專利名稱：一種直流電源緩啟動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種直流電源緩啟動電路。
背景技術(shù)：
目前，隨著通訊應(yīng)用DPS(Distributed Power System，分布式供電系統(tǒng))的普及推廣，直流電源熱插拔緩啟動控制電路得到廣泛地應(yīng)用?，F(xiàn)在，直流電源緩啟動電路根據(jù)采用的元器件分為分立元件電路和采用專用熱插拔集成控制芯片的電路兩種，根據(jù)單板輸入電壓又分為48V電源(或其他類似電壓)及低壓(如5V、3.3V等)兩種情況，電源的極性有正有負，因此電路也各不相同。其實現(xiàn)功能目的主要包括防抖動延時、電壓/電流的緩啟動控制等。
現(xiàn)有技術(shù)中采用分立元件的電源緩啟動電路如圖1所示，該電路包括一個MOSFET(Metallic Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)M1，一個電容C1，兩個電阻R1和R2。當系統(tǒng)通電時，電容C1和電阻R1、電阻R2構(gòu)成的RC通路使MOSFET M1具有緩慢開啟作用，MOSFET M1的柵源電壓Vgs最終穩(wěn)定為 該值使MOSFET M1的導(dǎo)通電阻Ron降低到最小。
但是，MOSFET M1的柵源電壓Vgs電壓波形為RC充電波形，具有非線性，導(dǎo)致輸出的緩啟動電壓也呈非線性。采用圖1電路時，MOSFETM1的漏極電壓和漏極電流的波形如圖2所示，其中A為MOSFET M1的漏極電壓波形，B為MOSFET M1的漏極電流波形。參照圖2，采用該電路使緩啟動電流不容易控制。進一步，采用該電路輸出端不適宜使用大容值的負載電容，否則開啟電流會過大，因此使電路保險絲的選型裕量過大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直流電源緩啟動電路，以克服現(xiàn)有技術(shù)中輸出的緩啟動電壓呈非線性的缺陷。
本發(fā)明包括一個晶體管開關(guān)和一個開關(guān)控制電路，開關(guān)控制電路連接在晶體管開關(guān)的柵極和漏極之間，并與輸入電源相連；所述開關(guān)控制電路通過調(diào)節(jié)所述晶體管開關(guān)的柵漏間結(jié)電容的特性呈線性，而使所述晶體管開關(guān)漏源電壓呈線性變化。
按照本發(fā)明的一個方面，所述晶體管開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
按照本發(fā)明的另一個方面，所述開關(guān)控制電路進一步包括電容部分，為一個或多個電容組合，并聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的柵極和漏極之間，增大晶體管開關(guān)柵漏間結(jié)電容的電容值，調(diào)節(jié)該結(jié)電容的特性呈線性；電阻部分，為一個或多個電阻組合，串聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的柵極和輸入電源之間，使輸入電源提供給柵極的驅(qū)動電流只提供給晶體管開關(guān)柵漏間結(jié)電容。
按照本發(fā)明的再一個方面，所述直流電源緩啟動電路還包括兩個電阻、一個電容和一個二極管；兩個電阻串連在一起，然后連接在所述晶體管開關(guān)的源極和輸入電源的接地端之間，兩個電阻之間的連接點與二極管的陰極連接；電容并聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的源極和二極管的陰極之間；二極管的陽極連接所述晶體管開關(guān)的柵極。
按照本發(fā)明的再一個方面，所述直流電源緩啟動電路還包括一個電阻和一個電容；該電阻與電容并聯(lián)，然后連接在所述晶體管開關(guān)的源極和柵極之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明可以實現(xiàn)輸出的緩啟動電壓呈固定線性斜率變化，且電壓變化可控，能精確控制通電瞬間沖擊電流大小，達到準確控制緩啟動電流的目的。本發(fā)明不受MOSFET的寄生電容特性影響，不受MOSFET的廠家、批次不同帶來的離散性影響，便于保險絲的選型。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種電源緩啟動電路的電路圖。
圖2是采用圖1電路時，MOSFET M1的漏極電壓和漏極電流的波形圖。
圖3是本發(fā)明的一種電源緩啟動電路的電路圖。
圖4是采用圖3所示電路時，MOSFET M1的漏源電壓、柵源電壓和漏極電流的波形圖。
圖5是本發(fā)明的一種電源緩啟動電路的電路圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述采用本發(fā)明的一種電源緩啟動電路如圖3所示，該電路包括一個MOSFET M1，一個開關(guān)控制電路31，一個電容C1，一個二極管D1，兩個電阻R1和R2。其中，開關(guān)控制電路31進一步包括一個電容C3和一個電阻R3。電容C3并聯(lián)在MOSFET M1的柵極和漏極之間，電阻R3串聯(lián)在MOSFET M1的柵極和輸入電源之間。該電路的輸入電源為-48V。
開關(guān)控制電路能夠調(diào)節(jié)M1柵漏間結(jié)電容Cgd的特性呈線性，使Vgs出現(xiàn)平臺效應(yīng)，即當Vgs的值大于閾值電壓Vgs(th)后，在一段時間內(nèi)Vgs的值不變，從而使漏源電壓Vds變化呈固定線性斜率變化，且Vds變化可控，能精確控制通電瞬間沖擊電流大小，滿足保險管選型需求。因為Cgd的電容值比較小，為使該電容對Vgs影響效應(yīng)顯著，本發(fā)明使用了電容C3和電阻R3。C3并聯(lián)在M1的柵極和漏極之間，增大Cgd的電容值，調(diào)節(jié)Cgd的特性呈線性；R3為一個高阻，串聯(lián)在M1的柵極和輸入電源之間，以實現(xiàn)從MOS柵極看過來是一個恒流源驅(qū)動，從而實現(xiàn)M1開啟過程中，提供給柵極的驅(qū)動電流只給Cgd，使Vgs出現(xiàn)平臺效應(yīng)。
