CN114189139B - 一种缓启动电路、供电***及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓启动电路、供电***及电子设备,属于电子设备技术领域。该缓启动电路包括:主回路开关模块、主回路开关控制模块、缓启动电流控制模块和缓启动回路开关模块;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源开启的高电平时,先闭合缓启动回路开关,恒流对负载电路预供电,从而次级电压越来越高,当次级电压达到预设电压阈值时,闭合主回路开关,此时供电***完全打开,给负载电路供电;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源关闭的低电平时,主回路开关和缓启动开关都会被快速关闭。从而能够有效地防止上电瞬间因电流过大而引起供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种缓启动电路、供电***及电子设备。
背景技术
在电子设备中,由于负载电路的电容较多,如果电子设备的供电***直接给负载电路上电可能会导致供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。亟需一种缓启动电路解决方案。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种缓启动电路、供电***及电子设备,以解决目前在电子设备中,由于负载电路的电容较多,如果电子设备的供电***直接给负载电路上电可能会导致供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏的技术问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
根据本发明实施例的一个方面,提供一种缓启动电路,应用于供电***,该缓启动电路包括:主回路开关模块、主回路开关控制模块、缓启动电流控制模块和缓启动回路开关模块;
所述主回路开关模块包括主回路开关单元和次级电压反馈单元;所述主回路开关单元的电源输入端与供电***的电源连接、所述主回路开关单元的电源输出端分别与所述次级电压反馈单元的输入端和负载电路连接、所述主回路开关单元的输入控制端与所述主回路开关控制模块的输出端连接,用于在所述主回路开关控制模块的控制下开启或者关闭所述供电***的电源;所述次级电压反馈单元的输出端与所述主回路开关控制模块的第一输入端连接,用于将次级电压反馈到所述主回路开关控制模块;
所述主回路开关控制模块的第二输入端与供电***开关控制信号连接,用于在所述供电***开关控制信号的控制下,当所述次级电压达到预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块开启,当所述次级电压没有达到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块关闭;
所述缓启动电流控制模块的输入端与所述供电***开关控制信号连接、所述缓启动电流控制模块的输出端与所述缓启动回路开关模块的输入端连接,用于根据所述供电***开关控制信号控制所述缓启动回路开关模块开启或者关闭;
所述缓启动回路开关模块包括恒流控制单元和缓启动回路开关单元;所述恒流控制单元分别与所述供电***的电源和所述缓启动回路开关单元连接,所述缓启动回路开关单元还分别与所述次级电压反馈单元的输入端和所述负载电路连接;所述缓启动回路开关模块用于在所述缓启动电流控制模块的控制下开启或者关闭缓启动回路,并在所述缓启动回路开启时恒流对所述负载电路预供电,以便所述主回路开关控制模块在所述次级电压上升到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块开启。
可选地,所述主回路开关单元包括第一开关元件、第一电阻和第二电阻;
所述第一开关元件包括第一P沟道MOS管,所述第一P沟道MOS管的源极分别与所述供电***的电源和所述第一电阻的一端连接,所述第一P沟道MOS管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端连接,所述第一P沟道MOS管的漏极分别与所述次级电压反馈单元的输入端和所述负载电路连接,所述第二电阻的另一端与所述主回路开关控制模块的输出端连接。
可选地,所述次级电压反馈单元包括第三电阻,所述第三电阻的一端分别与所述第一P沟道MOS管的漏极和所述负载电路连接,所述第三电阻的另一端与所述主回路开关控制模块的第一输入端连接。
