一种瞬态电流抑制电路的制作方法

本发明属于电子线路，具体涉及一种瞬态电流抑制电路。

背景技术：

1、电气设备在正常工作的时候，允许供电电压在一定的范围内波动，波动范围称为电压上限和电压下限。如果供电电压低于电压下限，例如电压瞬断，此时还要求电气设备可以维持正常工作，就需要大容量储能电容为后端负载提供电能。根据后端负载功率的大小和所需维持工作时间，大容量储能电容的容值可以从几百uf到几十mf，甚至更高。

2、当电气设备初次上电的瞬间，由于大容量储能电容两端的电压为零，并且其内阻esr都比较小(一般为几十毫欧)，供电线路上就会产生瞬态启动电流。瞬态启动电流会高于设备的额定工作电流几倍甚至几十倍，对供电电源和线路上的元器件都会造成比较严重的干扰，例如对电源供电电流产生冲击和对元器件发热，必须要加以抑制。

3、对于瞬态启动电流的抑制，可以由专用滤波模块来实现，具有比较好的兼容性。但是专用滤波模块价格比较昂贵，体积较大，并且针对不同应用场景下的瞬态启动电流(电流大小，维持时间等)，用户在参数选择上难以进行灵活的优化，是一个需要解决的实际应用问题。现有的技术解决方案中，单纯的使用功率电阻串接来降低瞬态电流，亦不能有效的解决电气设备启动时间的调节问题。或者使用温度特性元器件(ptc或者ntc电阻)，不仅增加热功耗，还会引进额外的不确定的温度控制参数。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在公开了一种瞬态电流抑制电路，解决对瞬态启动电流的抑制问题。

2、本发明公开了一种瞬态电流抑制电路，包括：主开关、主吸收电路、第一延时开关电路和第二延时开关电路；

3、所述主开关连接在供电输入端和供电输出端之间，用于控制供电通断，在供电输入端上电时刻，处于断开状态；

4、所述主吸收电路连接在供电输入端和主开关之间，用于吸收供电输入端上电时带来的瞬态电流；

5、所述第一延时开关电路连接在主吸收电路和第二延时开关电路之间，用于对主吸收电路的电流吸收时间进行计时，当计时到第一延时时间后接通，使第二延时开关电路加电；

6、所述第二延时开关与主开关连接；用于在加电后，进行加电计时，当计时到第二延时时间后接通，使主开关导通，供电输入端和供电输出端接通。

7、所述辅助吸收电路连接在主开关上，用于在主开关导通瞬间进行瞬态电流的吸收。

8、进一步地，所述主吸收电路包括功率电阻r1、r2、钽电容c1和肖特基二极管d1、d2、d3；

9、所述肖特基二极管d1的阳极与供电输入端连接，阴极与功率电阻r1的一端连接；并通过串联的功率电阻r1、r2和钽电容c1接地；肖特基二极管d2和d3并联，并联后的肖特基二极管d2和d3的阳极与电阻r2和钽电容c1的连接端连接，并联后的肖特基二极管d2和d3的阴极与肖特基二极管d1的阴极连接，并与主开关的输入端连接。

10、进一步地，所述第一延时开关电路包括电阻r3-r8、pmos管q1和npn三极管q2；

11、所述电阻r3和r4串联后与钽电容c1并联，电阻r5连接在pmos管q1的源、栅极之间，电阻r6连接在pmos管q1的栅极和npn三极管q2的集电极之间，电阻r7连接在电阻r3和r4的连接端与npn三极管q2的基极之间，电阻r8连接在npn三极管q2的基极与地之间；npn三极管q2的发射极接地；电阻r2和钽电容c1的连接端与pmos管q1的源极连接，pmos管q1的漏极作为所述第一延时开关电路的输出端与第二延时开关电路的输入端连接。

12、进一步地，通过调整功率电阻r1、r2，电阻r3、r4、r7、r8的电阻值，以及钽电容c1的电容值设定所述第一延时时间tc1的时间值。

13、进一步地，所述第二延时开关电路包括电阻r9-r13、电容c2和npn三极管q3；

14、所述电阻r9和r10串联后连接在pmos管q1的漏极和地之间；电阻r11连接在电阻r9和r10的连接端和npn三极管q3的基极之间；电阻r12连接在npn三极管q3的基极和地之间，电容c2连接在npn三极管q3的基极和地之间；npn三极管q3的发射极接地，电阻r13的一端与npn三极管q3的集电极连接，另一端作为第二延时开关电路的输出端与主开关的控制端连接。

