本發(fā)明涉及電子設(shè)備浪涌抑制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種浪涌抑制電路。

背景技術(shù)：

在大功率電子設(shè)備啟動的時候，由于電子設(shè)備內(nèi)部電路的容性屬性，會產(chǎn)生很大的瞬間充電電流；再者，由于電子設(shè)備自身的功率較大，電子設(shè)備的輸入工作電流也較大。瞬間充電電流與輸入工作電流的疊加，會產(chǎn)生更大的啟動電流。這瞬態(tài)的啟動大電流即為浪涌電流。浪涌電流不但對電子設(shè)備造成損傷，同時對電網(wǎng)設(shè)施也會造成電磁干擾和損害，因此必須對浪涌電流進行抑制。

圖4提供了一種通過延長充電時間來減小啟動電流的方案。在電路啟動的時候，由于MOS管V8的柵極電平較低而處于截止?fàn)顟B(tài)，所以此時濾波儲能電容器C2只能通過電阻R5器充電；由于電阻R5的電阻值較大，所以給電容器C2的充電電流較小。與此同時，通過二極管V6、二極管V7、電阻R1和電阻R3等器件給電容器C1充電。當(dāng)電容器C1的端電壓達到MOS管V8的導(dǎo)通電壓時，MOS管V8導(dǎo)通。MOS管V8導(dǎo)通后，與電容器C2組成濾波儲能電路，完成濾波儲能的功能。

圖4中，QS是電路的電源開關(guān)。如果電源開關(guān)QS出現(xiàn)從閉合到斷開再到閉合的操作，且電源開關(guān)QS從斷開再到閉合的時間間隔過短，則會出現(xiàn)MOS管V8在啟動時被燒毀的可能。因為：電源開關(guān)QS從斷開到再閉合的時間間隔過短，電容器C1原來儲存的電量未完全釋放，電容器C1的電壓一直保持著高于MOS管V8柵極導(dǎo)通電壓的水平，MOS管V8一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，于是在電源開關(guān)QS再閉合的一瞬間完全由MOS管V8提供充電電流，而且充電電流碩大，從而燒毀了V8。

從上述的工作過程可知，圖4的電路具有浪涌抑制的功能，但存在主要器件MOS管V8被燒毀的可能，電路工作不穩(wěn)定、不可靠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決以上現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供了一種浪涌抑制電路，該電路能夠起到浪涌抑制的作用，且其獨特的電路結(jié)構(gòu)在快速開合切換開關(guān)時不會對電路元件造成損壞，保證了浪涌抑制電路的工作穩(wěn)定性和可靠性。

為實現(xiàn)以上發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是：

一種浪涌抑制電路，包括比較器N4B、比較器N4A、儲能濾波電容C6、MOS管V5、電阻器RT2，還包括有電阻器R7、電阻器R6、電阻器R5、電阻器R9、電阻器R10、電阻器R3、電容器C8、電阻器R21、電阻器R2、三極管V12、電阻器R14、電容器C24、儲能濾波電容C10、穩(wěn)壓二極管V6、二極管V14、電阻器R8和二極管V10；

設(shè)XSA端、XSB端、XSC端、XSD端、XSE端分別為抑制電路的正輸入端、負(fù)輸入端、正輸出端、負(fù)輸出端和使能輸出端，XSA端與XSC端連接，XSB端、XSD端接地；

其中儲能濾波電容C6的正極與XSA端連接，儲能濾波電容C6的負(fù)極分別與電阻器RT2的一端、MOS管V5的D極連接，電阻器RT2的另一端、MOS管V5的S極接地；所述XSC端依次通過電阻器R7、電阻器R6與XSD端連接，電阻器R7、電阻器R6通過電阻器R5與比較器N4B的正輸入端連接，比較器N4B的負(fù)輸入端與比較器N4A的正輸入端連接，比較器N4B的輸出端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接；比較器N4A的輸出端與三極管V12的基極連接，三極管V12的集電極與MOS管V5的G極和二極管V10的陰極連接，二極管V10的陽極與XSE端連接；三極管V12的發(fā)射極接地；電容C24的一端接地，另一端與XSE端連接；