可选地,所述主回路开关控制模块包括第一级开关单元、第二级开关单元、基准电压源和第一信号放大单元;所述第一级开关单元分别与所述供电***开关控制信号和所述第二级开关单元连接,第二级开关单元还与所述第三电阻的另一端和所述基准电压源连接,所述基准电压源还与所述第一信号放大单元连接,所述第一信号放大单元的输出端与所述主回路开关单元的输入控制端连接;所述第一级开关单元用于在所述供电***开关控制信号为开启信号时控制所述第二级开关单元开始工作,在所述供电***开关控制信号为关闭信号时控制所述第二级开关单元停止工作;所述第二级开关单元用于当所述次级电压达到预设电压阈值时,控制所述基准电压源输出低电平信号,以控制所述第一信号放大单元开始工作,以进一步控制所述主回路开关模块开启所述供电***的电源,为所述负载电路供电。
可选地,所述第一级开关单元包括第二开关元件、第四电阻和第五电阻,所述第二开关元件包括第一PNP型三极管,所述第四电阻的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第四电阻的另一端分别与所述第五电阻的一端和所述第一PNP型三极管的基极连接,所述第五电阻的另一端和所述第一PNP型三极管的集电极接地,所述第一PNP型三极管的发射极分别与所述第三电阻的另一端和所述第二级开关单元连接;
所述第二级开关单元包括第六电阻和电容,所述第六电阻的一端分别与所述第一PNP型三极管的发射极、所述第三电阻的另一端、所述电容的一端和所述基准电压源的电压输入端连接,所述第六电阻的另一端和所述电容的另一端接地;
所述基准电压源的电压输出端与所述第一信号放大单元连接,所述基准电压源的接地端接地;
所述第一信号放大单元包括第一放大元件、第七电阻和第八电阻,所述第一放大元件包括第二PNP型三极管,所述第七电阻的一端与所述基准电压源的电压输出端连接,所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第二PNP型三极管的基极连接,所述第八电阻的另一端分别与所述第二电阻的另一端和所述第二PNP型三极管的发射极连接,所述第二PNP型三极管的集电极接地。
可选地,所述缓启动电流控制模块包括第二信号放大单元,所述第二信号放大单元包括第二放大元件、第九电阻和第十电阻,所述第二放大元件包括NPN型三极管,所述第九电阻的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第九电阻的另一端分别与所述NPN型三极管的基极和所述第十电阻的一端连接,所述NPN型三极管的发射极和所述第十电阻的另一端接地,所述NPN型三极管的集电极与所述缓启动回路开关模块的输入端连接。
可选地,所述缓启动回路开关单元包括第三开关元件、第十一电阻和第十二电阻,所述第三开关元件包括第二P沟道MOS管;所述恒流控制单元包括第三PNP型三极管、第十三电阻和第十四电阻;所述第十一电阻的一端与所述NPN型三极管的集电极连接,所述第十一电阻的另一端分别与所述第三PNP型三极管的集电极、所述第十二电阻的一端和所述第二P沟道MOS管的栅极连接,所述第十二电阻的另一端分别与所述第十三电阻的一端、所述第十四电阻的一端和所述第二P沟道MOS管的源极连接,所述第二P沟道MOS管的漏极分别与所述第三电阻的一端和所述负载电路连接,所述第十三电阻的另一端分别与所述供电***的电源和所述第三PNP型三极管的发射极连接,所述第十四电阻的另一端与所述第三PNP型三极管的基极连接。
可选地,当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述NPN型三极管的基极为高电平,使得所述NPN型三极管工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源流过所述第十三电阻、第十二电阻和第十一电阻,使得所述第三PNP型三极管工作在导通状态,所述第二P沟道MOS管工作在导通状态,所述供电***的电源通过所述第十三电阻和所述第二P沟道MOS管对所述负载电路恒流预供电;
当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述第一PNP型三极管的基极为高电平,使得所述第一PNP型三极管工作在截止状态,所述第二级开关单元开始工作,所述次级电压经所述第三电阻与第六电阻分压后,通过所述第六电阻给所述电容充电,当所述次级电压达到所述预设电压阈值时,所述电容在充电完成后控制所述基准电压源通过所述第七电阻向所述第二PNP型三极管的基极输出低电平信号,使得所述第二PNP型三极管工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源流过所述第一电阻和第二电阻,使得所述第一P沟道MOS管工作在导通状态,所述供电***的电源通过所述第一P沟道MOS管给所述负载电路供电。
根据本发明实施例的另一个方面,提供一种供电***,该供电***包括上述缓启动电路。
根据本发明实施例的又一个方面,提供一种电子设备,该电子设备包括上述缓启动电路。
