技术领域
[0001] 本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种缓启电路及功率变换器。
相关背景技术
[0002] 在户用储能、工商业储能以及智能电池备电等电源产品中，产品内部设有大容量的电容进行缓启。参见图1，为了避免较大的浪涌电流冲击，通常是通过电阻R为大容量电容C进行缓启充电，使电容C的电压缓慢升高。配合继电器K，当缓启结束时，会闭合继电器K，将电阻R旁路。
[0003] 但是，一般继电器是一种机械装置，在大电流工况时，控制继电器的通断会造成继电器内部机械接触开关的拉弧与粘连现象，从而造成电源产品的失效故障。
具体实施方式
[0035] 为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
[0036] 本申请实施例不具体限定缓启电路的应用场景，例如可以为功率变换器的输入端，功率变换器可以为逆变器，也可以为通信电源中的变换器。本申请也不具体限定逆变器的应用场景，例如可以为户用逆变器，也可以为工商业用逆变器。
[0037] 下面结合附图介绍本申请实施例提供的缓启电路的实现方式。
[0038] 参见图2，该图为本申请实施例提供的一种缓启电路的示意图。
[0039] 本申请实施例提供一种缓启电路，包括：控制器100、第一MOS管Q4、第二MOS管Q5、继电器K和电容C。
[0040] 所述继电器K的第一端用于连接电源输入端IN，所述继电器K的第二端连接所述电容C的第一端。
[0041] 所述第一MOS管管Q4和第二MOS管Q5串联后并联在所述继电器K的两端。
[0042] 所述控制器100，用于在缓启时，控制第一MOS管Q4和第二MOS管Q5工作在线性区，使所述电容C上的电压逐渐升高。
[0043] 应该理解，缓启是指系统刚上电时，为了避免冲击电流太大，给电容或后续电路造成损坏，需要以缓慢的电流逐渐上升给电容充电。电容上的电压可以给后续电路或负载供电。
[0044] 应该理解，MOS管可以工作在线性区或饱和区，当MOS管工作在饱和区时就是纯粹的开关，只有导通和关断两种状态。但是，当MOS管工作在线性区时，可以呈现出电阻的特性。
[0045] 一种可能的实现方式，第一MOS管Q4和第二MOS管Q5可以背靠背连接，如图2所示，图2中未画出第一MOS管Q4的体二极管和第二MOS管Q5的体二极管，具体可以参见图3所示，两个MOS管的体二极管背靠背连接，即第一MOS管Q4的体二极管D4的阳极连接第二MOS管Q5的体二极管D5的阳极。
[0046] 控制器可以控制电源电压施加在背靠背的第一MOS管Q4和第二MOS管Q5的栅源之间，使第一MOS管Q4和第二MOS管Q5处于线性区工作，此时第一MOS管Q4和第二MOS管Q5等效为一个电阻，缓慢给电容C充电，电容C的电压缓慢升级，避免了瞬间开机时较大的浪涌电流。
[0047] 所述控制器100，还用于在缓启结束后，控制所述继电器导通，控制所述第一MOS管Q4和第二MOS管Q5均关断。本申请不具体限定控制器的实现方式，例如可以为微处理器或单片机等。
[0048] 缓启结束可以检测电容C两端的电压来实现，例如当电容C的电压达到某门槛电压时视为缓启结束。控制器立即驱动继电器K，使继电器K处于导通状态，随后控制器100控制背靠背第一MOS管Q4和第二MOS管Q5处于关断状态，为后续大电流从继电器K流过提供路径，这样也避免了为第一MOS管Q4和第二MOS管Q5设置较大的散热装置。
[0049] 下面介绍一种控制器具体控制第一MOS管和第二MOS管的实现方式。
[0050] 参见图4，该图为本申请实施例提供的又一种缓启电路的示意图。
[0051] 本申请实施例提供的缓启电路，还包括：驱动电路；
[0052] 所述控制器通过所述驱动电路连接所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极；所述控制器，用于向所述驱动电路间歇发送脉冲宽度调制PWM信号。例如图中的MOS_DRI表示控制器输出的PWM信号。
[0053] 为了实现信号的隔离，避免干扰，本申请实施例提供的缓冲电路还包括：光耦U1；
[0054] 所述控制器通过所述光耦U1连接所述驱动电路。
[0055] 一种可能的实现方式，驱动电路包括第一三极管Q2和第二三极管Q3；
[0056] 所述光耦U1的输入端连接所述控制器；
[0057] 所述光耦U1的第一输出端4连接工作电压VDD，具体地所述光耦U1的第一输出端4经过第五电阻R5连接工作电压VDD，所述第一三极管Q2的基极和所述第二三极管Q3的基极均连接所述光耦U1的第二输出端3。
