一種浪湧抑制電路的製作方法

2023-07-22 22:02:46 4

本發明涉及計算機技術領域，特別涉及一種浪湧抑制電路。

背景技術：

浪湧是一種上升速度高、持續時間短的尖峰脈衝。諸如：電網過壓、開關打火、虯源反向、靜電、電機/電源噪聲等，均會造成電路中出現浪湧現象。當開關電源在加電時，會產生較高的浪湧電流，因此必須在電源的輸入端安裝防止浪湧電流的軟啟動裝置，才能有效地將浪湧電流減小到允許的範圍內。浪湧電流主要是由濾波電容充電引起，在開關管開始導通的瞬間，電容對交流呈現出較低的阻抗。如果不採取任何保護措施，浪湧電流可接近數百安。

而在航空領域的電子設備應用過程中，由於對電源電路的各項電氣性能指標要求更高，因此對浪湧電流的抑制處理要求也更高。但是現有技術中的浪湧抑制電路無法達到抑制浪湧到符合航空電器設備的應用標準。

可見，現有技術中存在著浪湧抑制電路的浪湧抑制效果無法達到符合航空領域的電器設備應用標準的技術問題。

技術實現要素：

本申請實施例提供一種浪湧抑制電路，用於解決現有技術中存在著的浪湧抑制電路的浪湧抑制效果無法達到符合航空領域的電器設備應用標準的技術問題。

本申請實施例一方面提供一種浪湧抑制電路，包括：

第一電阻，包括第一端與第二端；

電壓輸出模塊，與所述第一端連接，用以輸出第一電壓；

變壓器，與所述第二端連接，包括壓控模塊；

抑制浪湧模塊，與所述電壓輸出模塊以及所述變壓器串聯，包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，所述響應模塊的一端經所述第二電阻與所述第一開關的控制腳連接，所述響應模塊的另一端與所述第二端連接，其中，在所述第一開關處於控制腳上不存在感應電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述感應電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器，所述響應模塊用以在所述壓控模塊存在預設電壓時響應生成所述感應電壓。

可選地，所述抑制浪湧模塊還包括：

單向開關，包括第三端和第四端，所述第三端與所述第一開關連接，所述第四端與所述第二電感線圈連接，所述單向開關用以阻止電流經所述第一電阻流向所述響應模塊。

可選地，所述抑制浪湧模塊還包括：

電容模塊，所述電容模塊的一端與所述第一開關的控制腳連接，所述電容模塊的另一端與所述第二端連接；

所述壓控模塊包括第一電感線圈；

所述響應模塊包括與所述第一電感線圈相對設置的第二電感線圈。

可選地，所述電容模塊包括：

第一電容，所述第一電容的電容值屬於第一預設電容範圍；

第二電容，所述第二電容的電容值屬於第二預設電容範圍，所述第二預設電容範圍中的每個電容值大於所述第一預設電容範圍中的每個電容值。

可選地，所述電壓輸出模塊具體為脈動直流電壓輸出模塊。

可選地，所述浪湧抑制電路還包括：

負載模塊，包括第五端和第六端，所述第五端與所述第二端連接，所述第六端與所述變壓器的輸出端連接；

第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第五端連接，所述第三電阻的另一端接地；

第三電容，與所述第三電阻並聯。

可選地，所述第一開關具體為晶閘管。

可選地，所述第一電阻的電阻值為基於計算式獲得，其中，C為所述電壓輸出模塊中的濾波電容的電容量，u為施加在所述濾波電容上的電壓值，t為電壓施加時長，U為所述電壓輸出模塊輸出的電壓值，KMN為與M對應的電阻材料在與N對應的環境溫度值相對於與(N-1)對應的環境溫度值下的電阻值變化率，M和N為大於等於1的整數，p為環境溫度變化範圍中所測試的環境溫度的數量。

可選地，所述第一電阻的電阻值為基於計算式獲得其中，U為所述電壓輸出模塊輸出的電壓值，t為電壓輸出時間，r為所述第一電阻的電阻值，C為所述電壓輸出模塊中的濾波電容的電容量，e為自然對數的底數。