所述電阻器R7的一端通過電阻器R8與二極管V14的陽極連接，二極管V14的陰極與穩(wěn)壓二極管V6的陰極、儲能濾波電容C10的正極連接，穩(wěn)壓二極管V6的陽極、儲能濾波電容C10的負(fù)極接地；電阻R14的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，電阻R14的另一端與XSE端連接；電阻器R10的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端與比較器N4A的正輸入端連接；電阻器R9的一端與比較器N4A的正輸入端連接，另一端接地；電阻器R3的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接；電容器C8的一端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接，另一端接地；電阻器R21、電阻器R2的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端分別與三極管V12的基極、集電極連接。

在使用浪涌抑制電路時，首先需要將XSE端接入負(fù)載電路的使能控制端。

浪涌抑制電路抑制浪涌的具體過程如下：

電源開關(guān)QS1閉合后，電路啟動，濾波儲能電容器C6通過電阻器RT2充電，設(shè)輸出端XSC與XSD之間的輸出電壓為U_o，當(dāng)U_o上升到門限電壓V_L后，此時比較器N4B正輸入端的輸入電壓大于負(fù)輸入端的輸入電壓（基準(zhǔn)電壓V_ref），比較器N4B輸出OC特性的高電平，電阻器R3開始給電容C8充電，當(dāng)電容C8的電壓上升到基準(zhǔn)電壓V_ref時，比較器N4A輸出低電平（N4A的輸出也具有OC特性），三極管V12的集電極輸出高電平，MOS管V5導(dǎo)通，此時由MOS管V5與濾波儲能電容器C6完成電路的濾波儲能功能；接著，電阻器R14給電容器C24充電，經(jīng)過一段時間后，電容器C24兩端的電壓達到負(fù)載電路的使能控制電平，負(fù)載電路進入正常的工作狀態(tài)。

其中，R6和R7的阻值關(guān)系為R6/(R6+R7)=V_ref/V_L。

電源開關(guān)QS1斷開后，輸出電壓U_o開始下降，當(dāng)下降到門限電壓V_L后，比較器N4B輸出低電平，釋放電容C8的電量使電容C8復(fù)位到初始狀態(tài)；同時，三極管V12的集電極也輸出低電平，釋放電容C24的電量使電容C24復(fù)位到初始狀態(tài)。

上述方案中，浪涌抑制電路具有延時及復(fù)位的功能，在每次電源開關(guān)QS1斷開后，電容C8、電容C24的電量得以釋放并復(fù)位至初始狀態(tài)，保證每次上電時由電容C8、電阻R3產(chǎn)生的延時時間是確定的，確保每次上電時電阻器RT2有足夠的時間給電容C6充電，避免了因為頻繁的開、關(guān)電源而損壞元器件，保證了浪涌抑制控制電路的工作穩(wěn)定性和可靠性；另一方面，保證由電阻器R14、電容器C24產(chǎn)生的延時時間也是確定的，從而確保在浪涌抑制電路正常工作狀態(tài)后負(fù)載的使能才有效，使開機啟動的時候電容器C8充電的時刻與負(fù)載啟動工作的時刻錯開，進一步減小啟動時的電流。

優(yōu)選地，所述浪涌抑制電路還包括有嵌位穩(wěn)壓二極管V13，嵌位穩(wěn)壓二極管V13的陰極與電阻器R6、電阻器R7連接，嵌位穩(wěn)壓二極管V13的陽極接地。設(shè)置嵌位穩(wěn)壓二極管V13，避免因正輸入端的電壓過高而擊穿比較器N4B的輸入端。

優(yōu)選地，所述比較器N4B的負(fù)輸入端通過電容C9接地。

優(yōu)選地，所述電阻器RT2的非接地端通過電容C7與XSA端連接，電阻器RT2的非接地端與儲能濾波電容C6的負(fù)極連接。

優(yōu)選地，所述浪涌抑制電路還包括有二極管V1、二極管V2、二極管V3和二極管V4，其中XSA端與二極管V1的陽極、二極管V2的陰極連接，XSB端與二極管V3的陽極、二極管V4的陰極連接，二極管V1的陰極、二極管V3的陰極與儲能濾波電容C6的正極連接，二極管V2的陽極、二極管V4的陽極與MOS管V5的S極連接。

