專利名稱：一種開關電源及其上電沖擊電流抑制方法
技術領域：
本發明涉及一種開關電源及其上電沖擊電流抑制方法。
背景技術：
在開關電源設計中，為了輸出平滑的、紋波較小的直流電壓，需要在開關電源電路的輸入側并聯容值很大的整流穩壓電容。由于這個電容的存在，傳統的開關電源電路在上電瞬間，會在整流輸入端產生非常大的沖擊電流。該沖擊電流會達到額定工作電流的上百倍，如果不加以抑制，既有可能燒壞開關電源中的整流管、開關管等元件，還將對電網造成電流沖擊，產生電磁干擾，影響其它電力設備正常工作。特別在停電恢復時，所有使用開關電源的負荷同時上電，沖擊電流累加在一起，會造成限流保護再次動作，影響正常的恢復供電過程。已有的抑制開關電源的沖擊電流的方法如
圖1所示。該方法在交流輸入端串聯熱敏電阻，當出現大電流時，熱敏電阻阻值增加，將限制上電沖擊電流。但是，熱敏電阻從常態的低阻值到保護狀態的高阻值具有一個變化延時，所以不能對瞬時的沖擊電流進行有效保護。同時，開關電源通常選用具有負溫度特性的熱敏電阻，以便在正常工作狀態，熱敏電阻發熱時，獲得減小的電阻值，減少其能量損耗。由此特性，如果開關電源輸入的交流電壓突然掉電后又馬上恢復，熱敏電阻因其沒有冷卻，將失去對此刻的沖擊電流的限制作用。所以，采用熱敏電阻的方法只能在小功率的開關電源中應用。在大功率的開關電源中，還有將熱敏電阻替代為限流電阻、并在限流電阻的兩端并聯一個繼電器的方法。上電時，繼電器斷開，限流電阻被串入交流回路，從而限制沖擊電流。經過一定時間的延時后，繼電器閉合，限流電阻被短接，電源正常工作。該方法結構更加復雜，實際工作的可靠性不高，而且繼電器的使用增加了成本。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于開關電源的上電沖擊電流的抑制方法及使用該方法的開關電源，用以解決現有上電沖擊電流抑制方法可靠性低、上電速度慢的問題。為實現上述目的，本發明的方案包括:一種開關電源，包括整流器和整流器輸出端連接的一個整流穩壓電容，所述整流穩壓電容與一個MOS管串聯，該MOS管與整流穩壓電容形成的串聯支路連接在整流器輸出端之間；所述開關電源還設有一個輸出控制信號與所述MOS管控制端相連接的上電沖擊控制電路，該上電沖擊控制電路采樣所述整流穩壓電容的兩端電壓，并根據整流穩壓電容兩端電壓為MOS管提供導通控制信號輸出。一種上電沖擊電流抑制方法，包括如下步驟:上電沖擊控制電路依據如下兩種情況輸出控制信號:( I)當整流穩壓電容兩端電壓Ud小于設定電壓閾值UDT，則上電沖擊控制電路輸出控制信號為周期為τρ、導通脈沖寬度為Td的脈沖，通過調節導通脈沖寬度TD，控制MOS管的導通阻抗，抑制上電沖擊電流；(2)當Ud大于設定電壓閾值Um，則上電沖擊控制電路的輸出控制信號為MOS管導通所對應的電平信號，控制MOS管導通。 在情況(I)中上電沖擊控制電路依據整流穩壓電容兩端電壓uD、采用線性方式調控導通脈沖寬度TD，滿足如下關系:
權利要求
1.一種開關電源，包括整流器和整流器輸出端連接的一個整流穩壓電容，其特征在于，所述整流穩壓電容與一個MOS管串聯，該MOS管與整流穩壓電容形成的串聯支路連接在整流器輸出端之間；所述開關電源還設有一個輸出控制信號與所述MOS管控制端相連接的上電沖擊控制電路，該上電沖擊控制電路采樣所述整流穩壓電容的兩端電壓，并根據整流穩壓電容兩端電壓為MOS管提供導通控制信號輸出。
2.一種如權利要求1所述開關電源的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，包括如下步驟:上電沖擊控制電路依據如下兩種情況輸出控制信號: (1)當整流穩壓電容兩端電壓Ud小于設定電壓閾值Udt，則上電沖擊控制電路輸出控制信號為周期為TP、導通脈沖寬度為Td的脈沖，通過調節導通脈沖寬度TD，控制MOS管的導通阻抗，抑制上電沖擊電流； (2)當Ud大于設定電壓閾值UDT，則上電沖擊控制電路的輸出控制信號為MOS管導通所對應的電平信號，控制MOS管導通。
3.根據權利要求2所述的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，在情況(I)中上電沖擊控制電路依據整流穩壓電容兩端電壓UD、采用線性方式調控導通脈沖寬度TD，滿足如下關系:
4.根據權利要求3所述的上電沖擊電流抑制方法，其特征在于，周期Tp的取值大于MOS管最高工作頻率對應的周期時間。
全文摘要
本發明涉及一種開關電源及其上電沖擊電流抑制方法，將開關電源中的整流穩壓電容和一個MOS管串聯后并接在整流器輸出的整流電壓兩端，并將整流穩壓電容的電壓接入上電沖擊控制電路，上電沖擊控制電路的輸出控制信號接入MOS管控制端；上電沖擊控制電路通過輸出的導通脈沖寬度控制MOS管的導通阻抗，從而抑制開關電源的上電沖擊電流。該方法在實現對開關電源上電沖擊電流進行有效抑制的同時，能夠加快開關電源上電工作的速度；上電沖擊控制電路能夠集成在開關電源控制芯片中，便于實際應用；由于MOS管的導通阻抗低，引入的能量功耗較小，工作可靠性高。
文檔編號H02M1/32GK103199688SQ20131012150
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月9日 優先權日2013年4月9日
發明者金言, 龐浩, 王盈盈, 馬永武, 黃明山, 王振舉 申請人:許繼集團有限公司, 河南許繼儀表有限公司, 國家電網公司