[发明专利]基于反馈与前馈的电流检测型电流浪涌抑制电路

说明书

本发明公开了基于反馈与前馈的电流检测型电流浪涌抑制电路，所述电流浪涌抑制电路包括储能电容、前馈加速电路和电流检测型阻抗控制反馈电路。本发明通过限流阻抗与充电电容串联解耦负载电流，减小限流阻抗电路热耗；通过电流检测实现负反馈调节，限制浪涌电流；引入前馈支路，不仅能抑制上电瞬中开关管的异常驱动电压，提升电路可靠性，还能抑制启动后电压二次跳变时产生的浪涌电流；线性MOS管与开关MOS管的联合使用可减小启动完成时的冲击电流，该电路仅使用分立模拟器件即可实现，电路简单。

技术领域

本发明属于电流浪涌抑制技术领域，尤其涉及基于反馈与前馈的电流检测型电流浪涌抑制电路。

背景技术

电容作为电路中的储能元件，可减小负载变化对电源系统的影响，提高系统的稳定性；但是电容在上电时，电源直接对电容充电，由于电容阻抗由小变大，会导致电源出现大的浪涌电流，例如与电源直接并联的电容，Boost变换器的输出电容等场合。大的浪涌电流会导致电源控制开关出现电流冲击，降低上电开关的可靠性和寿命，固态开关中的大浪涌电流可能导致芯片过流过热损坏，电磁继电器开关则会导致其触点损伤。

电容上电瞬间的电容充电等效电路图如图1所示，上电瞬间电容等效阻抗很小，而且充电回路中的mΩ级等效电阻和nH级等效电感等效阻抗也很小，因此会导致电容充电电流很大；为减小电容上电浪涌电流，需提高电容充电回路上的阻抗，从而限制充电电流。为提高充电回路阻抗，可以按图2所示的输入阻抗提升方法，在输入回路中串联限流电阻，或者按图3所示的电容支路阻抗提升方法，在电容支路上串联限流电阻，从而提升充电回路阻抗，减小浪涌电流。图2和图3方案相比，图3方案限流电阻上的电流无需叠加负载电流，限流电阻功耗小。

串联的限流电阻在电容充满后会产生大量热量，降低电源效率，同时为满足限流电阻安全，则电阻需要采用大封装电阻以保证电阻正常工作。为提升效率，电容充满后需要将限流电阻减小，从而减小限流电阻热耗。为实现上述基本设计要求，使用负热敏电阻是一种常用方法，但是该方法在重复启动时，热敏电阻温度高时，限流电阻阻值小，浪涌电流抑制效果差。为减小限流电阻阻值，也可使用开关短路限流电阻的方法，充电过程中开关断开，限流电阻限流，充电完成后开关闭合，短接限流电阻，减小回路电阻，但是开关闭合时，限流电阻上的压降突变，会导致浪涌电流产生，且限流电阻功耗与充放电时间反相关，充放电时间短时电阻功耗大。此外限流电阻还可以利用MOS管的线性区实现，充电开始时MOS管的电阻缓变变小，从而限制浪涌电流，但是该方法需实现驱动电压变化曲线与功率回路充放电时序匹配，否则会导致MOS管损坏。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了基于反馈与前馈的电流检测型电流浪涌抑制电路，通过限流阻抗与充电电容串联解耦负载电流，减小限流阻抗电路热耗；通过电流检测实现负反馈调节，限制浪涌电流；引入前馈支路，不仅能抑制上电瞬间开关管的异常驱动电压，提升电路可靠性，还能抑制启动后电压二次跳变时产生的浪涌电流；线性MOS管与开关MOS管的联合使用可减小启动完成时的冲击电流；该电路仅使用分立模拟器件即可实现，电路简单。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种基于反馈与前馈的电流检测型电流浪涌抑制电路，所述电流浪涌抑制电路包括储能电容、前馈加速电路和电流检测型阻抗控制反馈电路；

所述前馈加速电路包括电容C1、二极管D1和电阻R1，电容C1第一端与储能电容的正极连接，电容C1第二端分别连接二极管D1的阴极和电阻R1第一端，电阻R1第二端连接电流检测型阻抗控制反馈电路的电容C4，二极管D1的阳极和R10的第一端连接；

电容C4与电阻R9并联，电阻R9第一端与三极管Q3的发射极连接，电阻R9第二端与三极管Q3的基极连接，电阻R8第一端与三极管Q3的基极连接，电阻R8第二端与二极管D6的阴极连接，三极管Q3的发射极与瞬态抑制器D3阳极连接；