專利名稱：具有預防涌浪電流的電源供應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電源供應器，特別是一種具有預防涌浪電流的電源供 應器。
背景技術：
電力供應對所有的電子系統(tǒng)來說，是最重要的一環(huán)。沒有電力供應，即無
法使機器運轉。目前有許多的電子系統(tǒng)被設計成具有備載容量(reserve margin)，且不僅僅只有一組電源供應器，而是具有多組的電源供應器。這些 電源供應器通過并聯(lián)電源總線連接至電子系統(tǒng)而并聯(lián)運轉，以確保電子系統(tǒng)總
是能得到充足的電力以進行工作。
當有單獨個別的電源供應器發(fā)生故障時，整個電子系統(tǒng)不會因為單獨個別
的電源供應器故障而關機進行新的電源供應器的更換，所以需作熱抽換(hot swap)維修。而新的電源供應器在輸出端上會有相當大的未充電的濾波電容。 在新的電源供應器換上的瞬間，該未充電的濾波電容會從并聯(lián)電源總線吸入一 涌浪電流(inrush current)，進而使并聯(lián)電源總線上電壓有相當大的瞬時電 壓降(如圖5所示)，使電源供應產生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
在電源供應器的輸出端上，若是沒有大的濾波電容，如圖3所示，則輸出 電流漣波(ripple)會相當大。在電源供應器的輸出端上，若是有大的濾波電 容，如圖4所示(圖示300A即為濾波電容)，則輸出電流漣波會比較小。但 會有上述新的電源供應器剛換上時的涌浪電流出現(xiàn)，而使并聯(lián)電源總線上電壓 有相當大的瞬時電壓降，使電源供應產生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術實用新型提供一種具有預防 涌浪電流的電源供應器。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種具有預防涌浪電流的電源供應器，應用于一并聯(lián)電源總線。該具有預防涌浪電流的電源供應器包含 一濾波 電容及一控制流經該濾波電容的充電電流的電流控制單元。該電流控制單元電 連接至該濾波電容。該電流控制單元控制流經該濾波電容的一充電電流，以避 免在該并聯(lián)電源總線上產生一涌浪電磁—。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于，所述的電流控制單 元還包含
一電力開關單元，電連接至該濾波電容；及
一控制流經該濾波電容的充電電流的控制單元，所述控制單元電連接至該 電力開關單元并控制該電力開關單元，以避免在該并聯(lián)電源總線上產生該涌浪 電流。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其中，所述的控制單元還包含 一第一電阻，該第一電阻的一端電連接至該濾波電容，另一端電連接至該 電力開關單元；
一第二電阻，該第二電阻的一端電連接至該電力開關單元，另一端電連接 至地；及
一第一電容，該第一電容的一端電連接至該電力開關單元，另一端電連接 至地。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其中，所述的電力開關單元為一 金氧半場效晶體管。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其中，所述的電流控制單元為一 負溫度系數熱敏電阻。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其中，所述的濾波電容為一電解 質電容。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，還包含一歐凌開關電連接至該濾 波電容。
上述的具有預防涌浪電流的電源供應器，還包含一電源電路單元電連接至 該濾波電容。
本實用新型的有益功效在于
1.因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以不會出現(xiàn)火花造成并聯(lián)電源總線與電源 供應器上的連接點損壞。2. 因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以可以在電源供應器輸出端設計大的濾波 電容，輸出電壓和電流漣波可得到有效壓制。
3. 因為電力開關單元會抑制流經濾波電容的充電電流大小，所以可使電 源總線上不薈有大幅度電壓瞬間下降產生，電力供應得以保持穩(wěn)定。
4. 現(xiàn)有技術在并聯(lián)電源總線后方的電子系統(tǒng)，有可能會因為突然發(fā)生的
涌浪電流造成瞬間電壓下降，而造成電子系統(tǒng)誤判。電子系統(tǒng)會以為是電力不 足而去啟動其它備份電源，甚至錯誤的儲存數據后進行關機的保護動作，事實 上只是涌浪電流造成的瞬間電壓降。本實用新型因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以 不會有這些誤動作發(fā)生。
5. 現(xiàn)有技術消除輸出電流漣波的手段之一是利用在歐凌開關(0R' ing switch)之前的電路。即在電源通過歐凌開關(0R， ing switch)流向電子系 統(tǒng)之前，已經先設法降低電流漣波，故在電源供應器輸出側不再放置大的濾波 電容，以避免涌浪電流。而本實用新型可在電源供應器輸出側可放置大的濾波 電容而又能避免涌浪電流。大的濾波電容的好處之一是可以抵消歐凌開關(OR' ing switch)及其它電路的電感特性，使得電壓和電流漣波更小。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實 用新型的限定。


圖1為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器方塊圖(主動式)；
