CN113629990A - 一种带开关的电源软启动电路和电源模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种带开关的电源软启动电路和电源模块，其中所述带开关的电源软启动电路包括储能电容单元、开关管、机械开关、三极管、稳压管和第一电容；电源的一路输出连接所述开关管的S极，所述开关管的D极与所述储能电容单元连接；所述电源的另一路输出通过所述机械开关分别与所述储能电容单元和所述第一电容连接；所述第一电容的一端通过所述稳压管与所述三极管的基极连接，所述第一电容的另一端与所述三极管的发射极连接；所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述开关管的G极连接。上述带开关的电源软启动电路不仅可以实现软启动功能，还具备对该软启动功能的可控性，可增强电源电路的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电源电路技术领域，更具体而言，涉及一种带开关的电源软启动电路和包含该带开关的电源软启动电路的电源模块。
背景技术
现有的软启动电路就是用于电源启动时，减少浪涌电流，使输出电压缓慢上升，减小对输入电源的影响。然而目前的这些软启动电路的功能还不够完善，例如软启动过程不可控，当输入或输出出现故障时，无法断开两者联系，会产生安全问题。
因此，有必要提供一种新的技术方案以解决现有软启动电路启动过程不可控的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种带开关的电源软启动电路和电源模块，以解决现有软启动电路启动过程不可控的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种带开关的电源软启动电路，包括储能电容单元、开关管、机械开关、三极管、稳压管和第一电容；电源的一路输出连接所述开关管的S极，所述开关管的D极与所述储能电容单元连接；所述电源的另一路输出通过所述机械开关分别与所述储能电容单元和所述第一电容连接；所述第一电容的一端通过所述稳压管与所述三极管的基极连接，所述第一电容的另一端与所述三极管的发射极连接；所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述开关管的G极连接。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关与所述第一电容的公共端和所述储能电容单元之间的二极管，所述二极管的负极与所述储能电容单元连接。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关与所述电源之间的第一电阻、以及与所述第一电阻并联的第二电阻。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括第二电容和与所述第二电容串联的第三电阻，所述第二电容与所述开关管的S极连接，所述第三电阻与所述开关管的D极连接。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括依次连接的第三电容、第四电阻和第五电阻，所述第三电容、所述第四电阻、所述第五电阻、所述机械开关、所述二极管、所述第三电阻和所述第二电容依次连接形成滤波回路。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述开关管的G极和所述三极管的集电极之间的第六电阻。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述开关管的G极连接，所述第七电阻的另一端与所述开关管的S极连接。
优选的，所述带开关的电源软启动电路还包括第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第十电阻与所述第一电容并联，所述第一电容、所述第八电阻、所述稳压管、所述第九电阻依次连接形成环形电路。
优选的，所述储能电容单元包括并联连接的第四电容、第五电容和第六电容，所述带开关的电源软启动电路还包括与所述储能电容单元并联的第七电容，所述第七电容用于滤波。
为了进一步实现上述目的，本发明第二方面提供了一种电源模块，所述电源模块包含上述任一实施例所述的带开关的电源软启动电路。
与现有技术相比，本发明提供的带开关的电源软启动电路主要包括储能电容单元、开关管、机械开关、三极管、稳压管和第一电容，其中，电源、开关管和储能电容单元共同形成正常工作模式下的主充电回路，电源、机械开关和储能电容单元共同形成初始工作模式下的预充电回路。接通电源后，当合上机械开关，预充电回路导通，进入初始工作模式，电源的一路输出经过机械开关对储能电容单元和第一电容充电，当第一电容两端的电压超过阈值电压时，三极管导通，进而导通开关管，使得主充电回路导通，进入正常工作模式，实现软启动功能；同时该机械开关还可以实现对该软启动功能的控制，获得可控性，可以增强电源电路的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例带开关的电源软启动电路的结构原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示，本发明实施例提供了一种带开关的电源软启动电路，该带开关的电源软启动电路主要包括储能电容单元、开关管Q1、机械开关S1、三极管Q2、稳压管D2和第一电容C8。所述储能电容单元为后级***提供能量供给，所述储能电容单元包括并联连接的第四电容C3、第五电容C4和第六电容C5。
具体的，电源的一路输出连接所述开关管Q1的S极(对应3脚)，所述开关管Q1的D极(对应2脚)与所述储能电容单元连接，所述电源、所述开关管Q1和所述储能电容单元共同形成正常工作模式下的主充电回路。所述电源的另一路输出通过所述机械开关S1与所述储能电容单元连接，所述电源、所述机械开关S1和所述储能电容单元共同形成初始工作模式下的预充电回路。
具体的，所述电源的另一路输出还通过所述机械开关S1与所述第一电容C8连接，所述第一电容C8的一端通过所述稳压管D2与所述三极管Q2的基极连接，所述第一电容C8的另一端与所述三极管Q2的发射极连接，所述稳压管D2决定了软启动的电压阈值；所述三极管Q2的发射极接地，所述三极管Q2的集电极与所述开关管Q1的G极(对应1脚)连接，形成所述开关管Q1的开关信号电路。
当J1接上输入后，当合上所述机械开关S1，进入初始工作模式，电源的一路输出经过所述机械开关S1对所述储能电容单元和所述第一电容C8充电。当所述第一电容C8两端的电压超过阈值电压(对应于所述稳压管D2的稳压值)时，所述三极管Q2的基极与发射极导通，使得所述开关管Q1和所述三极管Q2之间形成回路，进而导通所述开关管Q1，此时主充电回路导通，进入正常工作模式，实现软启动功能。同时所述机械开关S1还可以实现对该软启动功能的控制，获得可控性，可以增强电源电路的安全性。
