鬼佬大哥大
  • / 18
  • 下載費用:30 金幣  

浪涌電流抑制電路.pdf

關 鍵 詞:
浪涌 電流 抑制 電路
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201210248756.9

申請日:

2012.07.18

公開號:

CN102761114B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02H 9/02申請日:20120718|||公開
IPC分類號: H02H9/02 主分類號: H02H9/02
申請人: 海能達通信股份有限公司
發明人: 張宜成; 朱俊毅
地址: 518057 廣東省深圳市南山區高新區北區北環大道9108號海能達大廈
優先權:
專利代理機構: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217 代理人: 易釗
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201210248756.9

授權公告號:

102761114B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.12.26|||2012.10.31

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種浪涌電流抑制電路,包括直流電源以及連接直流電源兩端的用電設備;浪涌電流抑制電路進一步包括串聯接入直流電源和用電設備的供電回路的可變限流電阻模塊;其中,在供電回路的接通動作過程中,接入到直流電源與用電設備之間的可變限流電阻模塊的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零。通過這種設置,接入到供電回路中的等效電阻能夠有效地抑制上電瞬間供電回路中產生的浪涌電流;同時,當用電設備進入工作狀態后,其在供電回路中的阻值降為零值,因此不會降低電路的有效電壓,不會帶來過多的額外功耗。

權利要求書

1.一種浪涌電流抑制電路,包括直流電源以及連接在所述直流電源兩端的用電設備,其特征在于,所述浪涌電流抑制電路進一步包括:串聯接入所述直流電源和所述用電設備的供電回路的可變限流電阻模塊;其中,在所述供電回路的接通動作過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻模塊的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零。2.根據權利要求1所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,在所述供電回路的斷開動作過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻模塊的等效電阻的阻值從零逐漸增大到預設最大值。3.?根據權利要求1或2所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述直流電源為插接式電池;所述可變限流電阻模塊包括與所述直流電源的正極連接的第一和第二電池正極極片、與所述直流電源的負極連接的第一和第二電池負極極片;對應的與所述用電設備的正極連接的第一和第二設備正極極片以及與所述用電設備的負極連接的第一和第二設備負極極片;以及第一限流電阻和第二限流電阻;其中,所述第一設備正極極片的長度大于所述第二設備正極極片的長度,以及所述第一設備負極極片的長度大于所述第二設備負極極片的長度;所述第一限流電阻串聯在所述用電設備的正極與所述第一設備正極極片之間,所述第二限流電阻串聯在所述用電設備的負極與所述第一設備負極極片之間;所述插接式電池插入所述用電設備的過程中,首先,所述第一電池正極極片與所述第一設備正極極片接觸,所述第一電池負極極片與所述第一設備負極極片接觸;隨后,所述第二電池正極極片與所述第二設備正極極片接觸,所述第二電池負極極片與所述第二設備負極極片接觸。4.?根據權利要求1或2所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述直流電源為滑動接入式電池,包括電池正極極片和電池負極極片;所述可變限流電阻模塊包括多個電阻正極極片、多個對應的電阻負極極片以及多個限流電阻單元;所述多個電阻正極極片分別通過各自的限流電阻單元與所述用電設備的正極連接;從所述第一個電阻正極極片與所述用電設備的正極之間串聯的限流電阻單元到最后一個電阻正極極片與所述用電設備的正極之間串聯的限流電阻單元,所述限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零;從所述第一個電阻負極極片與所述用電設備的負極之間串聯的限流電阻單元到最后一個電阻負極極片與所述用電設備的負極之間串聯的限流電阻單元,所述限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零;所述滑動接入式電池在接入所述用電設備過程中,依次從通過所述第一個電阻正極極片和所述第一個電阻負極極片分別連接所述用電設備的正極和負極到通過最后一個電阻正極極片和最后一個電阻負極極片分別連接所述用電設備的正極和負極。5.?根據權利要求4所述的,其特征在于,所述限流電阻單元包括限流電阻,其中,每兩個相鄰所述電阻正極極片之間串聯接入一個限流電阻,所述最后一個電阻正極極片與所述用電設備的正極短接;每兩個相鄰所述電阻負極極片之間串聯接入一個限流電阻,所述最后一個電阻負極極片與所述用電設備的負極短接。6.?根據權利要求1所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述可變限流電阻模塊包括開關和可變限流電阻單元,所述開關的電源端與所述直流電源連接,所述開關的設備端與所述用電設備連接;其中,在所述電源端與所述設備端的閉合動作過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零。7.?根據權利要求6所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,在所述電源端與所述設備端的斷開動作過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻單元的等效電阻的阻值從零逐漸增大到預設最大值。8.?根據權利要求6或7所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述開關為插接式開關,包括第一和第二電源端極片以及對應的第一和第二設備端極片;其中,或者所述第一設備端極片的長度大于所述第二設備端極片的長度,所述限流電阻單元連接在所述第一設備端極片與所述用電設備之間。9.?根據權利要求6或7所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述開關為滑動接入式開關,包括一個電源端極片、多個設備端極片以及多個限流電阻單元;其中,所述多個設備端極片分別通過各自的限流電阻單元與所述用電設備連接;從所述第一個設備端極片與所述用電設備之間串聯的限流電阻單元到最后一個設備端極片與所述用電設備之間串聯的限流電阻單元,所述限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零;?所述滑動接入式開關閉合的動作過程中,所述電源端極片依次從通過所述第一個設備端極片和所述用電設備連接到通過最后一個設備端極片和所述設備端連接。10.?根據權利要求9所述的浪涌電流抑制電路,其特征在于,所述限流電阻單元包括限流電阻,其中,每兩個相鄰所述設備端極片之間串聯接入一個限流電阻,所述最后一個設備端極片與所述用電設備短接。