可選地，所述第一預設電容範圍以及所述第二預設電容範圍中的每個電容值屬於1nF至10nF。

本申請實施例中的技術方案具有如下技術效果或優點：

本申請實施例中的浪湧抑制電路可以通過串聯設置的第一電阻、電壓輸出模塊、變壓器，以及抑制浪湧模塊對電源電路中的浪湧電流進行抑制。所述抑制浪湧模塊包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，當壓控模塊上存在預設電壓時，所述響應模塊可以對應生成感應電壓。當所述第一開關處於控制腳上不存在與感應電壓對應的控制電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述控制電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器。可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路的結構簡單，無需佔用較大電器空間，並且能夠實現浪湧抑制電路和正常負載電路根據電氣情況的自動切換，因此具有良好的浪湧抑制效果和電器設備空間應用效果，適合於航空用電器設備的浪湧抑制應用。

本申請實施例至少還具有如下技術效果或優點：

進一步地，本申請實施例中的技術方案可以通過單向開關的設置使得電流無法流向所述響應模塊，從而具有保證所述浪湧抑制電路的安全性和穩定性的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還可以通過設置與所述第二電感線圈並聯的電容模塊，從而使得所述感應電壓更加穩定，因此具有進一步保證所述浪湧抑制電路的電氣穩定性的技術效果。

進一步地，本申請實施例可通過將所述電容模塊設置為包括電容值較大的第一電容和電容值較小的第二電容，從而具有進一步保證感應電壓的穩定性和降低電路受高頻幹擾信號機率的技術效果。

進一步地，所述第一電阻的取值可以根據計算式以及計算式計算獲得，所述第一開關可優選晶閘管作為原材料，而所述第一預設電容範圍以及所述第二預設電容範圍中的每個電容值屬於1nF至10nF。從而可以保證本申請實施例的浪湧抑制電路能夠獲得滿足高指標要求的浪湧抑制要求，因此具有提升浪湧抑制電路的浪湧抑制效果的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還具有防止電流發生畸變，進而提升電路的整體電氣性能指標的技術效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例中一種浪湧抑制電路的結構圖；

圖2為本發明實施例中一種浪湧抑制電路中A部分的放大結構圖。

具體實施方式

本申請實施例提供一種浪湧抑制電路，用於解決現有技術中存在著的浪湧抑制電路的浪湧抑制效果無法達到符合航空領域的電器設備應用標準的技術問題。

本申請實施例中的浪湧抑制電路可以通過串聯設置的第一電阻、電壓輸出模塊、變壓器，以及抑制浪湧模塊對電源電路中的浪湧電流進行抑制。所述抑制浪湧模塊包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，當壓控模塊上存在預設電壓時，所述響應模塊可以對應生成感應電壓。當所述第一開關處於控制腳上不存在與感應電壓對應的控制電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述控制電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器。可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路的結構簡單，無需佔用較大電器空間，並且能夠實現浪湧抑制電路和正常負載電路根據電氣情況的自動切換，因此具有良好的浪湧抑制效果和電器設備空間應用效果，適合於航空用電器設備的浪湧抑制應用。

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互任意組合。並且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。

另外，本文中術語「和/或」，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符「/」，在不做特別說明的情況下，一般表示前後關聯對象是一種「或」的關係。

為了更好的理解本申請的技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對本申請的技術方案進行詳細的說明。

請參見圖1和圖2，本申請實施例提供一種浪湧抑制電路，包括：

第一電阻101，包括第一端與第二端；

電壓輸出模塊102，與所述第一端連接，用以輸出第一電壓；

變壓器103，與所述第二端連接，包括壓控模塊；

抑制浪湧模塊104，與所述電壓輸出模塊以及所述變壓器串聯，包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，所述響應模塊的一端經所述第二電阻與所述第一開關的控制腳連接，所述響應模塊的另一端與所述第二端連接，其中，在所述第一開關處於控制腳上不存在感應電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述感應電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器，所述響應模塊用以在所述壓控模塊存在預設電壓時響應生成所述感應電壓。

