专利名称：具有预防涌浪电流的电源供应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源供应器，特别是一种具有预防涌浪电流的电源供 应器。
背景技术：
电力供应对所有的电子系统来说，是最重要的一环。没有电力供应，即无
法使机器运转。目前有许多的电子系统被设计成具有备载容量(reserve margin)，且不仅仅只有一组电源供应器，而是具有多组的电源供应器。这些 电源供应器通过并联电源总线连接至电子系统而并联运转，以确保电子系统总
是能得到充足的电力以进行工作。
当有单独个别的电源供应器发生故障时，整个电子系统不会因为单独个别
的电源供应器故障而关机进行新的电源供应器的更换，所以需作热抽换(hot swap)维修。而新的电源供应器在输出端上会有相当大的未充电的滤波电容。 在新的电源供应器换上的瞬间，该未充电的滤波电容会从并联电源总线吸入一 涌浪电流(inrush current)，进而使并联电源总线上电压有相当大的瞬时电 压降(如图5所示)，使电源供应产生不稳定的现象。
在电源供应器的输出端上，若是没有大的滤波电容，如图3所示，则输出 电流涟波(ripple)会相当大。在电源供应器的输出端上，若是有大的滤波电 容，如图4所示(图示300A即为滤波电容)，则输出电流涟波会比较小。但 会有上述新的电源供应器刚换上时的涌浪电流出现，而使并联电源总线上电压 有相当大的瞬时电压降，使电源供应产生不稳定的现象。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术实用新型提供一种具有预防 涌浪电流的电源供应器。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有预防涌浪电流的电源供应器，应用于一并联电源总线。该具有预防涌浪电流的电源供应器包含 一滤波 电容及一控制流经该滤波电容的充电电流的电流控制单元。该电流控制单元电 连接至该滤波电容。该电流控制单元控制流经该滤波电容的一充电电流，以避 免在该并联电源总线上产生一涌浪电磁—。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于，所述的电流控制单 元还包含
一电力开关单元，电连接至该滤波电容；及
一控制流经该滤波电容的充电电流的控制单元，所述控制单元电连接至该 电力开关单元并控制该电力开关单元，以避免在该并联电源总线上产生该涌浪 电流。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其中，所述的控制单元还包含 一第一电阻，该第一电阻的一端电连接至该滤波电容，另一端电连接至该 电力开关单元；
一第二电阻，该第二电阻的一端电连接至该电力开关单元，另一端电连接 至地；及
一第一电容，该第一电容的一端电连接至该电力开关单元，另一端电连接 至地。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其中，所述的电力开关单元为一 金氧半场效晶体管。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其中，所述的电流控制单元为一 负温度系数热敏电阻。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其中，所述的滤波电容为一电解 质电容。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，还包含一欧凌开关电连接至该滤 波电容。
上述的具有预防涌浪电流的电源供应器，还包含一电源电路单元电连接至 该滤波电容。
本实用新型的有益功效在于
1.因为涌浪电流不会出现，所以不会出现火花造成并联电源总线与电源 供应器上的连接点损坏。2. 因为涌浪电流不会出现，所以可以在电源供应器输出端设计大的滤波 电容，输出电压和电流涟波可得到有效压制。
3. 因为电力开关单元会抑制流经滤波电容的充电电流大小，所以可使电 源总线上不荟有大幅度电压瞬间下降产生，电力供应得以保持稳定。
4. 现有技术在并联电源总线后方的电子系统，有可能会因为突然发生的
涌浪电流造成瞬间电压下降，而造成电子系统误判。电子系统会以为是电力不 足而去启动其它备份电源，甚至错误的储存数据后进行关机的保护动作，事实 上只是涌浪电流造成的瞬间电压降。本实用新型因为涌浪电流不会出现，所以 不会有这些误动作发生。
5. 现有技术消除输出电流涟波的手段之一是利用在欧凌开关(0R' ing switch)之前的电路。即在电源通过欧凌开关(0R， ing switch)流向电子系 统之前，已经先设法降低电流涟波，故在电源供应器输出侧不再放置大的滤波 电容，以避免涌浪电流。而本实用新型可在电源供应器输出侧可放置大的滤波 电容而又能避免涌浪电流。大的滤波电容的好处之一是可以抵消欧凌开关(OR' ing switch)及其它电路的电感特性，使得电压和电流涟波更小。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实 用新型的限定。
图1为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器方块图(主动式)；
图2为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器的一实施例电路图3为电源供应器输出端无滤波电容示意图4为电源供应器输出端有滤波电容示意图5为现有技术在并联电源总线上电压对电流时序图6为本实用新型在并联电源总线上电压对电流时序图7为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器方块图。
