CN102651605A - 防止上电瞬间大电流冲击的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止上电瞬间大电流冲击的方法，包括以下步骤：步骤1、提供整流模块、上电延时控制模块、滤波电容及场效应管；步骤2、接通整流模块的电源，经整流模块整流后，得到直流电压供给上电延时控制模块；步骤3、所述上电延时控制模块缓慢充电，并输出控制电平给场效应管的栅极，所述场效应管栅极上的电压缓慢升高；步骤4、当场效应管栅极上的电压升到一定值时，场效应管由关断缓慢转为导通，此过程中滤波电容缓慢充电，从而限制了上电瞬间的大电流冲击，上电完成后负载主功能电路也进入了正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种保护电路，尤其涉及一种防止上电瞬间大电流冲击保护方法。
背景技术
如图1所示，在一般桥式整流电路中，都有一个较大容量的电解电容E，在接通电源的瞬间，由于这个电容E上的初始电压为零，就相当于电容是一种“短路”状态，这时在电路上就会产生一个很大的瞬间冲击电流，可达几十安以上。这样就会对电网以及电网上的其它用电设备产生一个很大的冲击和影响，对自身的电流回路上的电子元件也会产生很大的影响，有可能出现对器件产生损伤的隐患。
所以，一般会在电路回路里面串接一个限流电阻R，来限制上电瞬间可能产生的冲击电流，如图2所示，同时在上电完成以后，又用一只继电器J来短路这个限流电阻R，从而解除由于这个限流电阻R带来的其它负面影响。该继电器J及限流电阻R就会增加电路功耗等，这就会造成能源浪费，而且继电器J触点接触时会产生火花，使用寿命相对降低，存在一定安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防止上电瞬间大电流冲击的方法，采用场效应管作为限制电路上电瞬间大电流冲击的一种保护器件，简化电路，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，且驱动场效应管所需功率低，节省能源。
为实现上述目的，本发明提供一种防止上电瞬间大电流冲击的方法，包括以下步骤：
步骤1、提供整流模块、上电延时控制模块、滤波电容及场效应管，所述上电延时控制模块电性连接于整流模块，所述场效应管的栅极电性连接于所述上电延时控制模块，所述场效应管的源极电性连接于所述整流模块，所述滤波电容阳极电性连接于整流模块，所述滤波电容阴极电性连接于所述场效应管的漏极；
步骤2、接通整流模块的电源，经整流模块整流后，得到直流电压供给上电延时控制模块；
步骤3、所述上电延时控制模块缓慢充电，并输出控制电平给场效应管的栅极，所述场效应管栅极上的电压缓慢升高；
步骤4、当场效应管栅极上的电压升到一定值时，场效应管由关断缓慢转为导通，此过程中滤波电容缓慢充电，从而限制了上电瞬间的大电流冲击，上电完成后负载主功能电路也进入了正常工作。
所述步骤3中，上电延时控制模块处理该直流电压，该上电延时控制模块输出电压缓慢上升，并输出至场效应管的栅极。
所述上电延时控制模块输出电压上升时间为0.5-5秒。
所述步骤4中，所述场效应管栅极电压由低到高缓慢变化，场效应管则由完全关断缓慢变化到完全导通，致使滤波电容缓慢充电，从而限制上电瞬间大电流冲击的发生。
所述整流模块为桥式整流电路。
本发明的有益效果：本发明提供的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其采用无触点的半导体器件场效应管，替代现有限流电阻加继电器的上电保护电路方案，利用RC元件延时控制，控制场效应管栅极的电压缓慢升高，从而控制场效应管缓慢导通，实现了滤波电容缓慢充电，简化了电路，节省器件，场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，提高安全性，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有常规的整流滤波电路图；
图2为现有加限流电阻和继电器保护的电路图；
图3为本发明防止上电瞬间大电流冲击的方法的流程示意图；
图4为本发明防止上电瞬间大电流冲击的方法的电路模块图；
图5为本发明防止上电瞬间大电流冲击的方法的一较佳实施例的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3至5，本发明提供一种防止上电瞬间大电流冲击的方法，其包括以下步骤：
步骤1、提供整流模块10、上电延时控制模块20、滤波电容E1及场效应管Q1，所述上电延时控制模块20电性连接于整流模块10，所述场效应管Q1的栅极G电性连接于所述上电延时控制模块20，所述场效应管Q1的源极S电性连接于所述整流模块10，所述滤波电容E1阳极电性连接于整流模块10，所述滤波电容E1阴极电性连接于所述场效应管Q1的漏极D；
电路中负载主功能电路30电性连接于场效应管Q1的漏极D与整流模块1。