說明書

浪涌電流抑制電路

技術領域

本發明涉及電路,尤其涉及一種浪涌電流抑制電路。

背景技術

在使用直流電源(例如電池)的電子設備中,由于電子設備中一般存在儲
能元件,諸如電容、電感等,因此在上電瞬間,直流電源將會對這些儲能元件
充電。同時,因為這些儲能元件一般容量大、等效電阻小,因此在上電瞬間將
產生非常大的充電電流,即浪涌電流;嚴重的還將伴隨著打火現象的出現。這
種大的瞬態電流將嚴重影響電子設備的可靠性。目前,通常采用的方法是在電
子設備內部電路的電源線路上額外串聯接入延時啟動模塊,用以緩慢接通直流
電源與電子設備,從而避免瞬態浪涌電流的沖擊。

然而,在電路中額外接入延時啟動模塊,需要增加額外的電子元器件,從
而增加了制造和測試成本;另外,還將增加PCB面積,這對于小型化的電子
設備而言是不利的因素。同時,串聯在電源通道中的器件會造成電壓下降和功
率損失,減少電池的使用時間,惡化設備的性能,尤其對于低電壓大電流工作
的便攜設備更是如此。不僅如此,在反復操作過程中,由于延時啟動模塊不在
零狀態,延時時間將變短,甚至將失去抑制浪涌電流的作用。而且還存在可靠
性風險,譬如采用了過多的元器件增加了失效的風險,譬如某些電容存在壽命
和溫度問題等等。另一方面,為了防止供電電路上的大電容通過電池座對外放
電,需要在電池座和電容之間加二極管,進一步降低了電路上的有效電壓,帶
來額外的功耗。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中在抑制浪涌電流的過程中
將造成電壓下降和功耗減少的缺陷,提供一種浪涌電流抑制電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:提供了一種浪涌電流抑制電
路,包括直流電源以及連接在所述直流電源兩端的用電設備,所述浪涌電流抑
制電路進一步包括:串聯接入所述直流電源和所述用電設備的供電回路的可變
限流電阻模塊;其中,在所述供電回路的接通動作過程中,接入到所述直流電
源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻模塊的等效電阻的阻值從預設最
大值逐漸減少到零。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,在所述供電回路的斷開動作
過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻模塊的
等效電阻的阻值從零逐漸增大到預設最大值。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,

所述直流電源為插接式電池;