15、进一步地，通过调整电阻r9、r11的电阻值以及电容c2的电容值设定所述第二延时时间tc2的时间值。

16、进一步地，所述主开关为pmos管q4，pmos管q4源极与肖特基二极管d1的阴极连接，漏极作为瞬态电流抑制电路的输出端与负载连接，栅极与第二延时开关电路的输出端连接；pmos管q4源极和栅极之间连接电阻r14。

17、进一步地，所述pmos管q4的源栅极之间连接有tvs管d4；所述pmos管q1的源栅极之间连接有tvs管d5。

18、进一步地，还包括辅助吸收电路；所述辅助吸收电路连接在主开关上，用于在主开关导通瞬间进行瞬态电流的吸收。

19、进一步地，所述辅助吸收电路由电容c3和电阻r14组成；所述电容c3和电阻r14并联组成并联电路，并联电路的一端与主开关pmos管q4的源极连接，另一端与主开关pmos管q4的栅极连接。

20、本发明可实现以下有益效果之一：

21、本发明的瞬态电流抑制电路实现了对瞬态启动电流的抑制；在瞬态启动电流发生时，有效降低电路热功耗；储能电容上的电压达规定的阈值，整个供电回路才会开启，控制设备的启动时间；电路拓扑简单，电路参数灵活可配，用硬件电路实现电气设备启动时间的调节。

技术特征：

1.一种瞬态电流抑制电路，其特征在于，包括：主开关、主吸收电路、第一延时开关电路和第二延时开关电路；

2.根据权利要求1所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述主吸收电路包括功率电阻r1、r2、钽电容c1和肖特基二极管d1、d2、d3；

3.根据权利要求1所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述第一延时开关电路包括电阻r3-r8、pmos管q1和npn三极管q2；

4.根据权利要求3所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，通过调整功率电阻r1、r2，电阻r3、r4、r7、r8的电阻值，以及钽电容c1的电容值设定所述第一延时时间tc1的时间值。

5.根据权利要求1所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述第二延时开关电路包括电阻r9-r13、电容c2和npn三极管q3；

6.根据权利要求5所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，通过调整电阻r9、r11的电阻值以及电容c2的电容值设定所述第二延时时间tc2的时间值。

7.根据权利要求2-6任一项所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述主开关为pmos管q4，pmos管q4源极与肖特基二极管d1的阴极连接，漏极作为瞬态电流抑制电路的输出端与负载连接，栅极与第二延时开关电路的输出端连接；pmos管q4源极和栅极之间连接电阻r14。

8.根据权利要求7所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述pmos管q4的源栅极之间连接有tvs管d4；所述pmos管q1的源栅极之间连接有tvs管d5。

9.根据权利要求8所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，还包括辅助吸收电路；所述辅助吸收电路连接在主开关上，用于在主开关导通瞬间进行瞬态电流的吸收。

10.根据权利要求9所述的瞬态电流抑制电路，其特征在于，所述辅助吸收电路由电容c3和电阻r14组成；所述电容c3和电阻r14并联组成并联电路，并联电路的一端与主开关pmos管q4的源极连接，另一端与主开关pmos管q4的栅极连接。

技术总结
本发明涉及一种瞬态电流抑制电路，包括主开关、主吸收电路、第一延时开关电路和第二延时开关电路；主开关连接在供电输入端和供电输出端之间，用于控制供电通断；主吸收电路连接在供电输入端和主开关之间，用于吸收供电输入端上电时带来的瞬态电流；第一延时开关电路连接在主吸收电路和第二延时开关电路之间，用于对主吸收电路的电流吸收时间进行计时，当计时到第一延时时间后接通，使第二延时开关电路加电；第二延时开关与主开关连接；用于在加电后，进行加电计时，当计时到第二延时时间后接通，使主开关导通，供电输入端和供电输出端接通。本发明实现对瞬态启动电流的抑制，启动时间可调，有效降低电路热功耗。

技术研发人员：刘琳
受保护的技术使用者：北京中捷时代航空科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13