本发明实施例提供的缓启动电路、供电***及电子设备中,包括主回路开关模块、主回路开关控制模块、缓启动电流控制模块和缓启动回路开关模块;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源开启的高电平时,先闭合缓启动回路开关,恒流对负载电路预供电,从而次级电压越来越高,当次级电压达到预设电压阈值时,闭合主回路开关,此时供电***完全打开,给负载电路供电;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源关闭的低电平时,主回路开关和缓启动开关都会被快速关闭。从而在供电***给负载上电时,先通过缓启动回路给负载电路恒流预供电,当次级电压达到预设电压阈值时再闭合主回路开关,能够有效地防止上电瞬间因电流过大而引起供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明实施例提供的缓启动电路一种实施方式的示意图;
图2是本发明实施例提供的缓启动电路一种实施方式的电路连接示意图。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“元件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“元件”或“单元”可以混合地使用。
实施例一
为了解决目前在电子设备中,由于负载电路的电容较多,如果电子设备的供电***直接给负载电路上电可能会导致供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏的技术问题,本实施例提供一种缓启动电路,请参考图1,图1是本发明实施例提供的缓启动电路一种实施方式的示意图。该缓启动电路包括主回路开关模块1、主回路开关控制模块2、缓启动电流控制模块3和缓启动回路开关模块4。
所述主回路开关模块1包括主回路开关单元和次级电压VCC_M反馈单元;所述主回路开关单元的电源输入端与供电***的电源VCC连接、所述主回路开关单元的电源输出端分别与所述次级电压VCC_M反馈单元的输入端和负载电路连接、所述主回路开关单元的输入控制端与所述主回路开关控制模块2的输出端连接,用于在所述主回路开关控制模块2的控制下开启或者关闭所述供电***的电源VCC;所述次级电压VCC_M反馈单元的输出端与所述主回路开关控制模块2的第一输入端连接,用于将次级电压VCC_M反馈到所述主回路开关控制模块2。
具体的,所述负载电路在图1中未示出,其具体电路结构可以根据该缓启动电路应用的电子设备的不同而变化,本实施例对其具体电路结构不作限定。所述主回路开关模块1用于在所述主回路开关控制模块2的控制下开启或者关闭所述供电***的电源VCC,并将次级电压VCC_M通过次级电压VCC_M反馈单元反馈回所述主回路开关控制模块2,以便所述主回路开关控制模块2根据所述次级电压VCC_M控制所述主回路开关模块1的开启与关闭。
在一种实施方式中,请参考图2,图2是本发明实施例提供的缓启动电路一种实施方式的电路连接示意图。所述主回路开关单元包括第一开关元件、第一电阻R1和第二电阻R5。
具体的,所述第一开关元件可以采用P沟道MOS管、继电器、直流接触器或者其他类型的开关元件,只要能实现该第一开关元件的功能即可,本实施例对该第一开关元件的具体类型不做限定。
可选地,所述第一开关元件包括第一P沟道MOS管Q1,所述第一P沟道MOS管Q1的源极分别与所述供电***的电源VCC和所述第一电阻R1的一端连接,所述第一P沟道MOS管Q1的栅极分别与所述第一电阻R1的另一端和所述第二电阻R5的一端连接,所述第一P沟道MOS管Q1的漏极分别与所述次级电压VCC_M反馈单元的输入端和所述负载电路连接,所述第二电阻R5的另一端与所述主回路开关控制模块2的输出端连接。
具体的,所述负载电路在图2中未示出,其具体电路结构可以根据该缓启动电路应用的电子设备的不同而变化,本实施例对其具体电路结构不作限定。所述第一P沟道MOS管Q1实现所述供电***的电源VCC的开启和关闭作用。可选地,所述第一P沟道MOS管Q1采用低内阻P沟道MOS管,以降低所述主回路开关单元的功耗。所述第一电阻R1和第二电阻R5对所述供电***的电源VCC进行分压,从而确保所述第一P沟道MOS管Q1被安全地打开或关闭。
在一种实施方式中,请参考图2,所述次级电压VCC_M反馈单元包括第三电阻R7,所述第三电阻R7的一端分别与所述第一P沟道MOS管Q1的漏极和所述负载电路连接,所述第三电阻R7的另一端与所述主回路开关控制模块2的第一输入端连接。
具体的,所述第三电阻R7将次级电压VCC_M反馈给所述主回路开关控制模块2,以便所述主回路开关控制模块2根据所述次级电压VCC_M控制所述主回路开关模块1的开启与关闭。