C1防止M1在通電時的誤導(dǎo)通，與R1、R2一起起到防抖動延時的作用。D1在通電時通過C1防止M1誤導(dǎo)通，并在電阻R2分壓高于M1柵極電壓時截止，以防止M1柵極受RC電路充電電壓的影響。
采用圖3所示電路時，M1的漏源電壓、柵源電壓和漏極電流的波形如圖4所示。其中A為M1的漏源電壓Vds波形、B為M1的柵源電壓Vgs波形、C為M1的漏極電流Id波形。
參照圖4，根據(jù)MOSFET的特性，用于緩啟動控制的MOSFET開啟可分為以下四個過程T1-T2階段由于柵極驅(qū)動電流Ig對柵源間結(jié)電容Cgs和柵漏間結(jié)電容Cgd不斷充電，柵源電壓Vgs從0V提高到閾值電壓Vgs(th)。在本階段，MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)，漏極電流Id為0，漏源電壓Vds為-48V輸入電壓；T2-T3階段隨著Vgs繼續(xù)升高，漏極電流Id增大至全負載電流Io。在本階段，漏源電壓Vds保持為-48V輸入電壓。
T3-T4階段在本階段，柵極驅(qū)動電流Ig只通過柵漏間結(jié)電容Cgd，Vgs保持不變，MOSFET工作在飽和區(qū)，漏極電流Id達到全負載電流。隨著漏源電壓Vds的降低，MOSFET逐漸向歐姆工作區(qū)移動。
T4以后MOSFET工作在歐姆區(qū)，柵源電壓Vgs按時間常數(shù)升至最終電壓Vg。
本發(fā)明在T3-T4階段實現(xiàn)緩啟動電壓線性控制，達到準確控制緩啟動電流的目的。參照圖4中C的波形可知，MOSFET M1的漏極電流Id呈線性。
本發(fā)明也可以采用如圖5所示的電源緩啟動電路，該電路包括一個MOSFET M1，一個開關(guān)控制電路51，一個電容C1，一個電阻R1。其中，開關(guān)控制電路51進一步包括一個電容C3和一個電阻R3。電容C3并聯(lián)在MOSFET M1的柵極和漏極之間，電阻R3串聯(lián)在MOSFET M1的柵極和輸入電源之間。該電路的輸入電源為-48V。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種直流電源緩啟動電路，其特征在于，包括一個晶體管開關(guān)和一個開關(guān)控制電路；開關(guān)控制電路連接在晶體管開關(guān)的柵極和漏極之間，并與輸入電源相連；所述開關(guān)控制電路通過調(diào)節(jié)所述晶體管開關(guān)的柵漏間結(jié)電容的特性呈線性，而使所述晶體管開關(guān)漏源電壓呈線性變化。
2.如權(quán)利要求1所述直流電源緩啟動電路，其特征在于，所述晶體管開關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
3.如權(quán)利要求1所述直流電源緩啟動電路，其特征在于，所述開關(guān)控制電路進一步包括電容部分，并聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的柵極和漏極之間，增大晶體管開關(guān)柵漏間結(jié)電容的電容值，調(diào)節(jié)該結(jié)電容的特性呈線性；電阻部分，串聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的柵極和輸入電源之間，使輸入電源提供給柵極的驅(qū)動電流只提供給晶體管開關(guān)柵漏間結(jié)電容。
4.如權(quán)利要求3所述直流電源緩啟動電路，其特征在于，所述電容部分為一個或多個電容組合；所述電阻部分為一個或多個電阻組合。
5.如權(quán)利要求1所述直流電源緩啟動電路，其特征在于，還包括兩個電阻、一個電容和一個二極管；兩個電阻串連在一起，然后連接在所述晶體管開關(guān)的源極和輸入電源的接地端之間，兩個電阻之間的連接點與二極管的陰極連接；電容并聯(lián)在所述晶體管開關(guān)的源極和二極管的陰極之間；二極管的陽極連接所述晶體管開關(guān)的柵極。
6.如權(quán)利要求1所述直流電源緩啟動電路，其特征在于，還包括一個電阻和一個電容；該電阻與電容并聯(lián)，然后連接在所述晶體管開關(guān)的源極和柵極之間。
全文摘要
一種直流電源緩啟動電路，涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)中輸出的緩啟動電壓呈非線性的缺陷。本發(fā)明包括一個晶體管開關(guān)和一個開關(guān)控制電路，開關(guān)控制電路連接在晶體管開關(guān)的柵極和漏極之間，并與輸入電源相連；所述開關(guān)控制電路通過調(diào)節(jié)所述晶體管開關(guān)的柵漏間結(jié)電容的特性呈線性，而使所述晶體管開關(guān)漏源電壓呈線性變化。本發(fā)明可以實現(xiàn)輸出的緩啟動電壓呈固定線性斜率變化，且電壓變化可控，能精確控制通電瞬間沖擊電流大小，達到準確控制緩啟動電流的目的。本發(fā)明不受MOSFET的寄生電容特性影響，不受MOSFET的廠家、批次不同帶來的離散性影響，便于保險絲的選型。
文檔編號H03K17/687GK1859001SQ20061005794
公開日2006年11月8日 申請日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者鄧勇威, 林健明, 侯加樹 申請人:華為技術(shù)有限公司