壓二管穩(wěn)壓的方式設(shè)定p溝mos管最大柵源電壓，保護(hù)過壓對(duì)mos管的損傷。元器件r1、d3、d2、q2、r5以及r4實(shí)現(xiàn)恒定充電電流設(shè)定，用穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓的方式設(shè)定恒流電阻的基準(zhǔn)電壓,q2的基極電壓為穩(wěn)壓二極管d2的電壓vz2加上二極管d3正向?qū)〞r(shí)的電壓vd2,由于三極管q2導(dǎo)通時(shí)vbe電壓等同為一個(gè)正向?qū)ǘO管電壓，所以r5上的電壓vr5＝vz2。因此，即使輸入電壓在寬范圍變化時(shí)，r5上的電壓始終為一恒定值，只要r5的阻值也是恒定，那么充電電流也就是恒定的。也就是調(diào)節(jié)vz2和r5就可以調(diào)節(jié)恒定充電電流的大小。

元器件c1為延時(shí)電容，由恒定的充電電流給延時(shí)電容c1進(jìn)行充電，延時(shí)電容的電壓不斷往上升，直至上升到由穩(wěn)壓二極管控制d1的最大柵源電壓為止。在此過程中，p溝mos管隨之緩慢導(dǎo)通，達(dá)到抑制浪涌電流的目的。

通過設(shè)定電容c1的電容值和電阻r5的電阻值能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)c1處充電電流的穩(wěn)定控制。

本發(fā)明是一種適應(yīng)用于寬范圍輸入電壓的浪涌電流抑制電路，可以應(yīng)用到任何需要限制浪涌電流的dc/dc變換器中或其它電子設(shè)備中。浪涌抑制制效果可以通過調(diào)節(jié)充電電流及延時(shí)電容的大小來進(jìn)行設(shè)定。用本發(fā)明研發(fā)的厚膜混合集成dc/dc模塊電源產(chǎn)品已通過國軍標(biāo)的各項(xiàng)考核要求，可直接應(yīng)用于神舟飛船、衛(wèi)星系列、空間電子設(shè)備、軍用電子裝備及通訊與民用電子設(shè)備等領(lǐng)域。

綜上，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。