所述主回路开关控制模块2的第二输入端与供电***开关控制信号连接,用于在所述供电***开关控制信号的控制下,当所述次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块1开启,当所述次级电压VCC_M没有达到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块1关闭。
具体的,所述主回路开关控制模块2的两个输入端分别连接所述次级电压VCC_M反馈单元的输出端和供电***开关控制信号,从而在所述供电***开关控制信号的控制下,当所述次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块1开启,当所述次级电压VCC_M没有达到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块1关闭。
在一种实施方式中,所述主回路开关控制模块2包括第一级开关单元、第二级开关单元、基准电压源U1和第一信号放大单元;所述第一级开关单元分别与所述供电***开关控制信号和所述第二级开关单元连接,第二级开关单元还与所述第三电阻R7的另一端和所述基准电压源U1连接,所述基准电压源U1还与所述第一信号放大单元连接,所述第一信号放大单元的输出端与所述主回路开关单元的输入控制端连接;所述第一级开关单元用于在所述供电***开关控制信号为开启信号时控制所述第二级开关单元开始工作,在所述供电***开关控制信号为关闭信号时控制所述第二级开关单元停止工作;所述第二级开关单元用于当所述次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,控制所述基准电压源U1输出低电平信号,以控制所述第一信号放大单元开始工作,以进一步控制所述主回路开关模块1开启所述供电***的电源VCC,为所述负载电路供电。
具体的,所述第一级开关单元还用于在所述供电***开关控制信号缺失时,控制所述第二级开关单元保持在不工作状态。当所述第二级开关单元不工作时,所述基准电压源U1输出高电平信号,以控制所述第一信号放大单元也不工作,以进一步控制所述主回路开关模块1保持所述供电***的电源VCC的关闭状态,不为所述负载电路供电。
在一种实施方式中,请参考图2,所述第一级开关单元包括第二开关元件、第四电阻R13和第五电阻R14。
具体的,所述第二开关元件可以采用PNP型三极管、P沟道MOS管或者其他类型的开关元件,只要能实现该第二开关元件的功能即可,本实施例对该第二开关元件的具体类型不做限定。
可选地,所述第二开关元件包括第一PNP型三极管Q6,所述第四电阻R13的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第四电阻R13的另一端分别与所述第五电阻R14的一端和所述第一PNP型三极管Q6的基极连接,所述第五电阻R14的另一端和所述第一PNP型三极管Q6的集电极接地,所述第一PNP型三极管Q6的发射极分别与所述第三电阻R7的另一端和所述第二级开关单元连接。
具体的,当所述供电***开关控制信号为控制所述供电***的电源VCC关闭的低电平信号时,所述第一PNP型三极管Q6的基极通过所述第四电阻R13连接低电平,使得所述第一PNP型三极管Q6工作在导通状态,以使所述第三电阻R7的另一端通过所述第一PNP型三极管Q6与地的连接,从而控制所述第二级开关单元停止工作;当所述供电***开关控制信号为控制所述供电***的电源VCC开启的高电平信号时,所述第一PNP型三极管Q6的基极通过所述第四电阻R13连接高电平,使得所述第一PNP型三极管Q6工作在截止状态,以使所述第三电阻R7的另一端断开与地的连接,从而控制所述第二级开关单元开始工作;当所述供电***开关控制信号缺失时,所述第一PNP型三极管Q6的基极通过所述第五电阻R14接地,使得所述第一PNP型三极管Q6工作在导通状态,以使所述第三电阻R7的另一端通过所述第一PNP型三极管Q6与地的连接,从而控制所述第二级开关单元保持在不工作状态。
所述第二级开关单元包括第六电阻R12和电容C1,所述第六电阻R12的一端分别与所述第一PNP型三极管Q6的发射极、所述第三电阻R7的另一端、所述电容C1的一端和所述基准电压源U1的电压输入端连接,所述第六电阻R12的另一端和所述电容C1的另一端接地。
具体的,所述第六电阻R12和电容C1都连接在所述第一PNP型三极管Q6的发射极和集电极之间,因此,所述由第六电阻R12和电容C1组成的第二级开关单元在所述第一PNP型三极管Q6导通时停止工作,在所述第一PNP型三极管Q6截止时开始工作。当所述第二级开关单元开始工作时,所述次级电压VCC_M经所述第三电阻R7与第六电阻R12分压后,通过所述第六电阻R12给所述电容C1充电,当所述次级电压VCC_M达到预设电压阈值且所述电容C1充电完成时,控制所述基准电压源U1输出低电平信号,以控制所述第一信号放大单元开始工作,以进一步控制所述主回路开关模块1开启所述供电***的电源VCC,为所述负载电路供电。当所述第二级开关单元停止工作时,通过所述第三电阻R7反馈的次级电压VCC_M通过所述第一PNP型三极管Q6接地,因此,所述基准电压源U1输出高电平信号,以控制所述第一信号放大单元停止工作,以进一步控制所述主回路开关模块1关闭所述供电***的电源VCC,停止为所述负载电路供电。通过调节所述第三电阻R7与第六电阻R12的阻值,可以实现对所述主回路开关单元的开启电压的调节,从而能够灵活地设置缓启动后的次级电压VCC_M值,避免开关器件的打火现象。所述电容C1能够实现所述主回路开关单元的延时开启和延时关闭。
