一种浪涌电流抑制电路及开关电源的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，尤其涉及一种浪涌电流抑制电路及开关电源。

背景技术：

在开关电源等大功率电源产品中通常存在较大的电解电容，在开机瞬间，对电解电容充电的电流较大，会出现浪涌电流，若此浪涌电流不加以抑制，将致使电源产品中的电子元件容易损耗。

现有的解决方案通常是在电解电容的充电回路中串入大功率热敏电阻，以实现对浪涌电流的抑制。然而，对电解电容充电完成后，热敏电阻一直串联在开关电源的电路中，形成损耗，进而影响电源效率。

技术实现要素：

本实用新型公开一种浪涌电流抑制电路及开关电源，以解决现有的开关电源电路中热敏电阻一直串联在开关电源电路中成为损耗而影响电源效率的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用下述技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种浪涌电流抑制电路，包括：

用于检测开关电源电解电容的充电电压的电压检测电路，所述电压检测电路与所述电解电容的正极连接；

用于抑制对所述电解电容充电的过程中产生的浪涌电流的浪涌抑制电路，所述浪涌抑制电路与所述电解电容的负极连接；

用于基于所述电解电容的充电电压控制所述浪涌抑制电路导通或短路的控制电路，所述控制电路的输入端与所述电压检测电路连接，所述控制电路的输出端与所述浪涌抑制电路连接。

可选地，所述控制电路具体用于在检测到所述电解电容的充电电压达到预设电压阈值时，控制所述浪涌抑制电路短路。

可选地，所述浪涌抑制电路包括：

浪涌抑制电阻，所述浪涌抑制电阻的第一端与所述电解电容的负极连接，所述浪涌抑制电阻的第二端接地；

开关器件，所述开关器件的第一端与所述控制电路连接，所述开关器件的第二端与所述浪涌抑制电阻的第一端连接，所述开关器件的第三端与所述浪涌抑制电阻的第二端连接；

其中，所述开关器件被配置为在闭合时，短路所述浪涌抑制电阻。

可选地，所述开关器件包括mos管；

所述mos管的栅极与所述控制电路连接，所述mos管的漏极与所述浪涌抑制电阻的第一端连接，所述mos管的源极与所述浪涌抑制电阻的第二端连接。

可选地，所述浪涌抑制电路还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述控制电路和所述mos管的栅极连接，所述第一电阻的第二端与所述mos管的源极连接。

可选地，所述mos管为n沟道mos管。

可选地，所述电压检测电路包括电阻组件和第二电阻；

所述电阻组件的第一端与所述电解电容的正极连接，所述电阻组件的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地。

可选地，所述控制电路包括稳压器件、光电耦合器、第三电阻和第四电阻；

所述稳压器件的第一端分别与所述电阻组件的第二端和所述第二电阻的第一端连接，所述稳压器件的第二端与所述光电耦合器的第二输入端连接；

所述光电耦合器的第一输入端通过所述第三电阻与外部电源连接，所述光电耦合器的第一输出端通过所述第四电阻与所述外部电源连接，所述光电耦合器的第二输出端与所述开关器件的第一端连接。

可选地，所述稳压器件包括三端可调分流基准源；

所述三端可调分流基准源的参考极分别与所述电阻组件的第二端和所述第二电阻的第一端连接，所述三端可调分流基准源的阴极与所述光电耦合器的第二输入端连接，所述三端可调分流基准源的阳极与所述第二电阻的第二端连接。

第二方面，本实用新型提供了一种开关电源，包括：

用于与供电电源连接的输入端子；

用于连接外部用电设备的输出端子；

本实用新型第一方面所述的浪涌电流抑制电路；

电解电容，所述电解电容的正极分别与所述输入端子和所述浪涌电流抑制电路的电压检测电路连接，所述电解电容的负极与所述浪涌电流抑制电路的浪涌抑制电路连接。

可选地，所述开关电源还包括整流器件，所述电解电容的正极通过所述整流器件与所述输入端子连接。

本实用新型实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本实用新型公开的浪涌电流抑制电路中，通过设置用于抑制对电解电容充电过程中产生的浪涌电流的浪涌抑制电路，并将浪涌抑制电路与电解电容的负极连接，可以起到抑制对电解电容充电过程中产生的浪涌电流的作用。通过设置电压检测电路，并将电压检测电路与电解电容的正极连接，可通过检测电解电容的充电电压来判断浪涌电流的大小。通过设置控制电路，将控制电路的输入端与电压检测电路连接以及将控制电路的输出端与浪涌抑制电路连接，由控制电路基于电解电容的充电电压控制浪涌抑制电路导通或短路，在浪涌抑制电路导通时能起到抑制浪涌电流的作用，在浪涌抑制电路短路时能有效避免浪涌抑制电路一直存在于电路中形成损耗而影响开关电源效率的问题出现。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有的开关电源的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种开关电源的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在开关电源等大功率电源产品中通常存在较大的电解电容，在开机瞬间，对电解电容充电的电流较大，会出现浪涌电流，若此浪涌电流不加以抑制，将致使电源产品中的电子元件容易损耗。针对该问题，现有的解决方案通常是在电解电容的充电回路中串入大功率热敏电阻，以实现对浪涌电流的抑制。具体地，如图1所示，开关电源的输入端子l和输入端子n上电后，输入的交流电经整流器件db1整流后迅速为电解电容(包括电解电容c7和电解电容c8)充电，在对电解电容充电的过程中，热敏电阻ntc1起到对浪涌电流的抑制作用。然而，对电解电容充电完成后，热敏电阻ntc1一直串联在开关电源的电路中，形成损耗，进而影响电源效率。