所述可變限流電阻模塊包括與所述直流電源的正極連接的第一和第二電
池正極極片、與所述直流電源的負極連接的第一和第二電池負極極片;對應的
與所述用電設備的正極連接的第一和第二設備正極極片以及與所述用電設備
的負極連接的第一和第二設備負極極片;以及第一限流電阻和第二限流電阻;
其中,

所述第一設備正極極片的長度大于所述第二設備正極極片的長度,以及所
述第一設備負極極片的長度大于所述第二設備負極極片的長度;

所述第一限流電阻串聯在所述用電設備的正極與所述第一設備正極極片
之間,所述第二限流電阻串聯在所述用電設備的負極與所述第一設備負極極片
之間;

所述插接式電池插入所述用電設備的過程中,首先,所述第一電池正極極
片與所述第一設備正極極片接觸,所述第一電池負極極片與所述第一設備負極
極片接觸;隨后,所述第二電池正極極片與所述第二設備正極極片接觸,所述
第二電池負極極片與所述第二設備負極極片接觸。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,

所述直流電源為滑動接入式電池,包括電池正極極片和電池負極極片;

所述可變限流電阻模塊包括多個電阻正極極片、多個對應的電阻負極極片
以及多個限流電阻單元;所述多個電阻正極極片分別通過各自的限流電阻單元
與所述用電設備的正極連接;從所述第一個電阻正極極片與所述用電設備的正
極之間串聯的限流電阻單元到最后一個電阻正極極片與所述用電設備的正極
之間串聯的限流電阻單元,所述限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值
逐漸減少到零;從所述第一個電阻負極極片與所述用電設備的負極之間串聯的
限流電阻單元到最后一個電阻負極極片與所述用電設備的負極之間串聯的限
流電阻單元,所述限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到
零;

所述滑動接入式電池在接入所述用電設備過程中,依次從通過所述第一個
電阻正極極片和所述第一個電阻負極極片分別連接所述用電設備的正極和負
極到通過最后一個電阻正極極片和最后一個電阻負極極片分別連接所述用電
設備的正極和負極。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,

所述限流電阻單元包括限流電阻,其中,每兩個相鄰所述電阻正極極片之
間串聯接入一個限流電阻,所述最后一個電阻正極極片與所述用電設備的正極
短接;

每兩個相鄰所述電阻負極極片之間串聯接入一個限流電阻,所述最后一個
電阻負極極片與所述用電設備的負極短接。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,所述可變限流電阻模塊包括
開關和可變限流電阻單元,所述開關的電源端與所述直流電源連接,所述開關
的設備端與所述用電設備連接;

其中,在所述電源端與所述設備端的閉合動作過程中,接入到所述直流電
源與所述用電設備之間的所述可變限流電阻單元的等效電阻的阻值從預設最
大值逐漸減少到零。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,在所述電源端與所述設備端
的斷開動作過程中,接入到所述直流電源與所述用電設備之間的所述可變限流
電阻單元的等效電阻的阻值從零逐漸增大到預設最大值。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,

所述開關為插接式開關,包括第一和第二電源端極片以及對應的第一和第
二設備端極片;其中,

或者所述第一設備端極片的長度大于所述第二設備端極片的長度,所述限
流電阻單元連接在所述第一設備端極片與所述用電設備之間。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,所述開關為滑動接入式開
關,包括一個電源端極片、多個設備端極片以及多個限流電阻單元;其中,

所述多個設備端極片分別通過各自的限流電阻單元與所述用電設備連接;
從所述第一個設備端極片與所述用電設備之間串聯的限流電阻單元到最后一
個設備端極片與所述用電設備之間串聯的限流電阻單元,所述限流電阻單元的
等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零;

所述滑動接入式開關閉合的動作過程中,所述電源端極片依次從通過所述
第一個設備端極片和所述用電設備連接到通過最后一個設備端極片和所述設
備端連接。

在依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路中,

所述限流電阻單元包括限流電阻,其中,每兩個相鄰所述設備端極片之間
串聯接入一個限流電阻,所述最后一個設備端極片與所述用電設備短接。

本發明產生的有益效果是:通過在直流電源和用電設備形成的供電回路中
串聯接入可變限流電阻模塊,在供電回路的接通動作過程中,該可變限流電阻
模塊的阻值從預設最大值逐漸減少到零,能夠有效地抑制上電瞬間供電回路中
產生的浪涌電流;同時,當用電設備進入工作狀態后,其在供電回路中的阻值
降為零值,因此不會降低電路的有效電壓,不會帶來過多的額外功耗。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明,附圖中:

圖1是依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路的邏輯框圖;

圖2是依據本發明第一實施例的浪涌電流抑制電路的結構示意圖;

圖3示出了圖2中等效限流阻值R隨時間的變化曲線;

圖4示出了無浪涌電流抑制措施的供電回路中的浪涌電流曲線;

圖5是圖2中的供電回路中的浪涌電流曲線;

圖6是依據本發明第二實施例的第一種實現方式的浪涌電流抑制電路的
結構示意圖;

圖7是依據本發明第二實施例的第二種實現方式的浪涌電流抑制電路的
結構示意圖;

圖8是依據本發明第三實施例的第一種實現方式的浪涌電流抑制電路的
結構示意圖;

圖9是依據本發明第三實施例的第二種實現方式的浪涌電流抑制電路的
結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實
施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅
用以解釋本發明,并不用于限定本發明。

圖1示出了依據本發明實施例的浪涌電流抑制電路的邏輯框圖,如圖1
所示,該浪涌電流抑制電路(以下簡稱電路)包括直流電源100和連接該直流
電源100兩端的用電設備200,當電路導通時,用電設備200從直流電源100
取電。如果電路中僅有直流電源100和用電設備200,則當用電設備200中包
括儲能元件時,在上電瞬間,將在直流電源100和用電設備200的供電回路中
產生浪涌電流。

圖1中示出的電路進一步包括串聯接入直流電源100和用電設備200的供
電回路的可變限流電阻模塊300。其中,在供電回路的接通動作過程中,接入
到直流電源100與用電設備200之間的可變限流電阻模塊300的等效電阻的阻
值從預設最大值逐漸減少到零。具體而言,在供電回路的接通動作的初始時刻,
接入到直流電源100與用電設備200之間的可變限流電阻模塊300的等效電阻
的阻值R達到預設最大值Rx,該阻值Rx適合將最初始的供電回路中產生浪
涌電流降到可以接受的程度,從而避免打火等現象的出現。隨著接通動作的繼
續進行,阻值R逐漸減少,但是在供電回路中仍然具有限流作用。當接通動
作完成而用電設備200進入工作狀態時,阻值R降到零值,此時,接入到直
流電源100與用電設備200之間的可變限流電阻模塊300不會給電路帶來任何
功耗和電壓降。

優選地,在供電回路的斷開動作過程中,接入到直流電源100與用電設備
200之間的可變限流電阻模塊300的阻值R從零值逐漸增大到預設最大值Rx。
具體而言,當斷開動作開始后,阻值R即為非零值,可對上述供電回路產生
限流作用。隨著斷開動作的繼續,阻值R繼續增大,限流作用越來越明顯。
當斷開動作使得供電回路徹底斷開的瞬間,阻值R增大到預設最大值Rx,此
時限流作用最大。由于供電回路中此時串接有阻值為Rx的限流電阻,因此儲
能元件上殘余的電荷將無法對外界的導體放電而產生打火。在該情況中,不再
需要額外的元器件,諸如常用的二極管,只要使用同一電路就可以在供電回路
斷開過程中避免儲能元件對外界的放電。