所述基准电压源U1的电压输出端与所述第一信号放大单元连接,所述基准电压源U1的接地端接地。
具体的,所述基准电压源U1根据所述第二级开关单元的控制,通过所述第一信号放大单元控制所述主回路开关单元开启或关闭。实现了在所述供电***开关控制信号为高电平且次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,准确地做出反馈,打开主回路开关模块1。
所述第一信号放大单元包括第一放大元件、第七电阻R10和第八电阻R8。
具体的,该第一放大元件可以采用PNP型三极管、P沟道MOS管或者其他类型的放大元件,只要能实现该第一放大元件的功能即可,本实施例对该第一放大元件的具体类型不做限定。
可选地,所述第一放大元件包括第二PNP型三极管Q5,所述第七电阻R10的一端与所述基准电压源U1的电压输出端连接,所述第七电阻R10的另一端分别与所述第八电阻R8的一端和所述第二PNP型三极管Q5的基极连接,所述第八电阻R8的另一端分别与所述第二电阻R5的另一端和所述第二PNP型三极管Q5的发射极连接,所述第二PNP型三极管Q5的集电极接地。
具体的,所述第二PNP型三极管Q5的基极在通过所述第七电阻R10连接低电平时,使得所述第二PNP型三极管Q5工作在导通状态,对所述基准电压源U1输出的信号进行放大,从而确保所述主回路开关模块1的完全开启或关闭。
所述缓启动电流控制模块3的输入端与所述供电***开关控制信号连接、所述缓启动电流控制模块3的输出端与所述缓启动回路开关模块4的输入端连接,用于根据所述供电***开关控制信号控制所述缓启动回路开关模块4开启或者关闭。
具体的,所述缓启动电流控制模块3在所述供电***开关控制信号为开启所述供电***的电源VCC时,控制所述缓启动回路开关模块4开启,在所述供电***开关控制信号为关闭所述供电***的电源VCC时,控制所述缓启动回路开关模块4关闭。
在一种实施方式中,请参考图2,所述缓启动电流控制模块3包括第二信号放大单元,所述第二信号放大单元包括第二放大元件、第九电阻R9和第十电阻R11。
具体的,该第二放大元件可以采用NPN型三极管、N沟道MOS管或者其他类型的放大元件,只要能实现该第二放大元件的功能即可,本实施例对该第二放大元件的具体类型不做限定。
可选地,所述第二放大元件包括NPN型三极管Q4,所述第九电阻R9的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第九电阻R9的另一端分别与所述NPN型三极管Q4的基极和所述第十电阻R11的一端连接,所述NPN型三极管Q4的发射极和所述第十电阻R11的另一端接地,所述NPN型三极管Q4的集电极与所述缓启动回路开关模块4的输入端连接。
具体的,当所述供电***开关控制信号为控制所述供电***的电源VCC开启的高电平信号时,所述NPN型三极管Q4的基极通过所述第九电阻R9连接高电平,使得所述NPN型三极管Q4工作在导通状态,从而将所述供电***开关控制信号放大后控制所述缓启动回路开关模块4开启,开始为所述负载电路预供电;当所述供电***开关控制信号为控制所述供电***的电源VCC关闭的低电平信号时,所述NPN型三极管Q4的基极通过所述第九电阻R9连接低电平,使得所述NPN型三极管Q4工作在截止状态,从而控制所述缓启动回路开关模块4迅速关闭,停止为所述负载电路预供电,因此能够在收到关闭所述供电***的电源VCC的控制信号时,迅速地关闭缓启动回路;当所述供电***开关控制信号缺失时,所述NPN型三极管Q4的基极通过所述第十电阻R11接地,使得所述NPN型三极管Q4保持在截止状态,从而控制所述缓启动回路开关模块4保持关闭,不再为所述负载电路预供电。其中,所述第九电阻R9为限流保护电阻。
所述缓启动回路开关模块4包括恒流控制单元和缓启动回路开关单元;所述恒流控制单元分别与所述供电***的电源VCC和所述缓启动回路开关单元连接,所述缓启动回路开关单元还分别与所述次级电压VCC_M反馈单元的输入端和所述负载电路连接;所述缓启动回路开关模块4用于在所述缓启动电流控制模块3的控制下开启或者关闭缓启动回路,并在所述缓启动回路开启时恒流对所述负载电路预供电,以便所述主回路开关控制模块2在所述次级电压VCC_M上升到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块1开启。
