一种带启动浪涌抑制功能的三路输出开关电源电路

文档序号:31821717发布日期:2022-10-14 23:17阅读:44来源:国知局

1.本实用新型涉及开关电源领域,具体涉及多路输出开关电源启动浪涌抑制技术。


背景技术:

2.开关电源因大电容和感性元件(变压器或电感)存在,在开机启动,即负荷的投入和切除时都会产生短时、大于正常工作电流几十倍的浪涌电流。浪涌电流会产生如下危害:
3.串入电网(或同一局域电网),影响其它用电设备正常工作、引起其它用电设备工作异常等;大电流导致供电环路中的过电流保护电路重启,或者保护电路动作而切除供电,从而导致同一环路的其它设备断电;带电安装调试时,产生打火现象;电网电压瞬间下跌,导致其它用设备停止、重启、产生不明原因故障,过早老化缩短使用寿命,甚至还会导致计算机和通讯等微电子设备的数据丢失,输出音质、画面质量下降损害;严重时会导致前级供电电源损坏。
4.现有电子设备电子显微镜的显示屏、图像处理器及镜头灯管需要三组开关电源供电,解决方案为,设计三路输出的开关电源,输入供电dc24.47v、正常工作输入电流为0.29a。然而实际测试,输入供电启动瞬间输入浪涌电流高达33.2a,对前端供电电源冲击很大,会有如下不良影响:
5.(1)长年累月的使用会缩短该开关电源的寿命;
6.(2)因浪涌电流异常,为避免前级电源过流保护电路动作,前级电源功率需减半使用,造成电源使用率低、成本上升;
7.(3)会造成该开关电源保险丝动作而导致设备停止工作。


技术实现要素:

