软启电路及电器设备的制作方法

1.本实用新型属于电气设备技术领域，尤其涉及一种软启电路及电器设备。


背景技术：

2.随着电子设备的高精化发展，为提高电子设备的使用寿命，越来越多的电子设备加入了软启动方式，例如电磁炉在工作时由整流电路将交流电压变成直流电压，再经过lc振荡电路和igbt控制电路，将直流电压转换成高频电压，使得高速变化的电流流过电磁炉的发热线盘线圈而产生高速变化的磁场，产生热量。在高速振荡lc回路中，由于电感线圈和谐振电容积累了大量的能量。而如果在半桥谐振电路中igbt的开通采用硬开通方式时，对igbt损耗比较大，而且对igbt的硬力要求也非常高，导致电磁炉的使用寿命降低。
3.现有的软启动方式通常是通过在主功率回路先闭合软启电路给电容充电，当电容的电压到达一定值(和输入电压相近)时，再闭合功率路继电器，来达到减少冲击电流的目的。但是，继电器放在功率路会导致继电器闭合时过电流较大，大电流导致需要选用更大体积的继电器，而且大电流会使得电能损耗变大，同时使得继电器的线包发热严重，导致继电器需要占用更大的散热空间，不利于提高电源功率密度。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种软启电路，旨在解决现有的软启方式采用继电器占用空间大的问题。
5.本实用新型实施例提供一种软启电路，包括：
6.电容模组，包括至少一个充电电容，充电电容的一端与产品供电端的第一供电端连接；
7.主控模块，与产品供电端和电容模组连接，用于在检测到产品供电端有电压输入时，通过第一输出端输出第一控制信号，并在检测到电容模组的充电电压达到预设电压值时，通过第二输出端输出第二控制信号；
8.预充模块，与第一输出端、充电电容的另一端和产品供电端的第二供电端连接，用于在接收到第一控制信号时预充充电电容；
9.主开关模块，与第二输出端和电容模组连接，用于在接收到第二控制信号时导通充电电容的另一端与第二供电端。
10.第二方面，本技术还提供一种电器设备，电器设备包括如上述的软启电路。
11.本实用新型实施例中的产品供电端包括第一供电端和第二供电端，电容模组的至少一个充电电容的一端与该第一供电端连接，充电电容的另一端与预充模块连接，预充模块还与第二供电端连接，从而可以在接收到主控模块输出的第一控制信号时对充电电容进行预充，主控模块采集产品供电端的电压并在产品供电端有电压输入时输出该第一控制信号，主控模块还与电容模组连接以采集电容模组的充电电压，并在充电电压达到预设电压值输出第二控制信号，主开关模块在接收到该第二控制信号后将充电电容的另一端和第二
供电端导通，实现软启功能，而且主回路流过的电流为充电电容吸收的纹波电流，纹波电流远小于功率回路的电流，能有效降低电路损耗，占用空间小，有利于提高功率密度。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例提供的一种软启电路一个实施例的模块结构示意图；
13.图2是本实用新型实施例提供的一种软启电路一个实施例的电路结构示意图；
14.图3是本实用新型实施例提供的一种软启电路另一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
15.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
16.现在的软启动方式的继电器放在功率路，导致继电器闭合时过电流较大，电能损耗变大，继电器的线包发热严重，导致继电器需要占用更大的散热空间，不利于提高电源功率密度。本实用新型通过预充模块在接收到第一控制信号时对充电电容进行预充，然后通过主开关模块在接收到第二控制信号后将充电电容的另一端和第二供电端导通，实现软启功能，主回路流过的电流为充电电容吸收的纹波电流，纹波电流远小于功率回路的电流，能有效降低电路损耗，占用空间小，有利于提高功率密度。
17.实施例一
18.在一些可选实施例中，如图1所示，本技术一个实施例提供一种软启电路，包括电容模组100、主控模块200、预充模块300和主开关模块400。
19.电容模组100包括至少一个充电电容，充电电容的一端与产品供电端的第一供电端v1连接；
20.主控模块200与产品供电端和电容模组100连接，用于在检测到产品供电端有电压输入时，通过第一输出端vout1输出第一控制信号，并在检测到电容模组100的充电电压达到预设电压值时，通过第二输出端vout2输出第二控制信号；
21.预充模块300与第一输出端vout1、充电电容的另一端和产品供电端的第二供电端v2连接，用于在接收到第一控制信号时预充充电电容；