圖2示出了依據本發明第一實施例的浪涌電流抑制電路的結構示意圖,在
該實施例中,直流電源100為插接式電池(以下簡稱為電池),如移動設備(諸
如手機)上使用的電池。如圖2所示,可變限流電阻模塊300包括分別與直流
電源100的正極連接的第一電池正極極片310和第二電池正極極片311、分別
與直流電源100的負極連接的第一電池負極極片312和第二電池負極極片
313;對應的分別與用電設備200的正極連接的第一設備正極極片314和第二
設備正極極片315以及分別與用電設備200的負極連接的第一設備負極極片
316和第二設備負極極片317;以及第一限流電阻318和第二限流電阻319。
其中,第一設備正極極片314的長度大于第二設備正極極片315的長度,以及
第一設備負極極片316的長度大于第二設備負極極片317的長度。第一限流電
阻318串聯在用電設備200的正極與第一設備正極極片314之間,第二限流電
阻319串聯在用電設備200的負極與第一設備負極極片316之間。另外,優選
地,第一設備正極極片314和第一設備負極極片316的長度相等,第二設備正
極極片315和第二設備負極極片317的長度相等。通常,為了操作方便,可將
變限流電阻模塊300的第一和第二電池正極極片310、311和第一和第二電池
負極極片312、313設置在電池100內部,變限流電阻模塊300的第一和第二
設備正極極片314、315;第一和第二設備負極極片316、317;以及第一和第
二限流電阻318、319設置在用電設備200內部。

圖2中示出的是電池還沒有插入用電設備200的狀態,即供電回路此時是
斷開的。當電池開始沿著圖2中的箭頭方向插接用電設備200時,首先,可變
限流電阻模塊300的第一電池正極極片310與第一設備正極極片314接觸,第
一電池負極極片312與第一設備負極極片316接觸,供電回路導通,第一限流
電阻318和第二限流電阻319均接入供電回路。此時第一限流電阻318和第二
限流電阻319決定了接入到直流電源100與用電設備200之間的用于抑制浪涌
電流的等效電阻的阻值R,并達到預設最大值Rx。圖3示出了該實施例中阻
值R隨時間的變化曲線,如圖3所示,在時間tx的范圍內,供電回路中的阻
值R一直為最大值Rx,從而能夠有效地抑制供電回路中出現的浪涌電流。隨
著電池插接動作的繼續,在tx時刻處,可變限流電阻模塊300的第二電池正
極極片311與第二設備正極極片315接觸,第二電池負極極片313與第二設備
負極極片317接觸,由此第一限流電阻318和第二限流電阻319被短路,供電
回路中的阻值R跳變為零值,并在用電設備200的工作過程中一直保持零值。

為了更清楚地顯示本發明中的浪涌電流抑制電路的技術效果,采用仿真方
法將該浪涌電流抑制電路的浪涌電流與沒有采用任何浪涌電流抑制措施的電
路中的浪涌電流進行比較,其中,圖4為沒有采用任何浪涌電流抑制措施的電
路中的浪涌電流曲線,圖5為本發明該實施例的浪涌電流抑制電路的浪涌電流
曲線。仿真中設置電池電壓為7.4V,第一限流電阻318和第二限流電阻319
的阻值均為15歐姆,tx為20毫秒。從圖4和圖5可以看出,當電路沒有任何
浪涌電流抑制措施時,上電瞬間的浪涌電流達9A,而本發明中的浪涌電流抑
制電路的浪涌電流在上電瞬間僅為0.46A,浪涌電流得到了有效抑制。

相應的,在該實施例中,當需要斷開供電回路時,即將電池沿著與圖中箭
頭相反的方向從用電設備200卸除時,首先,可變限流電阻模塊300的第二電
池正極極片311與第二設備正極極片315斷開接觸,第二電池負極極片313與
第二設備負極極片317斷開接觸。但是,此時因為長度原因,可變限流電阻模
塊300的第一電池正極極片310與第一設備正極極片314仍然保持接觸,第一
電池負極極片312與第一設備負極極片316仍然保持接觸,供電回路繼續導通,
只不過第一限流電阻318和第二限流電阻319再次接入供電回路。此時第一限
流電阻318和第二限流電阻319決定了接入到直流電源100與用電設備200
之間的阻值R,并達到預設最大值Rx。通過時間tx之后,第一電池正極極片
310與第一設備正極極片314斷開接觸,第一電池負極極片312與第一設備負
極極片316斷開接觸,供電回路徹底斷開。從以上可以看出,由于在電池的拆
卸過程中,在tx的時間范圍內,為阻值Rx的等效電阻對供電回路進行保護,
從而能夠防止儲能元件上的殘余電荷(例如通過電池座端子)對外界的導體放
電產生打火,而不再需要額外設置二極管。