其中，附图标记
10具有预防涌浪电流的电源供应器
20并联电源总线 100 电源电路单元
5200欧凌开关300滤波电容
400电流控制单元
410控制单元
420电力开关单元
412第一电阻
414第二电阻
416第一电容
20A并联电源总线
20B并联电源总线
300A滤波电容
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述 请参考图7，图7为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器方块图。
本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器10应用于一并联电源总线20。
该具有预防涌浪电流的电源供应器10包含 一电源电路单元100、 一欧凌开
关(OR' ing switch) 200、 一滤波电容300及一电流控制单元400。该欧凌 开关(OR' ing switch) 200电连接至该电源电路单元100及该滤波电容300。 该电流控制单元400电连接至该滤波电容300。
该电源电路单元100为转换DC/DC或AC/DC的电源电路。该滤波电容300 为一电解质电容。该电流控制单元400控制流经该滤波电容300的一充电电流， 以避免在该并联电源总线20上产生一涌浪电流。
以安全性考虑，可以(但并不限定)在电源供应器的输出端串接一个开关 (欧凌开关(OR， ing switch))。即，可作热抽换(hot swap)的电源供应 器在输出端可串接一个开关(欧凌开关)。其目的在确认电源供应器的电源供 应正常后，开关(欧凌开关)打开让电源流出供给电子系统。
其中，该电流控制单元400可为主动式或被动式。以下将作详细介绍。
该电流控制单元400若为被动式，则可以例如为负温度系数热敏电阻(NTC Thermistor)实现。负温度系数热敏电阻(NTC Thermistor)的电阻值随温度 的上升而下降。当该并联电源总线20接上本实用新型的电源供应器的瞬间，该电流控制单元400 (负温度系数热敏电阻)的电阻值极大，流经该滤波电容 300的该充电电流极小。接着随着温度逐渐上升，该电流控制单元400 (负温 度系数热敏电阻)的电阻值逐渐下降。最后该电流控制单元400 (负温度系数 热敏电阻)的电阻值变得极小，使该滤波电容300能进行最佳的滤波功能，且 又不会产生该涌浪电流。
以下将详细介绍主动式的该电流控制单元400。
请参考图1，其为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器方块图 (主动式)。本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器IO应用于该并联 电源总线20。本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器10包含 一控制 单元410、 一电力开关单元420、该滤波电容300、该电源电路单元100及该 欧凌开关(OR' ing switch) 200。该电力开关单元420电连接至该控制单元 410及该滤波电容300。该欧凌开关(OR' ing switch) 200电连接至该电源 电路单元100及该滤波电容300。该电源电路单元100为转换DC/DC或AC/DC 的电源电路。该滤波电容300为一电解质电容。
首先，在该具有预防涌浪电流的电源供应器10接上该并联电源总线20 的瞬间，该控制单元410控制该电力开关单元420在切断状态。接着，等该具 有预防涌浪电流的电源供应器10完全接上该并联电源总线20后，该控制单元 410控制该电力开关单元420在线性电阻工作区，控制此线性电阻的大小，以 控制流经该滤波电容300的该充电电流大小。该电力开关单元420不仅具有开 关功能，而且具有可控制流经该滤波电容300的该充电电流大小的功能。等该 滤波电容300充电到接近该并联电源总线20的电压时，该控制单元410控制 该电力开关单元420完全导通，使该滤波电容300能进行最佳的滤波功能。
请参考图2，图2为本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器的一实 施例电路图。本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器10应用于该并联 电源总线20。本实用新型的具有预防涌浪电流的电源供应器10包含该控制 单元410、该电力开关单元420、该滤波电容300、该电源电路单元100及该 欧凌开关(OR' ing switch) 200。该电力开关单元420电连接至该控制单元 410及该滤波电容300。该欧凌开关(OR' ing switch) 200电连接至该电源 电路单元100及该滤波电容300。该电源电路单元100为转换DC/DC或AC/DC 的电源电路。该滤波电容300为一电解质电容。该电力开关单元420可为一金氧半场效晶体管(M0SFET)。
该控制单元410还包含 一第一电阻412、 一第二电阻414及一第一电容 416。该第一电阻412的一端电连接至该滤波电容300，另一端电连接至该电 力开关单元420。该第二电阻414的一端龟连接至该电力开关单元420，另一 端电连接至地。该第一电容416的一端电连接至该电力开关单元420，另一端 电连接至地。