本申請實施例中的浪湧抑制電路可應用於電源設備，也可根據實際情況應用於其它需要進行浪湧抑制的電路中，本申請實施例以應用於一航空領域的電源設備作為示例作出說明。

需要提前說明的是，在本申請實施例的浪湧抑制電路中，在實際操作時，所述第一電壓可以是直流電壓也可以是交流電壓或者是其它電壓類型。也就是說，所述第一電壓的類型可以是與所述變壓器中的壓控模塊對應的可使得所述壓控模塊在獲得所述預設電壓時，所述響應模塊對應生成所述感應電壓的電壓類型。例如，當所述第一電壓為交流電壓或脈動式直流電壓時，所述壓控模塊可以設置為包括第一電感線圈，而所述響應模塊可以設置為包括與所述第一電感線圈相對設置的第二電感線圈，當電流經過所述第一電阻輸入所述變壓器使後級電路開始工作時，所述第一電感線圈可以在交流電壓或脈動式直流電壓作用下使得相對設置的第二電感線圈感應生成感應電壓。又例如，當所述第一電壓為直流電壓時，所述壓控模塊可以設置為包括電磁感應模塊，而所述響應模塊可以設置為包括與所述微波感應模塊對應設置的微波作用式電壓生成模塊，從而可以在直流電壓作用下使得所述微波感應式電壓生成模塊生成所述感應電壓。而所述控制電壓則是當所述響應模塊生成所述感應電壓時，所述控制腳端對應存在的電壓。

進一步需要說明的是，所述預設電壓可以為一電壓值趨於穩定的電壓，可以是電壓值處於一電壓值範圍的電壓，還可以是電壓狀態的變化趨勢符合預定趨勢的電壓，在實際操作過程中可以根據需要而自行設置，只要是滿足預設需求的可用以在電流輸入所述變壓器使後級電路開始正常工作的電壓都可以作為所述預設電壓。

如圖2所示，本申請實施例中的浪湧抑制電路在通過所述電壓輸出模塊輸出所述第一電壓的短時間範圍內，由於所述壓控模塊上並不存在滿足使後級電路正常工作的預設電壓，因此所述響應模塊並不能生成所述感應電壓，所述第一開關的控制腳上也就不存在相應的控制電壓從而處於斷開狀態，電流則會經所述第一電阻輸入所述變壓器，從而對浪湧電流起到很好的抑制作用。而當所述電壓輸出模塊輸出所述第一電壓一段時間後，後級電路工作趨於穩定，所述壓控模塊生成所述預設電壓，從而使得所述響應模塊對應生成所述感應電壓，進一步使得所述第一開關的控制腳上存在相應的控制電壓從而處於導通狀態，電流則會繞過所述第一電阻而輸入所述變壓器，實現正常的電壓輸送。

可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路可以通過串聯設置的第一電阻、電壓輸出模塊、變壓器，以及抑制浪湧模塊對電源電路中的浪湧電流進行抑制。所述抑制浪湧模塊包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，當壓控模塊上存在預設電壓時，所述響應模塊可以對應生成感應電壓。當所述第一開關處於控制腳上不存在與感應電壓對應的控制電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述控制電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器。可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路的結構簡單，無需佔用較大電器空間，並且能夠實現浪湧抑制電路和正常負載電路根據電氣情況的自動切換，因此具有良好的浪湧抑制效果和電器設備空間應用效果，適合於航空用電器設備的浪湧抑制應用。

再次需要說明的是，在實際操作過程中，可以通過多種方式以防止所述第一開關在導通時，電流避開變壓器通路而流向所述響應模塊所在通路，例如可以將所述第二電阻的電阻值設置為遠大於所述變壓器所在通路的負載電阻值，也可以採用單向開關與所述第一開關和所述響應模塊串聯，從而使得電流無法流向所述響應模塊。可見，本申請實施例中的技術方案可以通過單向開關的設置使得電流無法流向所述響應模塊，從而具有保證所述浪湧抑制電路的安全性和穩定性的技術效果。

進一步地，在本申請實施例的浪湧抑制電路中，可以在所述壓控模塊設置有第一電感線圈，且在所述響應模塊中設置有與所述第一電感線圈相對設置的第二電感線圈時，進一步設置與所述第二電感線圈並聯的電容模塊，通過所述電容模塊可以使得經所述第二電感線圈生成的感應電壓更穩定。可見，本申請實施例中的技術方案還可以通過設置與所述第二電感線圈並聯的電容模塊，從而使得所述感應電壓更加穩定，因此具有進一步保證所述浪湧抑制電路的電氣穩定性的技術效果。