圖2為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器的一實施例電路圖3為電源供應器輸出端無濾波電容示意圖4為電源供應器輸出端有濾波電容示意圖5為現(xiàn)有技術在并聯(lián)電源總線上電壓對電流時序圖6為本實用新型在并聯(lián)電源總線上電壓對電流時序圖7為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器方塊圖。
其中，附圖標記
10具有預防涌浪電流的電源供應器
20并聯(lián)電源總線 100 電源電路單元
5200歐凌開關300濾波電容
400電流控制單元
410控制單元
420電力開關單元
412第一電阻
414第二電阻
416第一電容
20A并聯(lián)電源總線
20B并聯(lián)電源總線
300A濾波電容
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的結構原理和工作原理作具體的描述 請參考圖7，圖7為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器方塊圖。
本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器10應用于一并聯(lián)電源總線20。
該具有預防涌浪電流的電源供應器10包含 一電源電路單元100、 一歐凌開
關(OR' ing switch) 200、 一濾波電容300及一電流控制單元400。該歐凌 開關(OR' ing switch) 200電連接至該電源電路單元100及該濾波電容300。 該電流控制單元400電連接至該濾波電容300。
該電源電路單元100為轉換DC/DC或AC/DC的電源電路。該濾波電容300 為一電解質電容。該電流控制單元400控制流經該濾波電容300的一充電電流， 以避免在該并聯(lián)電源總線20上產生一涌浪電流。
以安全性考慮，可以(但并不限定)在電源供應器的輸出端串接一個開關 (歐凌開關(OR， ing switch))。即，可作熱抽換(hot swap)的電源供應 器在輸出端可串接一個開關(歐凌開關)。其目的在確認電源供應器的電源供 應正常后，開關(歐凌開關)打開讓電源流出供給電子系統(tǒng)。
其中，該電流控制單元400可為主動式或被動式。以下將作詳細介紹。
該電流控制單元400若為被動式，則可以例如為負溫度系數熱敏電阻(NTC Thermistor)實現(xiàn)。負溫度系數熱敏電阻(NTC Thermistor)的電阻值隨溫度 的上升而下降。當該并聯(lián)電源總線20接上本實用新型的電源供應器的瞬間，該電流控制單元400 (負溫度系數熱敏電阻)的電阻值極大，流經該濾波電容 300的該充電電流極小。接著隨著溫度逐漸上升，該電流控制單元400 (負溫 度系數熱敏電阻)的電阻值逐漸下降。最后該電流控制單元400 (負溫度系數 熱敏電阻)的電阻值變得極小，使該濾波電容300能進行最佳的濾波功能，且 又不會產生該涌浪電流。
以下將詳細介紹主動式的該電流控制單元400。
請參考圖1，其為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器方塊圖 (主動式)。本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器IO應用于該并聯(lián) 電源總線20。本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器10包含 一控制 單元410、 一電力開關單元420、該濾波電容300、該電源電路單元100及該 歐凌開關(OR' ing switch) 200。該電力開關單元420電連接至該控制單元 410及該濾波電容300。該歐凌開關(OR' ing switch) 200電連接至該電源 電路單元100及該濾波電容300。該電源電路單元100為轉換DC/DC或AC/DC 的電源電路。該濾波電容300為一電解質電容。
首先，在該具有預防涌浪電流的電源供應器10接上該并聯(lián)電源總線20 的瞬間，該控制單元410控制該電力開關單元420在切斷狀態(tài)。接著，等該具 有預防涌浪電流的電源供應器10完全接上該并聯(lián)電源總線20后，該控制單元 410控制該電力開關單元420在線性電阻工作區(qū)，控制此線性電阻的大小，以 控制流經該濾波電容300的該充電電流大小。該電力開關單元420不僅具有開 關功能，而且具有可控制流經該濾波電容300的該充電電流大小的功能。等該 濾波電容300充電到接近該并聯(lián)電源總線20的電壓時，該控制單元410控制 該電力開關單元420完全導通，使該濾波電容300能進行最佳的濾波功能。
請參考圖2，圖2為本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器的一實 施例電路圖。本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器10應用于該并聯(lián) 電源總線20。本實用新型的具有預防涌浪電流的電源供應器10包含該控制 單元410、該電力開關單元420、該濾波電容300、該電源電路單元100及該 歐凌開關(OR' ing switch) 200。該電力開關單元420電連接至該控制單元 410及該濾波電容300。該歐凌開關(OR' ing switch) 200電連接至該電源 電路單元100及該濾波電容300。該電源電路單元100為轉換DC/DC或AC/DC 的電源電路。該濾波電容300為一電解質電容。該電力開關單元420可為一金氧半場效晶體管(M0SFET)。
該控制單元410還包含 一第一電阻412、 一第二電阻414及一第一電容 416。該第一電阻412的一端電連接至該濾波電容300，另一端電連接至該電 力開關單元420。該第二電阻414的一端龜連接至該電力開關單元420，另一 端電連接至地。該第一電容416的一端電連接至該電力開關單元420，另一端 電連接至地。