8.本实用新型的目的是提供具有启动浪涌抑制功能的三路输出的开关电源,以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:具有启动浪涌抑制功能的三路输出开关电源电路。该电路包括输入保护电路、浪涌抑制电路、降压电路,具有三路输出,所述输入保护电路包括电源vin、保险管f1、整流桥堆db1、双向稳压二极管d1;所述浪涌抑制电路包括控制器u0、电容cen、电阻rvcc1、电阻rvcc2、电阻r1、电阻r2、电阻r3;所述降压电路由三路buck电路并列组成,三者同一个电源,电路结构对称,buck电路包括控制器u1、电容c11、电阻r16、电容c14、电容c13、电阻r13、稳压二极管 zd1、电感l11、电容c12、电阻r11、电阻r12、输出vout1。
10.优选的,所述的整流桥堆db1的3号引脚与稳压二极管d1的输入端、电阻rvcc1输入端、电容c11 的输入端、电容c21的输入端、电容c31的输入端、控制器u1的7号引脚、控制器u2的7号引脚及控制器u3的7号引脚均连接。
11.优选的,所述的电阻r1的输出端与控制器u0的6号引脚和控制器u3的2号引脚均连接,所述的电阻r2与控制器u0的5号引脚和控制器u2的2号引脚均连接,所述的电阻r3与控
制器4号引脚和控制器 u1的2号引脚均连接。
12.优选的,所述的电感l11的输出端与电容c12的输出端、电阻r11的输入端及输出vout1的电线均连接。
13.优选的,所述的电感l21的输出端与电容c22的输出端、电阻r21a的输入端及输出vout2的电线均连接。
14.优选的,所述的电感l31的输出端与电容c32的输出端、电阻r31的输入端及输出vout3的电线均连接。
15.优选的,所述的电阻rvcc1的输出端与电阻rvcc2的输入端、控制器u0的1号引脚、电阻r1的输入端、电阻r2的输入端、电阻r3的输入端均连接。
16.本实用新型的技术效果和优点:
17.本实用新型通过设计三组降压电路提供了三路输出电压,满足了电子显微镜的三个电源需求。通过增加启动浪涌电流抑制电路,改善了外部设备三个负载同时投入时启动浪涌电路冲击问题。
附图说明
18.说明书附图1是本实用新型的整体电路结构示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅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。
20.具体实施方式一:本实用新型提供了如图1所示的带启动浪涌抑制功能的三路输出开关电源电路,包括输入保护电路、浪涌抑制电路、降压电路,具有三路输出,所述输入保护电路包括电源vin、保险管f1、整流桥堆db1、双向稳压二极管d1;所述浪涌抑制电路包括控制器u0、电容cen、电阻rvcc1、电阻rvcc2、电阻r1、电阻r2、电阻r3;所述降压电路由三路buck电路并列组成,三者同一个电源,电路结构对称, buck电路包括控制器u1、电容c11、电阻r16、电容c14、电容c13、电阻r13、稳压二极管zd1、电感l11、电容c12、电阻r11、电阻r12、输出vout1。
21.具体实施方式二:所述的电容c14的输出端与控制器u1的1号引脚、稳压二极管zd1的输入端及电感l11的输入端均连接,所述的电感l11的输出端与电容c12、电阻r11的输入端及输出vout电线均连接。
22.具体实施方式三:所述的整流桥堆db1的3号引脚与稳压二极管d1的输入端、电阻rvcc1输入端、电容c11的输入端、电容c21的输入端、电容c31的输入端、控制器u1的7号引脚、控制器u2的7号引脚及控制器u3的7号引脚均连接。
23.具体实施方式四:所述的电阻r1的输出端与控制器u0的6号引脚和控制器u3的2号引脚均连接,所述的电阻r2与控制器u0的5号引脚和控制器u2的2号引脚均连接,所述的电阻r3与控制器4号引脚和控制器u1的2号引脚均连接。
24.具体实施方式五:所述的电感l11的输出端与电容c12的输出端、电阻r11的输入端
及输出vout1的电线均连接;所述的电感l21的输出端与电容c22的输出端、电阻r21a的输入端及输出vout2的电线均连接。
25.具体实施方式六:所述的电感l31的输出端与电容c32的输出端、电阻r31的输入端及输出vout3的电线均连接;所述的电阻rvcc1的输出端与电阻rvcc2的输入端、控制器u0的1号引脚、电阻r1的输入端、电阻r2的输入端、电阻r3的输入端均连接。
26.本实用新型工作原理:
27.所述的保险管f1、整流桥堆db1和双向二极管d1构成输入保护电路,保险管f1起到过流保护,整流桥堆db1起到防止输入电源反接的作用,双向二极管d1起到输入电压过压的作用。
28.所述的降压电路有三组结构对称,利用同一个电压源,通过三组buck降压电路把dc24v的电压源变换成适合外部负载即电子显微镜使用的电压源,三组降压输出分别为vout1为dc12v、1a,vout2为dc12、 1a,vout3为dc5v、2a。其中利用了控制器u1、u2和u3内部集成的开关管及pwm驱动器。
29.所述的启动浪涌抑制电路包括控制器u0、电容cen、电阻rvcc1、电阻rvcc2、电阻r1、电阻r2、电阻r3。所述的电阻r1的输出端与控制器u0的6号引脚和控制器u3的2号引脚均连接,所述的电阻r2与控制器u0的5号引脚和控制器u2的2号引脚均连接,所述的电阻r3与控制器4号引脚和控制器u1的2 号引脚均连接。所述的电阻rvcc1与电阻rvcc2起到分压作用,为控制器u0提供电源。控制器u0的4、5 和6号引脚分别与控制器u1、u2和u3的使能引脚en即2号引脚连接,控制三组降压电路的启动。
30.控制器u0为时序控制器,集成了六个独立的计时器来控制三个开漏输出标志的时序(上电和下电)。这些标志允许连接线性稳压器和开关电源的关断或使能引脚,以控制电源的运行。这样就可以设计完整的电源系统,而不用担心可能发生的大浪涌电流或闩锁状况。控制器u0的时序由使能(en)引脚即3号引脚完全控制。上电后,所有标志都保持低电平,直到该使能引脚端被拉高。当en引脚置位时,上电序列开始。在固定延时结束前,第一个标志(flag1)会被继续拉低第一个标志被释放后,另一个计时器将开始对第二个标志(flag2)的释放进行延迟控制。此过程重复发生,直到全部三个标志都按顺序释放。下电序列与上电序列相同,但顺序相反。当en引脚被取消置位后,将启动一个计时器,该计时器对第三个标志(flag3)拉低进行延迟。然后,第二个和第一个标志将在适当的延迟之后按顺序跟随。用于控制下电方案的三个计时器也可以单独编程,它们和上电计时器完全独立。通过控制器u0,实现三组降压电路分时启动,即三组负载开启时通过控制器u0的延时控制实现不同时投入,从而有效降低启动时的浪涌电流,不会产生浪涌电流串入电网,不会影响其它用电设备正常工作,不会引起其它电设备异常,不会引起供电环路中的过流保护电路重启、断电等问题,不会引起电网电压下跌,不会引起前级电源损坏、不会影响前级电源寿命,明显改善带电安装调试时产生的打火问题,与改善之前比大大减少,提升电源负载使用率,电源可以满载使用。
31.最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。
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