再進一步地，所述電容模塊可包括第一電容和第二電容，所述第一電容的電容值屬於第一預設電容範圍；所述第二電容的電容值屬於第二預設電容範圍，所述第二預設電容範圍中的每個電容值大於所述第一預設電容範圍中的每個電容值。在實際操作時，所述第一電容的電容值可以設置為滿足使得所述感應電壓的電壓值波動幅度保持在一閾值範圍內，而所述第二電容的電容值可以設置為滿足使得所述浪湧抑制電路收到減少受到高頻幹擾信號的機率。可見，本申請實施例可通過將所述電容模塊設置為包括電容值較大的第一電容和電容值較小的第二電容，從而具有進一步保證感應電壓的穩定性和降低電路受高頻幹擾信號機率的技術效果。

又進一步地，如圖1所示，所述浪湧抑制電路還包括：

負載模塊，包括第五端和第六端，所述第五端與所述第二端連接，所述第六端與所述變壓器的輸出端連接；

第三電阻，所述第三電阻的一端與所述第五端連接，所述第三電阻的另一端接地；

第三電容，與所述第三電阻並聯。

由於在實際操作過程中，變壓器的輸入電流是一個與輸入電壓同相位平滑的正弦波。當輸入頻率為360～800Hz時，輸入電流會因相位超前而發生過零畸變。畸變後的輸入電流總諧波含量(THD)會變得很大，從而使得電路中的各項電氣指數難以滿足相關的航空標準。產生過零畸變的直接因素包括多種，其中，造成過零畸變的最主要的原因是電路中的電流相位超前。因此，處理過零畸變的問題，關鍵在於減輕或消除電流相位超前的影響。而本申請實施例中的浪湧抑制電路中採用將電容與所述第三電阻並聯的方式，從而抑制流向所述負載模塊的電流發生畸變。可見，本申請實施例中的技術方案還具有防止電流發生畸變，進而提升電路的整體電氣性能指標的技術效果。

可選地，本申請實施例中的所述第一電阻的電阻值為基於計算式獲得，其中，C為所述電壓輸出模塊中的濾波電容的電容量，u為施加在所述濾波電容上的電壓值，t為電壓施加時長，U為所述電壓輸出模塊輸出的電壓值，KMN為與M對應的電阻材料在與N對應的環境溫度值相對於與(N-1)對應的環境溫度值下的電阻值變化率，M和N為大於等於1的整數，p為環境溫度變化範圍中所測試的環境溫度的數量。

需要進一步說明的是，由於本申請實施例中的浪湧抑制電路可用於航空設備的電源中，當航空設備由低空飛行狀態進入到高空飛行狀態或由高空飛行狀態降落至低空飛行狀態時存在著溫差變化過程，而電阻在不同的溫度變化下其阻值也存在相應的變化。因此，為了使本申請實施例的浪湧抑制電路起到更加精確的浪湧抑制效果，本申請實施例的技術方案還採用了如下方式以獲得更優選的所述第一電阻的電阻值：

目前，針對航空領域電源的浪湧抑制標準如下：

當正常電壓突然施加到待測物時，產生的衝擊電源的峰值應小於：

從施壓開始到3.0毫秒內，峰值電流小於9倍最大穩態電流；

從3.0毫秒到500毫秒內，峰值電流小於4倍最大穩態電流；

從500毫秒到2秒內，峰值電流小於2倍最大穩態電流。

而在實際操作過程中，由於所述電壓輸出模塊中通常包含有整流器，而最大浪湧電流通常就是由所述整流器的濾波電容的充電電流所造成的，該充電電流可通過計算式：計算獲得，其中，C為該濾波電容的電容量，u為施加在該電容上的電壓值，t為電壓施加時長；基於上述航空領域電源的浪湧抑制標準可進一步基於計算式：計算得到所述第一電阻相應的可取電阻值範圍，其中，U可為所述電壓輸出模塊輸出的電壓值。

由於不同材料的電阻隨溫度變化的趨勢不同，在本申請實施例的技術方案中首先根據大量實驗獲得不同材料在不同溫度下的電阻值，然後根據溫度的變化趨勢和測試的溫度範圍獲得與該材料相對應的基於前一溫度下的電阻值變化率KMN，其中，M為大於等於1的整數，用以表徵不同的電阻材料，N為大於等於1的整數，用以對應於不同的溫度值，例如，當取K12時，表徵碳膜電阻在15攝氏度的環境溫度下相對於在13攝氏度的環境溫度下的電阻值變化率，當該碳膜電阻在13攝氏度的環境溫度下的電阻值為Z時，則在15攝氏度的環境溫度下該碳膜電阻的電阻值為Z*K12。