可选的，对该机械开关S1的控制方式可以设置为自动控制、或者外部力量控制或者两种控制方式任意切换等，因此拥有良好的适应性。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关S1与所述第一电容C8的公共端和所述储能电容单元之间的二极管D1，所述二极管D1的负极与所述储能电容单元连接。所述二极管D1用于防止后级***工作时产生电压，并经过所述稳压管D2误导通所述三极管Q2，进而误导通所述开关管Q1，使得主充电回路误导通。优选的，所述二极管D1为肖特基二极管。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关S1与所述电源之间的第一电阻R4、以及与所述第一电阻R4并联的第二电阻R3。所述第二电阻R3和所述第一电阻R4用于限制预充电回路中的电流大小。当主充电回路导通后，由于主充电回路的阻抗远远小于预充电回路，因此，大部分电流从主充电回路输送至所述储能电容单元，电源效率提高，小部分电流将继续从该预充电回路输送至所述储能电容单元，共同对所述储能电容单元中的电容进行充电。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括与所述储能电容单元并联的第七电容C6，所述第七电容C6具有滤波作用。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括第二电容C1和与所述第二电容C1串联的第三电阻R1，所述第二电容C1与所述开关管Q1的S极连接，所述第三电阻R1与所述开关管Q1的D极连接。所述第二电容C1和所述第三电阻R1并联至所述开关管Q1的S极和D极上，与所述二极管D1和所述机械开关S1形成回路，既能防止所述开关管Q1被误导通，还能防止输入端J1热插拔时引起的高频干扰问题，增强整个电路***稳定性。
可选的，所述开关管Q1为MOS管，所述开关管Q1的型号为IRFR5305TRPBF。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括依次连接的第三电容C7、第四电阻R8和第五电阻R6。所述第三电容C7、所述第四电阻R8、所述第五电阻R6、所述机械开关S1、所述二极管D1、所述第三电阻R1和所述第二电容C1依次连接形成高频滤波回路，防止输入端J1热插拔时引起的高频干扰问题。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述开关管Q1的G极和所述三极管Q2的集电极之间的第六电阻R5，所述第六电阻R5的阻值决定了所述开关管Q1的导通速度。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括第七电阻R2，所述第七电阻R2的一端与所述开关管Q1的G极连接，所述第七电阻R2的另一端与所述开关管Q1的S极连接。所述第七电阻R2的阻值在回路中承担的分压用来限制所述开关管Q1的G极与S极之间的电压。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括第八电阻R7、第九电阻R9和第十电阻R10，所述第十电阻R10与所述第一电容C8并联，所述第九电阻R9的一端与所述三极管Q2和所述稳压管D2的公共端连接，所述第一电容C8、所述第八电阻R7、所述稳压管D2、所述第九电阻R9依次连接形成环形电路，如图1中所示。
进一步的，所述带开关的电源软启动电路还包括与所述第七电阻R2并联的第八电容C2。所述第八电容C2可以防止开关管Q1在输入端J1热插拔时被高频电压击穿损坏。
本发明另一方面还提供了一种电源模块，所述电源模块包括上述任一实施例所述的带开关的电源软启动电路，因而具备较高的使用安全性。可选的，所述电源模块可以为用于低压驱动器的电源模块，所述低压驱动器例如伺服驱动器。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种带开关的电源软启动电路，其特征在于，包括储能电容单元、开关管、机械开关、三极管、稳压管和第一电容；电源的一路输出连接所述开关管的S极，所述开关管的D极与所述储能电容单元连接；所述电源的另一路输出通过所述机械开关分别与所述储能电容单元和所述第一电容连接；所述第一电容的一端通过所述稳压管与所述三极管的基极连接，所述第一电容的另一端与所述三极管的发射极连接；所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极与所述开关管的G极连接。
2.根据权利要求1所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关与所述第一电容的公共端和所述储能电容单元之间的二极管，所述二极管的负极与所述储能电容单元连接。
3.根据权利要求2所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述机械开关与所述电源之间的第一电阻、以及与所述第一电阻并联的第二电阻。
4.根据权利要求2所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括第二电容和与所述第二电容串联的第三电阻，所述第二电容与所述开关管的S极连接，所述第三电阻与所述开关管的D极连接。
5.根据权利要求4所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括依次连接的第三电容、第四电阻和第五电阻，所述第三电容、所述第四电阻、所述第五电阻、所述机械开关、所述二极管、所述第三电阻和所述第二电容依次连接形成滤波回路。
6.根据权利要求1所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括设于所述开关管的G极和所述三极管的集电极之间的第六电阻。
7.根据权利要求1所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括第七电阻，所述第七电阻的一端与所述开关管的G极连接，所述第七电阻的另一端与所述开关管的S极连接。
8.根据权利要求1所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述带开关的电源软启动电路还包括第八电阻、第九电阻和第十电阻，所述第十电阻与所述第一电容并联，所述第一电容、所述第八电阻、所述稳压管、所述第九电阻依次连接形成环形电路。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的带开关的电源软启动电路，其特征在于，所述储能电容单元包括并联连接的第四电容、第五电容和第六电容，所述带开关的电源软启动电路还包括与所述储能电容单元并联的第七电容，所述第七电容用于滤波。
10.一种电源模块，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的带开关的电源软启动电路。
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