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种浪涌电流抑制电路及开关电源，以既能起到抑制浪涌电流的作用，又能有效避免浪涌抑制电路一直存在于开关电源的电路中形成损耗而影响电源效率的问题出现，结构简单，成本低廉，安全可靠。

以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。

请参考图2，本实用新型实施例提供一种浪涌电流抑制电路，所述浪涌电流抑制电路可应用于开关电源中，所述浪涌电流抑制电路包括浪涌抑制电路110、电压检测电路120和控制电路130。其中，电压检测电路120与开关电源的电解电容200的正极连接，浪涌抑制电路110与该电解电容200的负极连接，控制电路130的输入端与电压检测电路120连接，控制电路130的输出端与浪涌抑制电路110连接。

浪涌抑制电路110用于抑制对该电解电容200充电的过程中产生的浪涌电流。

电压检测电路120用于检测该电解电容200的充电电压。

控制电路130用于基于电解电容的充电电压控制浪涌抑制电路110导通或短路。

具体实施时，电压检测电路120通过电解电容200的充电电压可判断浪涌电流的大小，当电解电容200的充电电压较小时，浪涌电流较大，此时控制电路130可控制浪涌抑制电路110导通，以起到抑制浪涌电流的作用；当电解电容200的充电电压达到预设电压阈值时，浪涌电流较小，此时控制电路130可控制浪涌抑制电路110短路。

其中，预设电压阈值可以基于电解电容的历史充电数据设置。

本实用新型实施例提供的浪涌电流抑制电路，在本实用新型公开的浪涌电流抑制电路中，通过设置用于抑制对电解电容充电过程中产生的浪涌电流的浪涌抑制电路，并将浪涌抑制电路与电解电容的负极连接，可以起到抑制对电解电容充电过程中产生的浪涌电流的作用。通过设置电压检测电路，并将电压检测电路与电解电容的正极连接，可通过检测电解电容的充电电压来判断浪涌电流的大小。通过设置控制电路，将控制电路的输入端与电压检测电路连接以及将控制电路的输出端与浪涌抑制电路连接，由控制电路基于电解电容的充电电压控制浪涌抑制电路导通或短路，在浪涌抑制电路导通时能起到抑制浪涌电流的作用，在浪涌抑制电路短路时能有效避免浪涌抑制电路一直存在于电路中形成损耗而影响开关电源效率的问题出现。

可选地，上述实施例所述的浪涌抑制电路可以包括：浪涌抑制电阻r20和开关器件q2。其中，浪涌抑制电阻r20的第一端与电解电容200的负极连接，浪涌抑制电阻r20的第二端接地。开关器件q2的第一端与控制电路130连接，开关器件q2的第二端与浪涌抑制电阻r20的第一端连接，开关器件的第三端与浪涌抑制电阻r20的第二端连接。开关器件q2被配置为在闭合时，短路浪涌抑制电阻r20。

示例地，该开关器件q2可以为低阻抗开关，例如mos管。进一步地，mos管可以为n沟道mos管，其中，mos管的栅极与控制电路130连接，mos管的漏极与浪涌抑制电阻r20的第一端连接，mos管的源极与浪涌抑制电阻r20的第二端连接。该mos管的栅极基于控制电路130输出的电压信号导通或截止。

可选地，上述实施例所述的浪涌抑制电路还可以包括第一电阻r25，其中，第一电阻r25的第一端分别与控制电路130和mos管的栅极连接，第一电阻r25的第二端与mos管的源极连接。该第一电阻r25可以起到有效防止mos管误导通的作用。

需要说明的是，第一电阻r25的阻值可以根据实际需求选取，本实用新型实施例不做具体限定。

本实用新型实施例通过采用开关器件和浪涌抑制电阻，将开关器件与浪涌抑制电阻并联连接，通过控制电路控制开关器件的断开和闭合，可以控制浪涌抑制电阻是否被短路，使得浪涌抑制电阻既能起到抑制浪涌电流的作用，又能有效避免浪涌抑制电路一直存在于电路中形成损耗而影响开关电源效率的问题出现，结构简单，成本低廉，安全可靠。

可选地，上述实施例所述的电压检测电路120可以包括电阻组件和第二电阻r23，所述电阻组件的第一端与电解电容200的正极连接，所述电阻组件的第二端与第二电阻r23的第一端连接，第二电阻r23的第二端接地。