基於前述內容可確定，在本申請實施例的技術方案中，所述第一電阻的電阻值可以根據應用的航空設備大致飛行高度確認適用的環境溫度變化範圍，再根據該環境溫度變化範圍通過試驗確認出其中的每個環境溫度值相對於相鄰的環境溫度值的電阻變化率，確認出所述第一電阻在該環境溫度變化範圍內的電阻值範圍，最後再取該電阻值範圍的中間值或平均值。因此，本申請實施例中的所述第一電阻的電阻值計算方式可以為如下：

其中，p為所取環境溫度變化範圍中所測試的環境溫度的數量。

通過上述計算式獲得的第一電阻的電阻值可以保證本申請實施例的浪湧抑制電路能夠獲得滿足高指標要求的浪湧抑制要求，因此具有提升浪湧抑制電路的浪湧抑制效果的技術效果。

再進一步地，本申請實施例中的技術方案還可以通過另一計算式提高計算出的所述第一電阻的精確度。

在本申請實施例的浪湧抑制電路中，流過所述第一電阻的電流i的值可以通過計算式計算獲得，其中，U為所述電壓輸出模塊輸出的電壓值，t為電壓輸出時間，r可以為所述第一電阻的電阻值，C為所述電壓輸出模塊中的濾波電容的電容量，e為自然對數的底數。根據上述電流i的計算式，可以基於航空領域電源的浪湧抑制標準而計算獲得相應的電阻r，例如，將代入9倍最大負載穩態電流計算得到r的值則可以作為所述第一電阻的值。

例如：當所述電壓輸出模塊輸出的電壓為115V400Hz,電源額定功率100W，轉換效率80％，則可以首先計算額定負載輸入電流i＝100/0.8/115＝1.08A，再計算得到最大浪湧電流為i＝1.08*9＝9.78A，將i＝9.78A代入計算式中，通過換算得到：當時間無限小近似為0時，就是e0為1，由此可計算得到較精確的所述第一電阻的電阻值。

由此可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路可以通過串聯設置的第一電阻、電壓輸出模塊、變壓器，以及抑制浪湧模塊對電源電路中的浪湧電流進行抑制。所述抑制浪湧模塊包括第二電阻、第一開關以及與所述壓控模塊對應設置的響應模塊，當壓控模塊上存在預設電壓時，所述響應模塊可以對應生成感應電壓。當所述第一開關處於控制腳上不存在與感應電壓對應的控制電壓的斷開狀態時，所述第一電壓經所述第一電阻輸送至所述變壓器，在所述第一開關處於控制腳上存在所述控制電壓的導通狀態時，所述第一電壓繞過所述第一電阻經所述第一開關輸送至所述變壓器。可見，本申請實施例中的浪湧抑制電路的結構簡單，無需佔用較大電器空間，並且能夠實現浪湧抑制電路和正常負載電路根據電氣情況的自動切換，因此具有良好的浪湧抑制效果和電器設備空間應用效果，適合於航空用電器設備的浪湧抑制應用。

本申請實施例至少還具有如下技術效果或優點：

進一步地，本申請實施例中的技術方案可以通過單向開關的設置使得電流無法流向所述響應模塊，從而具有保證所述浪湧抑制電路的安全性和穩定性的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還可以通過設置與所述第二電感線圈並聯的電容模塊，從而使得所述感應電壓更加穩定，因此具有進一步保證所述浪湧抑制電路的電氣穩定性的技術效果。

進一步地，本申請實施例可通過將所述電容模塊設置為包括電容值較大的第一電容和電容值較小的第二電容，從而具有進一步保證感應電壓的穩定性和降低電路受高頻幹擾信號機率的技術效果。

進一步地，所述第一電阻的取值可以根據計算式以及計算式計算獲得，所述第一開關可優選晶閘管作為原材料，而所述第一預設電容範圍以及所述第二預設電容範圍中的每個電容值屬於1nF至10nF。從而可以保證本申請實施例的浪湧抑制電路能夠獲得滿足高指標要求的浪湧抑制要求，因此具有提升浪湧抑制電路的浪湧抑制效果的技術效果。

進一步地，本申請實施例中的技術方案還具有防止電流發生畸變，進而提升電路的整體電氣性能指標的技術效果。

儘管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請範圍的所有變更和修改。

顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和範圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬於本申請權利要求及其等同技術的範圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。