在一种实施方式中,请参考图2,所述缓启动回路开关单元包括第三开关元件、第十一电阻R6和第十二电阻R4。
具体的,所述第三开关元件可以采用P沟道MOS管或者其他类型的开关元件,只要能实现该第三开关元件的功能即可,本实施例对该第三开关元件的具体类型不做限定。
可选地,所述第三开关元件包括第二P沟道MOS管Q2;所述恒流控制单元包括第三PNP型三极管Q3、第十三电阻R2和第十四电阻R3;所述第十一电阻R6的一端与所述NPN型三极管Q4的集电极连接,所述第十一电阻R6的另一端分别与所述第三PNP型三极管Q3的集电极、所述第十二电阻R4的一端和所述第二P沟道MOS管Q2的栅极连接,所述第十二电阻R4的另一端分别与所述第十三电阻R2的一端、所述第十四电阻R3的一端和所述第二P沟道MOS管Q2的源极连接,所述第二P沟道MOS管Q2的漏极分别与所述第三电阻R7的一端和所述负载电路连接,所述第十三电阻R2的另一端分别与所述供电***的电源VCC和所述第三PNP型三极管Q3的发射极连接,所述第十四电阻R3的另一端与所述第三PNP型三极管Q3的基极连接。
具体的,当所述NPN型三极管Q4工作在导通状态时,有电流从所述供电***的电源VCC流过所述第十三电阻R2、第十二电阻R4和第十一电阻R6,使得所述第三PNP型三极管Q3工作在导通状态,所述第二P沟道MOS管Q2工作在导通状态,所述供电***的电源VCC通过所述第十三电阻R2和所述第二P沟道MOS管Q2对所述负载电路恒流预供电。当流过所述第十三电阻R2的电流过大时,该电阻的两端的电压差增加,使得流过所述地十四电阻的电流增大,进而使得流过所述第三PNP型三极管Q3的电流增大,流过所述第十一电阻R6的电流也随之增大,从而导致连接在所述第二P沟道MOS管Q2的源极和栅极之间的所述第十二电阻R4两端的电压差降低,也即所述第二P沟道MOS管Q2的源极和栅极之间的电压降低,由于P沟道MOS管的米勒平台作用,此时所述第二P沟道MOS管Q2内部导通电阻变大,导致流过所述第十三电阻R2的电流变小,进而可以起到控制缓启动电流的作用。从而使得缓启动电流能够得到准确、稳定的控制。通过调整所述第十三电阻R2、第十四电阻R3的阻值和/或第三PNP型三极管Q3的选型,即可实现对缓启动电流大小的调整,从而能够对缓启动电流进行较大范围的调整,满足更多的应用场景。所述第十一电阻R6和第十二电阻R4起到分压作用,从而确保所述第二P沟道MOS管Q2安全地打开和关闭。
在一种实施方式中,请参考图2,当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述NPN型三极管Q4的基极为高电平,使得所述NPN型三极管Q4工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源VCC流过所述第十三电阻R2、第十二电阻R4和第十一电阻R6,使得所述第三PNP型三极管Q3工作在导通状态,所述第二P沟道MOS管Q2工作在导通状态,所述供电***的电源VCC通过所述第十三电阻R2和所述第二P沟道MOS管Q2对所述负载电路恒流预供电;
当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述第一PNP型三极管Q6的基极为高电平,使得所述第一PNP型三极管Q6工作在截止状态,所述第二级开关单元开始工作,所述次级电压VCC_M经所述第三电阻R7与第六电阻R12分压后,通过所述第六电阻R12给所述电容C1充电,当所述次级电压VCC_M达到所述预设电压阈值时,所述电容C1在充电完成后控制所述基准电压源U1通过所述第七电阻R10向所述第二PNP型三极管Q5的基极输出低电平信号,使得所述第二PNP型三极管Q5工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源VCC流过所述第一电阻R1和第二电阻R5,使得所述第一P沟道MOS管Q1工作在导通状态,所述供电***的电源VCC通过所述第一P沟道MOS管Q1给所述负载电路供电。
具体的,本实施例的缓启动电路通过简单、稳定的电路设计,实现了在供电***开关控制信号为控制供电***的电源VCC开启的高电平时,先闭合缓启动回路开关,恒流对负载电路预供电,从而次级电压VCC_M越来越高,当次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,闭合主回路开关,此时供电***完全打开,给负载电路供电;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源VCC关闭的低电平时,主回路开关和缓启动开关都会被快速关闭。