本实施例中，所述上电延时控制模块20包括：二极管D1、稳压管ZD1、第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3，所述第三电阻R3与第二电容C2串联后与所述第二电阻R2、稳压管ZD1及第一电容C1并联，所述二极管D1的阴极电性连接于稳压管ZD1的阳极，所述二极管D1的阳极通过第一电阻R1电性连接于整流模块10，所述稳压管ZD1的阴极电性连接于整流模块10。
所述整流模块10为由4个二极管构成的桥式整流电路，所述稳压管ZD1的击穿电压小于场效应管Q1栅极G的最高电压，优选为15V。
步骤2、接通整流模块10的电源，经整流模块10整流后，得到直流电压供给上电延时控制模块20；
接通整流模块10电源瞬间，此时第一电容C1两端电压V1及第二电容C2两端电压V2均还来不及上升，V1和V2均为0V，场效应管Q1的栅极G处于0V控制下，场效应管Q1处于完全关断状态，此时滤波电容E1没有电流流过。
步骤3、所述上电延时控制模块20缓慢充电，并输出控制电平给场效应管Q1的栅极G，所述场效应管Q1栅极G上的电压缓慢升高；
所述上电延时控制模块20缓慢充电，其输出电压也缓慢上升，上升时间为0.5-5秒。
本实施例中，随着第一电容C1的充电，其两端的电压V1会缓慢上升，由于第三电阻R3和第二电容C2的阻容作用，第二电容C2两端的电压V2会以更慢的速度上升，输出给场效应管Q1栅极G的控制电平也缓慢上升。
步骤4、当场效应管Q1栅极G上的电压升到一定值时，场效应管Q1由关断缓慢转为导通，此过程中滤波电容E1缓慢充电，从而限制了上电瞬间的大电流冲击，上电完成后负载主功能电路30也进入了正常工作。
随着第二电容C2的充电，其两端电压V2缓慢上升，当上升到15V时，场效应管Q1由关断状态缓慢转为完全导通状态，负载主功能电路30导通正常工作，在此过程中，滤波电容E1的电流I会由0A逐步缓慢上升，然后又逐步缓慢下降，最后进入一种稳态电流(所述滤波电容E1最后进入一个稳态电流，取决于负载电流)，从而避免了上电瞬间滤波电容E1上出现大电流冲击情况的发生。
所述第二电容C2两端的电压最后升到15V取决于该稳压管ZD1的击穿电压。通过调节第一电容C1及第二电容C2的大小，可以调节电路延时驱动的延时时长。
在整个上述过程中，电流经由电网输入端经过整流模块10、滤波电容E1、场效应管Q1，再流回到整流模块10，然后流回电网。由于场效应管Q1的存在，滤波电容E1上的电流就会受到场效应管Q1的控制，实现了缓慢充电，避免了大电流冲击的情况发生。
综上所述，本发明提供的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其采用无触点的半导体器件场效应管，替代现有限流电阻加继电器的上电保护电路方案，利用RC元件延时控制，控制场效应管栅极的电压缓慢升高，从而控制场效应管缓慢导通，实现了滤波电容缓慢充电，简化了电路，节省器件，场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，提高安全性，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种防止上电瞬间大电流冲击的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、提供整流模块、上电延时控制模块、滤波电容及场效应管，所述上电延时控制模块电性连接于整流模块，所述场效应管的栅极电性连接于所述上电延时控制模块，所述场效应管的源极电性连接于所述整流模块，所述滤波电容阳极电性连接于整流模块，所述滤波电容阴极电性连接于所述场效应管的漏极；
步骤2、接通整流模块的电源，经整流模块整流后，得到直流电压供给上电延时控制模块；
步骤3、所述上电延时控制模块缓慢充电，并输出控制电平给场效应管的栅极，所述场效应管栅极上的电压缓慢升高；
步骤4、当场效应管栅极上的电压升到一定值时，场效应管由关断缓慢转为导通，此过程中滤波电容缓慢充电，从而限制了上电瞬间的大电流冲击，上电完成后负载主功能电路也进入了正常工作。
2.如权利要求1所述的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其特征在于，所述步骤3中，上电延时控制模块处理该直流电压，该上电延时控制模块输出电压缓慢上升，并输出至场效应管的栅极。
3.如权利要求2所述的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其特征在于，所述上电延时控制模块输出电压上升时间为0.5-5秒。
4.如权利要求1所述的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其特征在于，所述步骤4中，所述场效应管栅极电压由低到高缓慢变化，场效应管则由完全关断缓慢变化到完全导通，致使滤波电容缓慢充电，从而限制上电瞬间大电流冲击的发生。
5.如权利要求1所述的防止上电瞬间大电流冲击的方法，其特征在于，所述整流模块为桥式整流电路。
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