22.主开关模块400与第二输出端vout2和电容模组100连接，用于在接收到第二控制信号时导通充电电容的另一端与第二供电端v2。
23.在实施时，电容模组100包括n个充电电容，n大于等于1，电容模组100的各个充电电容采用并联方式连接，且各充电电容的一端与产品供电端的第一供电端v1连接。产品供电端为产品的电源输入端，例如产品的插头，插头通常包括2个金属端子分别对应火线和零线，部分产品的插头包括三个金属端子分别对应火线、零线和接地。在实施时，第一供电端v1和第二供电端v2可以任意连接火线或者零线，例如第一供电端v1接火线而第二供电端v2接零线，或者第一供电端v1接零线而第二供电端v2接火线。
24.主控模块200与产品供电端连接以检测产品供电端的电压，当产品供电端有电压输入时，例如产品的插头与插座对接，此时产品供电端与市电连接，例如第一连接端v1接火线而第二连接端v2接零线，主控模块200检测到市电电压时通过第一输出端vout1输出第一
控制信号至预充模块300，预充模块300与各充电电容的另一端和第二供电端v2连接，并在接收到该第一控制信号时对各充电电容进行预充，例如预充模块300设置有开关管和充电电阻，充电电容的另一端通过充电电阻和开关管串联至第二供电端v2，开关管的控制端与第一输出端vout1连接，第一控制信号用于控制开关管的导通，使得第一供电端v1、各充电电容、充电电阻、开关管和第二供电端v2形成回路，从而对充电电容进行预充。
25.主控模块200还与电容模组100连接以采集电容模组100的充电电压，当电容模组100的充电电压达到预设电压值时，通过第二输出端输出第二控制信号，预设电压值为产品供电端的输入电压，以产品供电端的输入电压为200v为例，当电容模组100的充电电容的电压达到200v时输出第二控制信号。在一些实施例中，当充电电容的电压与预设电压值之间的差值在一定范围内时，例如充电电压的电压和预设电压值之间差值的绝对值为0v～5v时，确认电容模组100的充电电压达到预设电压值。
26.主开关模块400连接充电电容的另一端和第二供电端v2，当主开关模块400接收到第二控制信号时将充电电容的另一端和第二供电端v2连接导通。例如主开关模块400包括开关管或者开关电路，开关管可以采用三极管、mos管或者igbt，以三极管为例，三极管的集电极或者发射极与第二供电端v2连接，例如第二供电端v2接零线时，三极管的集电极与第二供电端v2连接而发射极接充电电容的另一端，而当第二供电端v2接火线时，三级管的发射极接第二供电端v2而集电极接充电电容的另一端，三极管的基极与第二输出端vout2连接，第二控制信号控制三极管导通，以使充电电容的两端分别与第一供电端v1和第二供电端v2连接，实现软启功能。不需要在功率路设置继电器，电路占用空间小。
27.本技术实施例中的产品供电端包括第一供电端v1和第二供电端v2，电容模组100的至少一个充电电容的一端与该第一供电端v1连接，充电电容的另一端与预充模块300连接，预充模块300还与第二供电端v2连接，从而可以在接收到主控模块200输出的第一控制信号时对充电电容进行预充，主控模块200采集产品供电端的电压并在产品供电端有电压输入时输出该第一控制信号，主控模块200还与电容模组100连接以采集电容模组100的充电电压，并在充电电压达到预设电压值输出第二控制信号，主开关模块400在接收到该第二控制信号后将充电电容的另一端和第二供电端v2导通，实现软启功能，而且主回路流过的电流为充电电容吸收的纹波电流，纹波电流远小于功率回路的电流，能有效降低电路损耗，占用空间小，有利于提高功率密度。
28.实施例二
29.在一些可选实施例中，主开关模块400包括第一开关元件q1、第一电阻r1和第二电阻r2；
30.第一开关元件q1的第一极管脚与第一电阻r1的一端以及第二电阻r2的一端连接，第一开关元件q1的第二极管脚与第二供电端v2连接，第一开关元件q1的第三极管脚与充电电容的另一端连接；
31.第一电阻r1的另一端与第二输出端vout2连接；
32.第二电阻r2的另一端与第一开关元件q1的第二极管脚连接。
33.在一些实施例中，预充模块300包括第二开关元件q2、第三电阻r3和第四电阻r4；
34.第二开关元件q2的第一极管脚与第一输出端vout1以及第三电阻r3的一端连接，第二开关元件q2的第二极管脚与第二供电端v2连接，第二开关元件q2的第三极管脚与第四
电阻r4的一端连接；
35.第三电阻r3的另一端与第二开关元件q2的第二极管脚连接；
36.第四电阻r4的另一端与充电电容的另一端连接。