上述實施例僅用作舉例,并不是對本發明的限制。例如,可以設置第二設
備正極極片的長度大于第一設備正極極片的長度,以及第二設備負極極片的長
度大于第一設備負極極片的長度。也可設置第一與第二電池正極極片的長度不
等,其中一個大于另一個的長度,以及第一與第二電池負極極片的長度不等,
其中一個大于另一個的長度等等。此處不再一一列舉,本領域的技術人員基于
此處的教導,可以獲得第一實施例的等同和變形,且該變形和等同均在本發明
的保護范圍內。

在本發明的第二實施例中,直流電源100為滑動接入式電池,包括電池正
極極片和電池負極極片。此時,可變限流電阻模塊300包括多個電阻正極極片、
多個對應的電阻負極極片(電阻正極極片與電阻負極極片一一對應)以及多個
限流電阻單元。多個電阻正極極片分別通過各自限流電阻單元與用電設備200
的正極連接,其中,從第一個電阻正極極片與用電設備200的正極之間串聯的
限流電阻單元到最后一個電阻正極極片與用電設備200的正極之間串聯的限
流電阻單元,限流電阻單元的阻值從預設最大值Rx逐漸減少到零值;相應地,
從第一個電阻負極極片與用電設備200的負極之間串聯的限流電阻單元到最
后一個電阻負極極片與用電設備200的負極之間串聯的限流電阻單元,限流電
阻單元的阻值從預設最大值逐漸減少到零。滑動接入式電池在接入用電設備
200過程中,依次地,從通過第一個電阻正極極片和第一個電阻負極極片分別
連接用電設備200的正極和負極,直到通過最后一個電阻正極極片和最后一個
電阻負極極片分別連接用電設備200的正極和負極。

圖6示出了第二實施例的第一種實現方式,每個限流電阻單元包括各自的
限流電阻組合,其中,每兩個相鄰電阻正極極片之間串聯接入一個限流電阻,
最后一個電阻正極極片與用電設備200的正極短接。以第一個電阻正極極片
3211為例,其限流電阻單元包括限流電阻3211到3214的串聯,此時第一個電
阻正極極片3221與設備正極之間的等效電阻的阻值達到最大值Rmax,如果每
個限流電阻的阻值為R1,則此時Rmax=4×R1。以此類推,第二個電阻正極極
片3222與設備正極之間的等效電阻的阻值R’=3×R1。而最后一個電阻正極
極片3225因與設備正極短接,因此阻值R’=0。相應的,每兩個相鄰電阻負
極極片之間串聯接入一個限流電阻,最后一個電阻負極極片與用電設備200
的負極短接。任意一個電阻負極極片與對應的電阻正極極片的情況類似,例如,
第一個電阻負極極片3231與設備負極之間的等效電阻的阻值達到最大值
Rmax,如果每個限流電阻(3241到3244)的阻值為R1,則此時Rmax=4×R1。

滑動接入式電池在接入用電設備200過程中,首先,電池的正極極片121
和負極極片122分別與第一個電阻正極極片3221和第一個電阻負極極片3231
接觸,由此分別與用電設備200的正極和負極連接。此時接入供電回路中的等
效限流電阻阻值R達到最大值,該最大值由Rmax決定。隨后,依次分別與第
二、第三、…、直到最后一個電阻正極極片和負極極片接觸,供電回路中接入
的等效浪涌電流阻值不斷減少,當與最后一個電阻正極極片3225和最后一個
電阻負極極片3235分別接觸,以與用電設備200的正極和負極連接時,用電
設備200進入工作狀態,接入供電回路中的等效浪涌電流阻值R為零值。

相應地,在滑動拆除電池的過程中,首先,電池正極極片和負極極片分別
與最后一個電阻正極極片和電阻負極極片連接,滑動過程中,依次與倒數第二
個、倒數第三個、…、直到與第一個電阻正極極片和電阻負極極片分別連接,
阻值R從零值之間增大到最大值Rx。

應當理解的是,此處示出的電阻正極極片和電阻負極極片的數量僅用作舉
例,并不是對本發明的限制。還可采用三個或六個等其它數量的電阻正極極片
和電阻負極極片,從而改變阻值R隨時間的變化。