其中，电阻组件可以包括多个串联连接的定值电阻(如图2所示的电阻r3、电阻r9和电阻r15)，或者，可以包括阻值可调的至少一个电阻。并且，所述电阻组件中的各个电阻的阻值以及第二电阻r23的阻值可以根据实际需求选取，本实用新型实施例不做具体限定。

该电压检测电路120的具体工作过程为：如图2所示，若所述电阻组件的第一端与第二电阻r23的第二端之间的电压差较小，则电解电容200的充电电压较小，可确定此时产生的浪涌电流较大；若所述电阻组件的第一端与第二电阻r23的第二端之间的电压差较大，则电解电容200的充电电压较大，可确定此时产生的浪涌电流较小。

本实用新型实施例通过采用电阻作为电压检测电路对电解电容的充电电压进行检测，结构简单，成本低廉，安全可靠。

可选地，上述实施例所述的控制电路130可以包括稳压器件u5、光电耦合器u3、第三电阻r7和第四电阻r8。其中，稳压器件u5的第一端分别与电阻组件的第二端和第二电阻r23的第一端连接，稳压器件u5的第二端与光电耦合器u3的第二输入端2连接。光电耦合器u3的第一输入端1通过第三电阻r7与外部电源(例如，12v电源)连接，光电耦合器u3的第一输出端4通过第四电阻r8与所述外部电源连接，光电耦合器u3的第二输出端3与开关器件q2的第一端连接。

示例地，开关器件q2包括mos管，光电耦合器u3的第二输出端3与mos管的栅极连接。稳压器件u5可以包括三端可调分流基准源，所述三端可调分流基准源的参考极(即稳压器件u5的第一端)分别与所述电阻组件的第二端和第二电阻r23的第一端连接，所述三端可调分流基准源的阴极(即稳压器件u5的第二端)与光电耦合器u33的第二输入端2连接，所述三端可调分流基准源的阳极与第二电阻r23的第二端连接。

需要说明的是，第三电阻r7的阻值和第四电阻r8的阻值可以根据实际需求选取，本实用新型实施例不做具体限定。

该控制电路130的具体工作过程为：稳压器件u5对电压检测电路120检测到的电解电容的充电电压进行稳压后输出至光电耦合器的第二输入端，当电压检测电路120检测到电解电容的充电电压未达到预设电压阈值时，光电耦合器u3的受光器截止，此时光电耦合器u3的第一输出端和第二输出端之间断开，开关器件q2处于断开状态，浪涌抑制电阻r20串联在电解电容200的充电回路中，进而起到抑制对电解电容200充电过程中产生的浪涌电流的作用；当电压检测电路120检测到电解电容的充电电压达到预设电压阈值时，电解电容充电过程中产生的浪涌电流较小，此时，光电耦合器u3的发光器发光，致使光电耦合器u3的受光器导通，此时光电耦合器u3的第一输出端4和第二输出端3之间导通，驱动开关器件q2导通，浪涌抑制电阻r20短路，进而可以有效避免浪涌抑制电路一直存在于开关电源的电路中形成损耗而影响开关电源效率的问题出现。

请参考图2，本实用新型实施例还提供一种开关电源，所述开关电源包括输入端子、输出端子、电解电容200以及本实用新型上述实施例所述的浪涌电流抑制电路。

其中，所述输入端子可以包括用于与交流电的火线连接的输入端子l和用于与交流电的零线连接的输入端子n，所述输入端子用于与供电电源连接，所述输出端子用于连接外部用电设备，电解电容200的正极分别与所述输入端子和所述输出端子连接。

可选地，上述实施例所述的电解电容可以包括并联连接的电解电容c7和电解电容c8。

可选地，上述实施例所述的开关电源还可以包括用于将交流电转换成直流电的整流器件db1，其中，电解电容200的正极通过整流器件db1与输入端子连接。示例地，整流器件db1可以包括整流桥，整流桥的第一端1接地，整流桥的第二端2与输入端子n连接，整流桥的第三端与输入端子l连接，整流桥的第四端4与电解电容200的正极连接。

可选地，上述实施例所述的开关电源还可以包括保险丝f1，保险丝f1串联连接在所述开关电源的输入端子和所述整流器件的输入端之间，以起到过流保护作用。

本实用新型提供的开关电源，通过增设如上所述的浪涌电流抑制电路，并将电解电容的正极与所述浪涌电流抑制电路中的电压检测电路连接，将电解电容的负极与所述浪涌电流抑制电路中的浪涌抑制电路连接，在开关电源通电后，所述浪涌抑制电路可以起到抑制对电解电容充电过程中产生的浪涌电流的作用；所述电压检测电路可以起到通过电解电容的充电电压判断电涌电流的大小的作用；所述控制电路基于电解电容的充电电压控制所述浪涌抑制电路导通或短路，在所述浪涌抑制电路导通时能起到抑制浪涌电流的作用，在所述浪涌抑制电路短路时能有效避免浪涌抑制电路一直存在于电路中形成损耗而影响开关电源效率的问题出现。此外，本实用新型提供的开关电源结构简单，成本低廉，安全可靠。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。