37.在实施时，以电容模组100包括4个充电电容为例，如图2所示，分别为电容cc1、电容cc2、电容cc3和电容cc4，电容cc1、电容cc2、电容cc3和电容cc4并联连接，第一供电端v1和第二供电端v2与产品电路连接，例如在电磁炉中与igbt模块连接以为igbt模块供电，电容cc1的一端与第一供电端v1连接，电容cc1的另一端与第一开关元件q1的第三极管脚连接，第一开关元件q1的第二极管脚与第二供电端v2连接，第一开关元件q1的第一极管脚通过第一电阻r1与第二输出端vout2连接，电容cc1的另一端还通过第四电阻r4与第二开关元件q2的第三极管脚连接，第二开关元件q2的第二极管脚与第二供电端v2连接，第二开关元件q2的第一极管脚与第一输出端vout1连接。
38.主控模块200包括主控芯片(图未示出)以及芯片外围电路(图未示出)，主控芯片包括第一输入端、第二输入端、第一输出端vout1和第二输出端vout2，第一输入端与产品供电端连接，用于采集产品供电端的供电电压，第二输入端与电容模组100连接，用于采集充电电压，第一输出端vout1与第二开关元件q2的第一极管脚连接，第二输出端vout2与第一电阻r1的另一端连接。
39.当主控芯片检测到产品供电端有电压输入时，输出第一控制信号至第二开关元件q2以控制第二开关元件q2导通，开关元件可以采用三极管、mos管或者igbt，开关元件的第一极管脚、第二极管脚和第三极管脚分别对应三极管、mos管或者igbt的三个管脚，例如开关元件为三极管时，开关元件的第一极管脚、第二极管脚和第三极管脚分别对应三极管的基极、发射极和集电极，当开关元件采用mos管时，开关元件的第一极管脚、第二极管脚和第三极管脚分别对应mos管的栅极、源极和漏极。
40.以第二开关元件q2采用npn三极管为例，第一输出端vout1输出第一控制信号的电平高于三极管的导通电压时，例如三极管的导通电压为vbe＞0.7v，第二开关元件q2的发射极与零线连接，则第一控制信号高于0.7v即可导通第二开关元件q2，第一供电端v1、各个充电电容、第四电阻r4和第二供电端v2形成回路以给电容cc1、电容cc2、电容cc3和电容cc4进行预充电。
41.当充电电容的充电电压达到预设电压值时，该预设电压值为产品供电端的供电电压，即当充电电容的电压达到供电电压或者与供电电压相近时，主控芯片输出第二控制信号至第一开关元件q1，以第一开关元件q1为mos管为例，mos管的栅极通过第一电阻r1与第二输出端vout2连接，mos管的漏极与充电电容cc1的另一端连接，mos管的源极与第二供电端v2连接，第二控制信号控制第一开关元件q1导通，从而使得充电电容cc1的另一端直接与第二供电端v2连接，实现软启功能。
42.实施例三
43.在一些可选实施例中，主开关模块400还包括第一电容c1，第一电容c1与第二电阻r2并联。预充模块300还包括第二电容c2，第二电容c2与第三电阻r3并联。第一电容c1和第二电容c2分别用于对第二控制信号和第一控制信号过滤杂波，能有效提高电路稳定性。
44.在一些实施例中，本技术提供的软启电路还包括开关驱动模块(图未示出)；
45.开关驱动模块的输入端与第二输出端vout2连接，开关驱动模块的输出端与第一
电阻r1的另一端连接，用于在接收到控制信号时输出驱动信号以驱动第一开关元件q1导通。以上述的第一开关元件q1为mos管为例，开关驱动模块为mos管的驱动电路，开关驱动模块可以提供高于芯片的输出电压，从而提高mos管适用范围，保证第一开关元件q1的导通。
46.在另一些实施例中，本技术提供的软启电路包括n个主开关模块400，n大于等于2，在实施时，主开关模块400的个数可以根据充电电容的个数相应设置，例如电容模组100包括8个并联的充电电容，如图3所示，分别为电容cc1、电容cc2、电容cc3、电容cc4、电容cc5、电容cc6、电容cc7和电容cc8，主开关模块400设置有两个，其中，第一个主开关模块400包括第一开关元件q1、第一电阻r1和第二电阻r2，第一开关元件q1、第一电阻r1和第二电阻r2的电路结构如上述实施例二，第二个主开关模块400包括第三开关元件q3、第五电阻r5、第六电阻r6和第三电容c3，第三开关元件q3可以采用三极管、mos管或者igbt，第三开关元件q3的第一极管脚与第五电阻r5的一端和第六电阻r6的一端连接，第三开关元件q3的第二级管脚与第二供电端v2连接，第三开关元件q3的第三极管脚与充电电容cc1的另一端连接，第六电阻r6的另一端与第三开关元件q3的第二级管脚连接，第三电容c3与第六电阻r6并联。当主控芯片输出第二控制信号以控制第一开关元件q1和第三开关元件q3导通，实现软启功能。