圖7示出了第二實施例的第二種實現方式,每個電阻正極極片3261到3265
通過各自的限流電阻與用電設備200的正極連接,每個電阻負極極片3271到
3275通過各自的限流電阻與用電設備200的負極連接。第一電阻正極極片3261
通過限流電阻3251與設備的正極連接,限流電阻3251的阻值最大,其它限流
電阻3252到3254的阻值逐漸減少,最后一個電阻正極極片3265與設備的正極
短接。電阻負極極片與對應的電阻正極極片類似。

在電池滑動接入用電設備200過程中,電池的正極和負極分別與第一個電
阻正極極片3261和第一個電阻負極極片3271接觸,由此分別與用電設備200
的正極和負極連接。此時接入供電回路中的等效限流電阻阻值R達到最大值,
該最大值由現有電阻3251和3281決定。當電池滑動至與最后一個電阻正極極
片3265和最后一個電阻負極極片3275接觸時,上電完成,供電回路中的等效
限流電阻阻值R為零值。電池滑動拆卸過程以此類推。

以上兩種實現方式僅用作舉例,并不是對本發明的限制,上述兩種方式的
等同和替代均在本發明的保護范圍之內。另外,該可變限流電阻模塊300可例
如設置在用電設備200內。

上面的第一和第二實施例闡述了當直流電源100是可拆卸的電池情況,但
是很多情況中,直流電源100并不一定是電池,而是固定的電源裝置,該情況
對應本發明中的第三實施例。在該實施例中,可變限流電阻模塊300包括開關
和可變限流電阻單元,開關的電源端與直流電源100連接,設備端與用電設備
200連接,通過開關的閉合或斷開(即電源端與設備端的閉合或斷開)來控制
供電回路的導通或斷開。其中,在開關的閉合動作過程中,接入到直流電源
100與用電設備200之間的可變限流電阻單元的阻值從預設最大值逐漸減少到
零。優選地,在開關的斷開動作過程中,接入到直流電源100與用電設備200
之間的可變限流電阻單元的等效電阻的阻值從零逐漸增大到預設最大值。

圖8示出了該實施例中第一實現方式下浪涌電流抑制電路的結構示意圖,
其中開關為插接式開關,包括第一電源端極片331和第二電源端極片332以及
對應的第一設備端極片333和第二設備端極片334。其中,第一設備端極片333
的長度大于第二設備端極片334的長度,限流電阻單元335連接在第一設備端
極片333與用電設備200之間。當然,也可以是第一電源端極片的長度大于第
二電源端極片的長度。

如圖8所示,在開關閉合的動作過程中,首先,較長的第一設備端極片
333與第一電池端極片331接觸,限流電阻335接入供電回路。此時限流電阻
335決定了接入到直流電源100與用電設備200之間的阻值R,并達到預設最
大值Rx。圖3示出了該實施例中等效限流阻值R隨時間的變化曲線,如圖3
所示,在時間tx的范圍內,供電回路中的阻值R一直為最大值Rx,從而能夠
有效地一直供電回路中出現的浪涌電流。隨著電池插接動作的繼續,在tx時
刻處,較短的第二設備端極片334與第二電池端極片332接觸,由此限流電阻
335被短路,供電回路中的阻值R跳變為零值,并在用電設備200的工作過程
中一直保持零值。

相應的,在該實施例中,在開關的斷開動作過程中,首先,第二設備端極
片334與第二電池端極片332斷開接觸。但是,此時因為長度原因,第一設備
端極片333與第一電池端極片331仍然保持接觸,供電回路繼續導通,只不過
限流電阻335再次接入供電回路。此時限流電阻335決定了接入到直流電源
100與用電設備200之間的等效限流阻值R,并達到預設最大值Rx。通過時間
tx之后,限流電阻模塊的第一設備端極片與第一電池端極片斷開接觸,供電回
路徹底斷開。從以上可以看出,由于在開關斷開過程中,在tx的時間范圍內
有等效阻值Rx的限流電阻對供電回路進行保護,從而能夠防止儲能元件上的
殘余電荷(例如通過電池座端子)對外界的導體放電產生打火,而不再需要額
外設置二極管。