[0058] 所述第一三极管Q2的集电极连接所述工作电压VDD，具体地，第一三极管Q2的集电极通过第六电阻R6连接所述工作电压VDD。所述第一三极管Q2的发射极连接所述第二三极管Q3的发射极，所述第一三极管Q2的发射极连接所述第一MOS管Q4的第二端，具体为第一三极管Q2的发射极连接所述第一MOS管Q4的第二端通过串联的第八电阻R8和第九电阻R9连接第一MOS管Q4的第二端。所述第一MOS管Q4的第一端连接所述继电器K的第一端；所述第二MOS管Q5的第一端连接所述第一MOS管Q4的第二端，所述第二MOS管Q5的第二端连接所述电容的第一端，所述电容的第二端接地。
[0059] 所述第一MOS管Q4的第二端连接工作地VSS。另外，光耦U1的第二输出端3通过第七电阻R7连接工作地VSS。
[0060] 为了增加驱动能力，本申请实施例提供的缓启电路，还包括：第三三极管Q1；
[0061] 所述控制器连接所述第三三极管Q1的基极，所述第三三极管Q1的发射极接地，所述第三三极管Q1的集电极连接所述光耦U1的第二输入端2，所述光耦U1的第一输入端1连接第一电压，例如，第一电压为5V。
[0062] 为了限流，控制器通过第一电阻R1连接第三三极管Q1的基极，第三三极管Q1的基极和发射极之间连接第二电阻R2，第三三极管Q1的发射极接地GND。
[0063] 当在启动时刻，辅助电源供电5V，控制器供电正常。控制器发出控制信号MOS_DRI为高电平状态，使光耦U1的第一输出端4和第二输出端3之间处于导通状态。控制器间歇发出脉冲宽度调制信号，使光耦上拉电源VDD‑VSS处于缓慢上升过程。
[0064] 下面结合VDD和VSS的电源产生过程介绍一种工作电源产生电路。
[0065] 参见图5，该图为本申请实施例提供的缓启电路中的工作电源产生电路示意图。
[0066] 本申请实施例提供的缓启电路，还包括：脉冲宽度驱动芯片U2、变压器T1和倍压整流电路。本申请实施例提供的倍压整流电路包括第一二极管D1和第二二极管D2。
[0067] 控制器输出的脉冲宽度调制信号DPWM连接到脉冲宽度驱动芯片U2的输入端，具体地，控制器输出的脉冲宽度调制信号DPWM通过第十电阻R10连接U2的输入端。
[0068] 脉冲宽度驱动芯片U2的电源端连接第二电压，例如第二电压为12V，脉冲宽度驱动芯片U2的输出端连接变压器T1的原边绕组，变压器T1的副边绕组的第一端连接倍压整流电路的第一输入端，即副边绕组的第一端通过第五电容C5连接D1的阳极，副边绕组的第二端连接倍压整流电路的第二输入端，即D2的阳极。倍压整流电路的第一输出端输出工作电压VDD，倍压整流电路的第二输出端输出工作地VSS。VDD和VSS之间连接有第六电容C6，以上介绍的各个电容的作用主要为为了滤波，实现稳压的目的。
[0069] 具体地，U2的两个输出管脚分别经过第十二电阻R12和第十三电阻R13连接C4的第一端，C4的第二端连接原边绕组的第一端。U2的电源端连接12V，U2的电源端经过并联的第二电容C2和第三电容C3接地。
[0070] U2的信号输入端经过第一电容C1接地。
[0071] U2的两个使能管脚经过第十一电阻R11连接12V。
[0072] 另外，本申请实施例提供的缓启电路，还可以实现过流或短路时的保护。具体地，控制器，还用于在确认出现过流或短路时，控制第一MOS管和第二MOS管均导通，控制继电器断开，预设时间后控制第一MOS管和第二MOS管均断开。
[0073] 继续参见图4，当出现过流或短路时，需要切断大电流路径，此时控制器控制MOS_DRI为高电平，使大电流短暂通过第一MOS管Q4和第二MOS管Q5路径，随后立即控制关断继电器K，延迟几mS后立即控制MOS_DRI为低电平，关断第一MOS管Q4和第二MOS管Q5，从而切断大电流路径起保护作用。由于继电器K是在零电流状态下切断，有效的避免了继电器K的拉弧现象，延长了继电器K的使用寿命。
[0074] 基于以上实施例提供的缓启电路，本申请实施例还提供一种功率变换器，下面结合附图进行详细介绍。
[0075] 参见图6，该图为本申请实施例提供的一种功率变换器的示意图。
[0076] 本申请实施例提供的功率变换器，包括功率变换电路600和以上介绍的缓启电路700；
[0077] 所述缓启电路700连接在所述功率变换电路600的输入端。
[0078] 由于本申请实施例提供的功率变换器包括以上介绍的缓启电路，因此，可以保证继电器的安全，从而提高整个功率变换器的安全性。
[0079] 需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0080] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