優(yōu)選地，所述三極管V12的集電極通過電容C25與MOS管V5的S極連接。電容C25是一個保護電容，確保電路啟動瞬間MOS管V5的柵極處于低電平狀態(tài)，MOS管V5處于截止?fàn)顟B(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的浪涌抑制電路具有延時及復(fù)位的功能，在每次電源開關(guān)QS1斷開后，電容C8、電容C24的電量得以釋放并復(fù)位至初始狀態(tài)，保證每次上電時由電容C8、電阻R3產(chǎn)生的延時時間是確定的，確保每次上電時電阻器RT2有足夠的時間給電容C6充電，避免了因為頻繁的開、關(guān)電源而損壞元器件，保證了浪涌抑制控制電路的工作穩(wěn)定性和可靠性；另一方面，保證由電阻器R14、電容器C24產(chǎn)生的延時時間也是確定的，從而確保在浪涌抑制電路正常工作狀態(tài)后負(fù)載的使能才有效，使開機啟動的時候電容器C8充電的時刻與負(fù)載啟動工作的時刻錯開，進一步減小啟動時的電流。

附圖說明

圖1為浪涌抑制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為浪涌抑制電路的應(yīng)用示例圖。

圖3為浪涌抑制電路的工作時序及波形示意圖。

圖4為現(xiàn)有的浪涌抑制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；

實施例1

如圖1所示，浪涌抑制電路包括比較器N4B、比較器N4A、儲能濾波電容C6、MOS管V5、電阻器RT2、電阻器R7、電阻器R6、電阻器R5、電阻器R9、電阻器R10、電阻器R3、電容器C8、電阻器R21、電阻器R2、三極管V12、電阻器R14、電容器C24、儲能濾波電容C10、穩(wěn)壓二極管V6、二極管V14、電阻器R8和二極管V10；

本實施例中，比較器N4B、比較器N4A選用LM2903M芯片，儲能濾波電容C6的電容為680μF，電阻器RT2的阻值為47Ω，電阻器R3的阻值為330kΩ，電容C8的電容值為4.7μF，三極管V12的型號為BT5551，電阻器R14的阻值為100kΩ，電容C24的電容值為0.47μF。

其中儲能濾波電容C6的正極與XSA端連接，儲能濾波電容C6的負(fù)極分別與電阻器RT2的一端、MOS管V5的D極連接，電阻器RT2的另一端、MOS管V5的S極接地；所述XSC端依次通過電阻器R7、電阻器R6與XSD端連接，電阻器R7、電阻器R6通過電阻器R5與比較器N4B的正輸入端連接，比較器N4B的負(fù)輸入端與比較器N4A的正輸入端連接，比較器N4B的輸出端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接；比較器N4A的輸出端與三極管V12的基極連接，三極管V12的集電極與MOS管V5的G極和二極管V10的陰極連接，二極管V10的陽極與XSE端連接；三極管V12的發(fā)射極接地；電容C24的一端接地，另一端與XSE端連接；

所述電阻器R7的一端通過電阻器R8與二極管V14的陽極連接，二極管V14的陰極與穩(wěn)壓二極管V6的陰極、儲能濾波電容C10的正極連接，穩(wěn)壓二極管V6的陽極、儲能濾波電容C10的負(fù)極接地；電阻R14的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，電阻R14的另一端與XSE端連接；電阻器R10的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端與比較器N4A的正輸入端連接；電阻器R9的一端與比較器N4A的正輸入端連接，另一端接地；電阻器R3的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接；電容器C8的一端與比較器N4A的負(fù)輸入端連接，另一端接地；電阻器R21、電阻器R2的一端與儲能濾波電容C10的正極連接，另一端分別與三極管V12的基極、集電極連接。

