通信系統(tǒng)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，上電時間直接決定了浪涌電流的大小。在一般的帶電插拔過程中，充電電壓相當于一個階躍激勵，dv/dt極大。我們知道在采用

RC充電回路中，電容的充電時間可以簡單地通過改變R和C值來設定，如果利用這個漸變的電壓控制一個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關鍵元器件參數(shù)之間的關系，為不同場合的實際應用提供參考。圖4為實際中經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充電時間，以滿足單板上不同上電順序的需要。R1、R2和R3、R4的作用是通過與接地電阻之間的分壓，直接給MOS管的柵級提供一個開啟電壓，縮短了MOS管達到開啟電壓的時間，在R2上并聯(lián)一個電容C3使得兩個緩起電路避開同時達到MOS管的開啟電壓，減少單板的開關噪聲。

圖4 3.3V電源緩啟保護電路

L1和L2對電源進行電感濾波后通過MOS管提供給單板。濾波電感個數(shù)和IRF7410個數(shù)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(tǒng)的穩(wěn)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以內，考慮到器件的離散性，在留夠裕量后，電感采用用2個，IRF7410采用3～4個，實際使用中可以通過具體調試確定具體的數(shù)量。

在電感前面放置一個續(xù)流二極管D1，在系統(tǒng)斷電時給電感L1和L2所產生的感應電動勢一放電回路。0.1μF的瓷片電容和1μF的瓷片電容C1、C2，減少了單板內的開關噪聲干擾。在單板重負載時，可以適當增加電容個數(shù)。C6、C7和C8、C9分別對輸出的電源再進行一次濾波，使單板最終得到平滑穩(wěn)定的電源。

2.3 緩啟保護電路的理論計算和實驗結果

圖4中Q1和Q4的柵源級電壓分別為