本实施例的缓启动电路中,包括主回路开关模块1、主回路开关控制模块2、缓启动电流控制模块3和缓启动回路开关模块4;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源VCC开启的高电平时,先闭合缓启动回路开关,恒流对负载电路预供电,从而次级电压VCC_M越来越高,当次级电压VCC_M达到预设电压阈值时,闭合主回路开关,此时供电***完全打开,给负载电路供电;在供电***开关控制信号为控制供电***的电源VCC关闭的低电平时,主回路开关和缓启动开关都会被快速关闭。从而在供电***给负载上电时,先通过缓启动回路给负载电路恒流预供电,当次级电压VCC_M达到预设电压阈值时再闭合主回路开关,能够有效地防止上电瞬间因电流过大而引起供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。
实施例二
本实施例提供一种供电***,该供电***包括上述实施例一所述的缓启动电路。本实施例的供电***,在供电***给负载上电时,先通过缓启动回路给负载电路恒流预供电,当次级电压VCC_M达到预设电压阈值时再闭合主回路开关,能够有效地防止上电瞬间因电流过大而引起供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。其中缓启动电路的具体结构如上述实施例一所述,在此不再赘述。
实施例三
本实施例提供一种电子设备,该电子设备包括上述实施例一的缓启动电路。本实施例的电子设备,在供电***给负载上电时,先通过缓启动回路给负载电路恒流预供电,当次级电压VCC_M达到预设电压阈值时再闭合主回路开关,能够有效地防止上电瞬间因电流过大而引起供电***过流保护,开关器件打火或接头线束由于浪涌冲击而损坏。其中缓启动电路的具体结构如上述实施例一所述,在此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (7)
1.一种缓启动电路,其特征在于,应用于供电***,所述缓启动电路包括:主回路开关模块、主回路开关控制模块、缓启动电流控制模块和缓启动回路开关模块;
所述主回路开关模块包括主回路开关单元和次级电压反馈单元;所述主回路开关单元的电源输入端与供电***的电源连接、所述主回路开关单元的电源输出端分别与所述次级电压反馈单元的输入端和负载电路连接、所述主回路开关单元的输入控制端与所述主回路开关控制模块的输出端连接,用于在所述主回路开关控制模块的控制下开启或者关闭所述供电***的电源;所述次级电压反馈单元的输出端与所述主回路开关控制模块的第一输入端连接,用于将次级电压反馈到所述主回路开关控制模块;
所述主回路开关控制模块的第二输入端与供电***开关控制信号连接,用于在所述供电***开关控制信号的控制下,当所述次级电压达到预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块开启,当所述次级电压没有达到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块关闭;
所述缓启动电流控制模块的输入端与所述供电***开关控制信号连接、所述缓启动电流控制模块的输出端与所述缓启动回路开关模块的输入端连接,用于根据所述供电***开关控制信号控制所述缓启动回路开关模块开启或者关闭;
所述缓启动回路开关模块包括恒流控制单元和缓启动回路开关单元;所述恒流控制单元分别与所述供电***的电源和所述缓启动回路开关单元连接,所述缓启动回路开关单元还分别与所述次级电压反馈单元的输入端和所述负载电路连接;所述缓启动回路开关模块用于在所述缓启动电流控制模块的控制下开启或者关闭缓启动回路,并在所述缓启动回路开启时恒流对所述负载电路预供电,以便所述主回路开关控制模块在所述次级电压上升到所述预设电压阈值时,控制所述主回路开关模块开启;
其中,所述主回路开关单元包括第一开关元件、第一电阻和第二电阻;
所述第一开关元件包括第一P沟道MOS管,所述第一P沟道MOS管的源极分别与所述供电***的电源和所述第一电阻的一端连接,所述第一P沟道MOS管的栅极分别与所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的一端连接,所述第一P沟道MOS管的漏极分别与所述次级电压反馈单元的输入端和所述负载电路连接,所述第二电阻的另一端与所述主回路开关控制模块的输出端连接;
所述次级电压反馈单元包括第三电阻,所述第三电阻的一端分别与所述第一P沟道MOS管的漏极和所述负载电路连接,所述第三电阻的另一端与所述主回路开关控制模块的第一输入端连接;
所述主回路开关控制模块包括第一级开关单元、第二级开关单元、基准电压源和第一信号放大单元;所述第一级开关单元分别与所述供电***开关控制信号和所述第二级开关单元连接,第二级开关单元还与所述第三电阻的另一端和所述基准电压源连接,所述基准电压源还与所述第一信号放大单元连接,所述第一信号放大单元的输出端与所述主回路开关单元的输入控制端连接;所述第一级开关单元用于在所述供电***开关控制信号为开启信号时控制所述第二级开关单元开始工作,在所述供电***开关控制信号为关闭信号时控制所述第二级开关单元停止工作;所述第二级开关单元用于当所述次级电压达到预设电压阈值时,控制所述基准电压源输出低电平信号,以控制所述第一信号放大单元开始工作,以进一步控制所述主回路开关模块开启所述供电***的电源,为所述负载电路供电。