在使用浪涌抑制電路時，首先需要將XSE端接入負(fù)載電路的使能控制端。如圖2所示，負(fù)載電源模塊N1為PAF600F280-24。

浪涌抑制電路抑制浪涌的具體過程如下：

電源開關(guān)QS1閉合后，電路啟動，濾波儲能電容器C6通過電阻器RT2充電，設(shè)輸出端XSC與XSD之間的輸出電壓為U_o，當(dāng)U_o上升到門限電壓V_L后，此時比較器N4B正輸入端的輸入電壓大于負(fù)輸入端的輸入電壓（基準(zhǔn)電壓V_ref），比較器N4B輸出OC特性的高電平，電阻器R3開始給電容C8充電，當(dāng)電容C8的電壓上升到基準(zhǔn)電壓V_ref時，比較器N4A輸出低電平（N4A的輸出也具有OC特性），三極管V12的集電極輸出高電平，MOS管V5導(dǎo)通，此時由MOS管V5與濾波儲能電容器C6完成電路的濾波儲能功能；接著，電阻器R14給電容器C24充電，經(jīng)過一段時間后，電容器C24兩端的電壓達到負(fù)載電路的使能控制電平，負(fù)載電路進入正常的工作狀態(tài)。

其中，R6和R7的阻值關(guān)系為R6/(R6+R7)=V_ref/V_L。本實施例中，浪涌抑制電路的電源適應(yīng)性要求為：220V±10%。由電路的電源適應(yīng)性確定輸出電壓U_o的門限值為：

V_L=220×1.414×（1-10%）×96%=269(V)。

電源開關(guān)QS1斷開后，輸出電壓U_o開始下降，當(dāng)下降到門限電壓V_L后，比較器N4B輸出低電平，釋放電容C8的電量使電容C8復(fù)位到初始狀態(tài)；同時，三極管V12的集電極也輸出低電平，釋放電容C24的電量使電容C24復(fù)位到初始狀態(tài)。

上述方案中，浪涌抑制電路具有延時及復(fù)位的功能，在每次電源開關(guān)QS1斷開后，電容C8、電容C24的電量得以釋放并復(fù)位至初始狀態(tài)，保證每次上電時由電容C8、電阻R3產(chǎn)生的延時時間是確定的，確保每次上電時電阻器RT2有足夠的時間給電容C6充電，避免了因為頻繁的開、關(guān)電源而損壞元器件，保證了浪涌抑制控制電路的工作穩(wěn)定性和可靠性；另一方面，保證由電阻器R14、電容器C24產(chǎn)生的延時時間也是確定的，從而確保在浪涌抑制電路正常工作狀態(tài)后負(fù)載的使能才有效，使開機啟動的時候電容器C8充電的時刻與負(fù)載啟動工作的時刻錯開，進一步減小啟動時的電流。

本實施例中，基準(zhǔn)電壓Vref由電阻R9和電阻R10分壓而成，約為8.1V。濾波儲能電容器C6的端電壓從0V充電到269V所需要的時間約為5mS。電容C8的端電壓從0V充電到8.1V所需要的時間為200mS，電容器C24從0V充電到6V所需要的時間約為30mS。具體如圖3所示。其中VD為電容C10的電壓。

本實施例中，如圖1所示，浪涌抑制電路還包括有嵌位穩(wěn)壓二極管V13，嵌位穩(wěn)壓二極管V13的陰極與電阻器R6、電阻器R7連接，嵌位穩(wěn)壓二極管V13的陽極接地。設(shè)置嵌位穩(wěn)壓二極管V13，避免因正輸入端的電壓過高而擊穿比較器N4B的輸入端。

本實施例中，如圖1所示，浪涌抑制電路還包括有二極管V1、二極管V2、二極管V3和二極管V4，其中XSA端與二極管V1的陽極、二極管V2的陰極連接，XSB端與二極管V3的陽極、二極管V4的陰極連接，二極管V1的陰極、二極管V3的陰極與儲能濾波電容C6的正極連接，二極管V2的陽極、二極管V4的陽極與MOS管V5的S極連接。

本實施例中，如圖1所示，三極管V12的集電極通過電容C25與MOS管V5的S極連接。電容C25是一個保護電容，確保電路啟動瞬間MOS管V5的柵極處于低電平狀態(tài)，MOS管V5處于截止?fàn)顟B(tài)。

顯然，本發(fā)明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。