通信系統中二次電源電路的濾波與緩啟原理

2 電源的緩啟保護

2.1 緩啟保護電路的原理

從上面的分析可知，解決帶電插拔不利影響的根本措施是減少浪涌電流，浪涌電流是由于待插板卡的容性負載在上電瞬間充電引起的。由公式I=Cdv/dt可知，上電時(shí)間直接決定了浪涌電流的大小。在一般的帶電插拔過(guò)程中，充電電壓相當于一個(gè)階躍激勵，dv/dt極大。我們知道在采用

RC充電回路中，電容的充電時(shí)間可以簡(jiǎn)單地通過(guò)改變R和C值來(lái)設定，如果利用這個(gè)漸變的電壓控制一個(gè)在一定電壓下導通的MOS管，就可以非常有效地減少浪涌電流的值，從而最大程度地減少帶電插拔帶來(lái)的負面影響。

2.2 緩啟保護電路

下面我們詳細介紹緩啟電路的工作原理和電路中各個(gè)關(guān)鍵元器件參數之間的關(guān)系，為不同場(chǎng)合的實(shí)際應用提供參考。圖4為實(shí)際中經(jīng)常使用的綜合緩啟電路。保險絲F1限制最大電流，一般采用慢熔保險絲，保險絲的額定電流是板卡最大工作電流的2～3倍。R1、R2、C4和R3、R4、C5分別組成兩條RC充電回路給P溝道MOS管IRF7410提供柵極電壓。兩條不同的充電回路具有不同的RC充電時(shí)間，以滿(mǎn)足單板上不同上電順序的需要。R1、R2和R3、R4的作用是通過(guò)與接地電阻之間的分壓，直接給MOS管的柵級提供一個(gè)開(kāi)啟電壓，縮短了MOS管達到開(kāi)啟電壓的時(shí)間，在R2上并聯(lián)一個(gè)電容C3使得兩個(gè)緩起電路避開(kāi)同時(shí)達到MOS管的開(kāi)啟電壓，減少單板的開(kāi)關(guān)噪聲。

圖4 3.3V電源緩啟保護電路

L1和L2對電源進(jìn)行電感濾波后通過(guò)MOS管提供給單板。濾波電感個(gè)數和IRF7410個(gè)數的選擇，取決于單板3.3V電源電流的大小，為了保持單板電路系統的穩定，需要把濾波電感和緩啟電路引入的壓降控制在0.1V左右，其中電感的直流電阻是10mΩ，IRF7410的導通電阻是8mΩ，以單板3.3V功耗在30W左右的單板為例，電流達到了10A，那么必須把導通電阻控制在10mΩ以?xún)?，考慮到器件的離散性，在留夠裕量后，電感采用用2個(gè)，IRF7410采用3～4個(gè)，實(shí)際使用中可以通過(guò)具體調試確定具體的數量。

在電感前面放置一個(gè)續流二極管D1，在系統斷電時(shí)給電感L1和L2所產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢一放電回路。0.1μF的瓷片電容和1μF的瓷片電容C1、C2，減少了單板內的開(kāi)關(guān)噪聲干擾。在單板重負載時(shí)，可以適當增加電容個(gè)數。C6、C7和C8、C9分別對輸出的電源再進(jìn)行一次濾波，使單板最終得到平滑穩定的電源。

2.3 緩啟保護電路的理論計算和實(shí)驗結果

圖4中Q1和Q4的柵源級電壓分別為