47.在一些实施例中，电容模组100还包括放电电阻r7，放电电阻r7与充电电容并联。在电路断电后，放电电阻r7用于泄放各充电电容的残余电荷。
48.实施例四
49.在一些可选实施例中，本技术还提供一种电器设备，电器设备包括如上述的软启电路。
50.在实施时，软启电路包括电容模组100、主控模块200、预充模块300和主开关模块400。电容模组100包括至少一个充电电容，充电电容的一端与产品供电端的第一供电端v1连接；主控模块200与产品供电端和电容模组100连接，用于在检测到产品供电端有电压输入时，通过第一输出端vout1输出第一控制信号，并在检测到电容模组100的充电电压达到预设电压值时，通过第二输出端vout2输出第二控制信号；预充模块300与第一输出端vout1、充电电容的另一端和产品供电端的第二供电端v2连接，用于在接收到第一控制信号时预充充电电容；主开关模块400与第二输出端vout2和电容模组100连接，用于在接收到第二控制信号时导通充电电容的另一端与第二供电端v2。
51.在实施时，电容模组100包括n个充电电容，n大于等于1，电容模组100的各个充电电容采用并联方式连接，且各充电电容的一端与产品供电端的第一供电端v1连接。产品供电端为产品的电源输入端，例如产品的插头，插头通常包括2个金属端子分别对应火线和零线，部分产品的插头包括三个金属端子分别对应火线、零线和接地。
52.主控模块200可以设计成电器设备的主控芯片，主控模块200与产品供电端连接以检测产品供电端的电压，当产品供电端有电压输入时，例如产品的插头与插座对接，此时产品供电端与市电连接，例如第一连接端v1接火线而第二连接端v2接零线，主控模块200检测到市电电压时通过第一输出端vout1输出第一控制信号至预充模块300，预充模块300与各充电电容的另一端和第二供电端v2连接，并在接收到该第一控制信号时对各充电电容进行预充，例如预充模块300设置有开关管和充电电阻，充电电容的另一端通过充电电阻和开关管串联至第二供电端v2，开关管的控制端与第一输出端vout1连接，第一控制信号用于控制
开关管的导通，使得第一供电端v1、各充电电容、充电电阻、开关管和第二供电端v2形成回路，从而对充电电容进行预充。
53.主控模块200还与电容模组100连接以采集电容模组100的充电电压，当电容模组100的充电电压达到预设电压值时，通过第二输出端输出第二控制信号，预设电压值为产品供电端的输入电压，当电容模组100的充电电容的电压达到产品供电端的输入电压时输出第二控制信号。在一些实施例中，当充电电容的电压与预设电压值之间的差值在一定范围内时，例如充电电压的电压和预设电压值之间差值的绝对值为0v～5v时，确认电容模组100的充电电压达到预设电压值。
54.主开关模块400连接充电电容的另一端和第二供电端v2，当主开关模块400接收到第二控制信号时将充电电容的另一端和第二供电端v2连接导通，例如主开关模块400包括开关管或者开关电路，开关管可以采用三极管、mos管或者igbt，以三极管为例，三极管的集电极或者发射极与第二供电端v2连接，例如第二供电端v2接零线时，三极管的集电极与第二供电端v2连接而发射极接充电电容的另一端，而当第二供电端v2接火线时，三级管的发射极接第二供电端v2而集电极接充电电容的另一端，三极管的基极与第二输出端vout2连接，第二控制信号控制三极管导通，以使充电电容的两端分别与第一供电端v1和第二供电端v2连接，实现软启功能。不需要在功率路设置继电器，电路占用空间小。
55.本技术实施例中的产品供电端包括第一供电端v1和第二供电端v2，电容模组100的至少一个充电电容的一端与该第一供电端v1连接，充电电容的另一端与预充模块300连接，预充模块300还与第二供电端v2连接，从而可以在接收到主控模块200输出的第一控制信号时对充电电容进行预充，主控模块200采集产品供电端的电压并在产品供电端有电压输入时输出该第一控制信号，主控模块200还与电容模组100连接以采集电容模组100的充电电压，并在充电电压达到预设电压值输出第二控制信号，主开关模块400在接收到该第二控制信号后将充电电容的另一端和第二供电端v2导通，实现软启功能，而且主回路流过的电流为充电电容吸收的纹波电流，纹波电流远小于功率回路的电流，能有效降低电路损耗，占用空间小，有利于提高功率密度。
56.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。