2.根据权利要求1所述的缓启动电路,其特征在于,所述第一级开关单元包括第二开关元件、第四电阻和第五电阻,所述第二开关元件包括第一PNP型三极管,所述第四电阻的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第四电阻的另一端分别与所述第五电阻的一端和所述第一PNP型三极管的基极连接,所述第五电阻的另一端和所述第一PNP型三极管的集电极接地,所述第一PNP型三极管的发射极分别与所述第三电阻的另一端和所述第二级开关单元连接;
所述第二级开关单元包括第六电阻和电容,所述第六电阻的一端分别与所述第一PNP型三极管的发射极、所述第三电阻的另一端、所述电容的一端和所述基准电压源的电压输入端连接,所述第六电阻的另一端和所述电容的另一端接地;
所述基准电压源的电压输出端与所述第一信号放大单元连接,所述基准电压源的接地端接地;
所述第一信号放大单元包括第一放大元件、第七电阻和第八电阻,所述第一放大元件包括第二PNP型三极管,所述第七电阻的一端与所述基准电压源的电压输出端连接,所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第二PNP型三极管的基极连接,所述第八电阻的另一端分别与所述第二电阻的另一端和所述第二PNP型三极管的发射极连接,所述第二PNP型三极管的集电极接地。
3.根据权利要求2所述的缓启动电路,其特征在于,所述缓启动电流控制模块包括第二信号放大单元,所述第二信号放大单元包括第二放大元件、第九电阻和第十电阻,所述第二放大元件包括NPN型三极管,所述第九电阻的一端与所述供电***开关控制信号连接,所述第九电阻的另一端分别与所述NPN型三极管的基极和所述第十电阻的一端连接,所述NPN型三极管的发射极和所述第十电阻的另一端接地,所述NPN型三极管的集电极与所述缓启动回路开关模块的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的缓启动电路,其特征在于,所述缓启动回路开关单元包括第三开关元件、第十一电阻和第十二电阻,所述第三开关元件包括第二P沟道MOS管;所述恒流控制单元包括第三PNP型三极管、第十三电阻和第十四电阻;所述第十一电阻的一端与所述NPN型三极管的集电极连接,所述第十一电阻的另一端分别与所述第三PNP型三极管的集电极、所述第十二电阻的一端和所述第二P沟道MOS管的栅极连接,所述第十二电阻的另一端分别与所述第十三电阻的一端、所述第十四电阻的一端和所述第二P沟道MOS管的源极连接,所述第二P沟道MOS管的漏极分别与所述第三电阻的一端和所述负载电路连接,所述第十三电阻的另一端分别与所述供电***的电源和所述第三PNP型三极管的发射极连接,所述第十四电阻的另一端与所述第三PNP型三极管的基极连接。
5.根据权利要求4所述的缓启动电路,其特征在于,当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述NPN型三极管的基极为高电平,使得所述NPN型三极管工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源流过所述第十三电阻、第十二电阻和第十一电阻,使得所述三PNP型三极管工作在导通状态,所述第二P沟道MOS管工作在导通状态,所述供电***的电源通过所述第十三电阻和所述第二P沟道MOS管对所述负载电路恒流预供电;
当所述供电***开关控制信号为高电平时,所述第一PNP型三极管的基极为高电平,使得所述第一PNP型三极管工作在截止状态,所述第二级开关单元开始工作,所述次级电压经所述第三电阻与第六电阻分压后,通过所述第六电阻给所述电容充电,当所述次级电压达到所述预设电压阈值时,所述电容在充电完成后控制所述基准电压源通过所述第七电阻向所述第二PNP型三极管的基极输出低电平信号,使得所述第二PNP型三极管工作在导通状态,从而有电流从所述供电***的电源流过所述第一电阻和第二电阻,使得所述第一P沟道MOS管工作在导通状态,所述供电***的电源通过所述第一P沟道MOS管给所述负载电路供电。
6.一种供电***,其特征在于,所述供电***包括如权利要求1-5中任一项所述的缓启动电路。
7.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1-5中任一项所述的缓启动电路。
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