上述實施例僅用作舉例,并不是對本發明的限制。上述實現方式的等同和
變形均在本發明的保護范圍之內。

在該實施例的另一種實現方式中,開關為滑動接入式開關,包括一個電源
端極片、多個設備端極片以及多個限流電阻單元。多個設備端極片分別通過各
自的限流電阻單元與用電設備200連接。從第一個設備端極片與用電設備200
之間串聯的限流電阻單元到最后一個設備端極片與用電設備200之間串聯的
限流電阻單元,限流電阻單元的阻值從預設最大值逐漸減少到零。滑動接入式
開關閉合的動作過程中,電源端極片依次從通過第一個設備端極片和用電設備
200連接到通過最后一個設備端極片和用電設備200端連接。相應地,滑動接
入式開關斷開的動作過程中,電源端極片依次從通過最后一個設備端極片和用
電設備200連接到通過第一個設備端極片和用電設備200端連接。

具體如圖9中的示例所示,每個限流電阻單元包括各自的限流電阻組合,
其中,每兩個相鄰設備端極片之間串聯接入一個限流電阻,最后一個設備端極
片與用電設備200短接。以第一個設備端極片3421為例,其限流電阻單元包
括限流電阻3431到3434的串聯,此時第一個設備端極片3421與用電設備200
之間的等效電阻的阻值達到最大值Rmax,如果每個限流電阻的阻值為R1,則
此時Rmax=4×R1。以此類推,第二個設備端極片3422與用電設備200之間的
等效電阻的阻值R’=3×R1。而最后一個設備端極片3425因與用電設備200
短接,因此阻值R’=0。

滑動接入式開關在接入用電設備200過程中,首先,開關的電源端極片與
第一個設備端極片3421接觸,由此與用電設備200連接。此時接入供電回路
中的等效限流電阻阻值R達到最大值,該最大值由Rmax決定。隨后,電源端
極片依次分別與第二、第三、…、直到最后一個設備端極片接觸,供電回路中
接入的等效浪涌電流阻值不斷減少,當電源端極片與最后一個設備端極片,用
電設備200進入工作狀態,接入供電回路中的等效浪涌電流阻值R為零值。

相應地,在開關斷開的過程中,首先,電源端極片首先與最后一個設備端
極片斷開接觸,與此同時,通過滑動與倒數第二個設備端極片接觸,在隨后的
滑動過程中,依次與倒數第三個、倒數第四個、…、直到與第一個設備端接觸,
阻值R從零值逐漸增大到最大值Rx。

上述實現方式僅用作舉例,并不是對本發明的限制。上述實現方式的等同
和變形均在本發明的保護范圍之內。

應當理解的是,上述的各種電極片為現有技術中常用的電極極片,例如金
屬極片等。

從以上可以看出,在本發明的浪涌電流抑制電路中,通過在直流電源和用
電設備形成的供電回路中串聯接入可變限流電阻模塊,在供電回路的接通動作
過程中,該可變限流電阻模塊的等效電阻的阻值從預設最大值逐漸減少到零,
能夠有效地抑制上電瞬間供電回路中產生的浪涌電流;同時,當用電設備進入
工作狀態后,其在供電回路中的等效電阻的阻值降為零值,因此不會降低電路
的有效電壓,不會帶來過多的額外功耗。另外,采用簡單的電阻、電極片和/
或開關即可實現可變限流電阻模塊,因此成本低且易于實現,同時不需要再針
對其安排針對性的測試項目以及不需要進行100%測試。另外,采用該可變限
流電阻模塊,不需要對直流電源和用電設備進行額外改造,可以直接使用,因
此也不會占用PCB面積。同時,該可變限流電阻模塊適用于可拆卸的電池型
直流電源,也適用于固定式的直流電源裝置,適用范圍廣。另一方面,在供電
回路的斷電過程中,可變限流電阻模塊接入到供電回路中的等效電阻的阻值從
零值逐漸增大到最大值,因此不需要在電路中額外設置二極管以防止用電設備
中的儲能元件在斷電瞬間對外界放電。

應當理解的是,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進
或變換,而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。

關于本文
本文標題:浪涌電流抑制電路.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6420808.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大