首先，在该具有预防涌浪电流的电源供应器10接上该并联电源总线20 时，该欧凌开关(0R' ing switch) 200此时为断路，且该电力开关单元420 也在切断状态。接着，该并联电源总线20经过该第一电阻412及该第二电阻 414对该第一电容416进行充电。当该第一电容416充电到一电压值时，会使 该电力开关单元420进入线性电阻区工作。该并联电源总线20会对该滤波电 容300进行充电。而且因为该电力开关单元420在线性电阻区工作，所以流经 该滤波电容300的该充电电流会被限制在一限制值之下。该电力开关单元420 不仅是具有开关功能而已，而是具有可控制流经该滤波电容300的该充电电流 大小的功能。最后，当该第一电容416上电压进入到使该电力开关单元420 完全导通时，该滤波电容300将正常工作，发挥最佳的滤波功能。
请参考图5，图5为现有技术没有该电力开关单元420控制该滤波电容300 时，在该并联电源总线20的电压电流时序图。可以看出现有技术在电源供应 器接上该并联电源总线20瞬间会产生大的涌浪电流，因而使得电压突降，造 成电压不稳定的现象。请参考图6，图6为本实用新型该电力开关单元420控 制该滤波电容300时，在该并联电源总线20的电压电流时序图。可以看出本 实用新型在电源供应器接上该并联电源总线20瞬间不会产生大的涌浪电流， 因而电压仍旧稳定。
本实用新型的重点为在新的电源供应器接上该并联电源总线20的时候， 该电流控制单元400控制流经该滤波电容300的该充电电流，使该滤波电容 300能缓慢充电以避免在该并联电源总线20上产生该涌浪电流。
本实用新型的优点为-
1. 因为涌浪电流不会出现，所以不会出现火花造成并联电源总线与电源 供应器上的连接点损坏。
2. 因为涌浪电流不会出现，所以可以在电源供应器输出端设计大的滤波电容，输出电压和电流涟波可得到有效压制。
3. 因为电力开关单元会抑制流经滤波电容的充电电流大小，所以可使电 源总线上不会有大幅度电压瞬间下降产生，电力供应得以保持稳定。
4. 现有ii术在并联电源总线后方的电子系统，有可能会因为突然发生的 涌浪电流造成瞬间电压下降，而造成电子系统误判。电子系统会以为是电力不 足而去启动其它备份电源，甚至错误的储存数据后进行关机的保护动作，事实 上只是涌浪电流造成的瞬间电压降。本实用新型因为涌浪电流不会出现，所以 不会有这些误动作发生。
5. 现有技术消除输出电流涟波的手段之一是利用在欧凌开关(0R' ing switch)之前的电路。即在电源通过欧凌开关(0R' ing switch)流向电子系 统之前，已经先设法降低电流涟波，故在电源供应器输出侧不再放置大的滤波 电容，以避免涌浪电流。而本实用新型可在电源供应器输出侧可放置大的滤波 电容而又能避免涌浪电流。大的滤波电容的好处之一是可以抵消欧凌开关(OR' ing switch)及其它电路的电感特性，使得电压和电流涟波更小。
当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精祌及其 实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改 变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保 护范围。
权利要求1.一种具有预防涌浪电流的电源供应器，应用于一并联电源总线，其特征在于，该具有预防涌浪电流的电源供应器包含一滤波电容；及一控制流经该滤波电容的充电电流的电流控制单元，电连接至该滤波电容。
2. 如权利要求1所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于， 所述的电流控制单元还包含一电力开关单元，电连接至该滤波电容；及一控制流经该滤波电容的充电电流的控制单元，所述控制单元电连接至该 电力开关单元并控制该电力开关单元，以避免在该并联电源总线上产生该涌浪 电流。
3. 如权利要求2所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于，所述的控制单元还包含一第一电阻，该第一电阻的一端电连接至该滤波电容，另一端电连接至该电力开关单元；一第二电阻，该第二电阻的一端电连接至该电力开关单元，另一端电连接 至地；及一第一电容，该第一电容的一端电连接至该电力开关单元，另一端电连接 至地。
4. 如权利要求2所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于，所述的电力开关单元为一金氧半场效晶体管。
5. 如权利要求1所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于， 所述的电流控制单元为一负温度系数热敏电阻。
6. 如权利要求l所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于， 所述的滤波电容为一电解质电容。
7. 如权利要求1所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于， 还包含一欧凌开关电连接至该滤波电容。
8. 如权利要求1所述的具有预防涌浪电流的电源供应器，其特征在于， 还包含一 电源电路单元电连接至该滤波电容。
专利摘要一种具有预防涌浪电流的电源供应器，应用于一并联电源总线。该具有预防涌浪电流的电源供应器包含一滤波电容及一电流控制单元。该电流控制单元电连接至该滤波电容。该电流控制单元控制流经该滤波电容的一充电电流，以避免在该并联电源总线上产生一涌浪电流。
文档编号H02M3/10GK201418030SQ20092015736
公开日2010年3月3日 申请日期2009年5月26日 优先权日2009年5月26日
发明者廖继顺, 林敬昌, 陈本盛 申请人:群光电能科技股份有限公司