首先，在該具有預防涌浪電流的電源供應器10接上該并聯(lián)電源總線20 時，該歐凌開關(0R' ing switch) 200此時為斷路，且該電力開關單元420 也在切斷狀態(tài)。接著，該并聯(lián)電源總線20經過該第一電阻412及該第二電阻 414對該第一電容416進行充電。當該第一電容416充電到一電壓值時，會使 該電力開關單元420進入線性電阻區(qū)工作。該并聯(lián)電源總線20會對該濾波電 容300進行充電。而且因為該電力開關單元420在線性電阻區(qū)工作，所以流經 該濾波電容300的該充電電流會被限制在一限制值之下。該電力開關單元420 不僅是具有開關功能而已，而是具有可控制流經該濾波電容300的該充電電流 大小的功能。最后，當該第一電容416上電壓進入到使該電力開關單元420 完全導通時，該濾波電容300將正常工作，發(fā)揮最佳的濾波功能。
請參考圖5，圖5為現(xiàn)有技術沒有該電力開關單元420控制該濾波電容300 時，在該并聯(lián)電源總線20的電壓電流時序圖?？梢钥闯霈F(xiàn)有技術在電源供應 器接上該并聯(lián)電源總線20瞬間會產生大的涌浪電流，因而使得電壓突降，造 成電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象。請參考圖6，圖6為本實用新型該電力開關單元420控 制該濾波電容300時，在該并聯(lián)電源總線20的電壓電流時序圖?？梢钥闯霰?實用新型在電源供應器接上該并聯(lián)電源總線20瞬間不會產生大的涌浪電流， 因而電壓仍舊穩(wěn)定。
本實用新型的重點為在新的電源供應器接上該并聯(lián)電源總線20的時候， 該電流控制單元400控制流經該濾波電容300的該充電電流，使該濾波電容 300能緩慢充電以避免在該并聯(lián)電源總線20上產生該涌浪電流。
本實用新型的優(yōu)點為-
1. 因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以不會出現(xiàn)火花造成并聯(lián)電源總線與電源 供應器上的連接點損壞。
2. 因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以可以在電源供應器輸出端設計大的濾波電容，輸出電壓和電流漣波可得到有效壓制。
3. 因為電力開關單元會抑制流經濾波電容的充電電流大小，所以可使電 源總線上不會有大幅度電壓瞬間下降產生，電力供應得以保持穩(wěn)定。
4. 現(xiàn)有ii術在并聯(lián)電源總線后方的電子系統(tǒng)，有可能會因為突然發(fā)生的 涌浪電流造成瞬間電壓下降，而造成電子系統(tǒng)誤判。電子系統(tǒng)會以為是電力不 足而去啟動其它備份電源，甚至錯誤的儲存數據后進行關機的保護動作，事實 上只是涌浪電流造成的瞬間電壓降。本實用新型因為涌浪電流不會出現(xiàn)，所以 不會有這些誤動作發(fā)生。
5. 現(xiàn)有技術消除輸出電流漣波的手段之一是利用在歐凌開關(0R' ing switch)之前的電路。即在電源通過歐凌開關(0R' ing switch)流向電子系 統(tǒng)之前，已經先設法降低電流漣波，故在電源供應器輸出側不再放置大的濾波 電容，以避免涌浪電流。而本實用新型可在電源供應器輸出側可放置大的濾波 電容而又能避免涌浪電流。大的濾波電容的好處之一是可以抵消歐凌開關(OR' ing switch)及其它電路的電感特性，使得電壓和電流漣波更小。
當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精祌及其 實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改 變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保 護范圍。
權利要求1.一種具有預防涌浪電流的電源供應器，應用于一并聯(lián)電源總線，其特征在于，該具有預防涌浪電流的電源供應器包含一濾波電容；及一控制流經該濾波電容的充電電流的電流控制單元，電連接至該濾波電容。
2. 如權利要求1所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于， 所述的電流控制單元還包含一電力開關單元，電連接至該濾波電容；及一控制流經該濾波電容的充電電流的控制單元，所述控制單元電連接至該 電力開關單元并控制該電力開關單元，以避免在該并聯(lián)電源總線上產生該涌浪 電流。
3. 如權利要求2所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于，所述的控制單元還包含一第一電阻，該第一電阻的一端電連接至該濾波電容，另一端電連接至該電力開關單元；一第二電阻，該第二電阻的一端電連接至該電力開關單元，另一端電連接 至地；及一第一電容，該第一電容的一端電連接至該電力開關單元，另一端電連接 至地。
4. 如權利要求2所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于，所述的電力開關單元為一金氧半場效晶體管。
5. 如權利要求1所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于， 所述的電流控制單元為一負溫度系數熱敏電阻。
6. 如權利要求l所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于， 所述的濾波電容為一電解質電容。
7. 如權利要求1所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于， 還包含一歐凌開關電連接至該濾波電容。
8. 如權利要求1所述的具有預防涌浪電流的電源供應器，其特征在于， 還包含一 電源電路單元電連接至該濾波電容。
專利摘要一種具有預防涌浪電流的電源供應器，應用于一并聯(lián)電源總線。該具有預防涌浪電流的電源供應器包含一濾波電容及一電流控制單元。該電流控制單元電連接至該濾波電容。該電流控制單元控制流經該濾波電容的一充電電流，以避免在該并聯(lián)電源總線上產生一涌浪電流。
文檔編號H02M3/10GK201418030SQ20092015736
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權日2009年5月26日
發(fā)明者廖繼順, 林敬昌, 陳本盛 申請人:群光電能科技股份有限公司