通信系统中二次电源电路的滤波保护电路及缓启电路原理

2 电源的缓启保护

2.1 缓启保护电路的原理

从上面的分析可知，解决带电插拔不利影响的根本措施是减少浪涌电流，浪涌电流是由于待插板卡的容性负载在上电瞬间充电引起的。由公式I=Cdv/dt可知，上电时间直接决定了浪涌电流的大小。在一般的带电插拔过程中，充电电压相当于一个阶跃激励，dv/dt极大。我们知道在采用

RC充电回路中，电容的充电时间可以简单地通过改变R和C值来设定，如果利用这个渐变的电压控制一个在一定电压下导通的MOS管，就可以非常有效地减少浪涌电流的值，从而最大程度地减少带电插拔带来的负面影响。

2.2 缓启保护电路

下面我们详细介绍缓启电路的工作原理和电路中各个关键元器件参数之间的关系，为不同场合的实际应用提供参考。图4为实际中经常使用的综合缓启电路。保险丝F1限制最大电流，一般采用慢熔保险丝，保险丝的额定电流是板卡最大工作电流的2～3倍。R1、R2、C4和R3、R4、C5分别组成两条RC充电回路给P沟道MOS管IRF7410提供栅极电压。两条不同的充电回路具有不同的RC充电时间，以满足单板上不同上电顺序的需要。R1、R2和R3、R4的作用是通过与接地电阻之间的分压，直接给MOS管的栅级提供一个开启电压，缩短了MOS管达到开启电压的时间，在R2上并联一个电容C3使得两个缓起电路避开同时达到MOS管的开启电压，减少单板的开关噪声。

图4 3.3V电源缓启保护电路

L1和L2对电源进行电感滤波后通过MOS管提供给单板。滤波电感个数和IRF7410个数的选择，取决于单板3.3V电源电流的大小，为了保持单板电路系统的稳定，需要把滤波电感和缓启电路引入的压降控制在0.1V左右，其中电感的直流电阻是10mΩ，IRF7410的导通电阻是8mΩ，以单板3.3V功耗在30W左右的单板为例，电流达到了10A，那么必须把导通电阻控制在10mΩ以内，考虑到器件的离散性，在留够裕量后，电感采用用2个，IRF7410采用3～4个，实际使用中可以通过具体调试确定具体的数量。

在电感前面放置一个续流二极管D1，在系统断电时给电感L1和L2所产生的感应电动势一放电回路。0.1μF的瓷片电容和1μF的瓷片电容C1、C2，减少了单板内的开关噪声干扰。在单板重负载时，可以适当增加电容个数。C6、C7和C8、C9分别对输出的电源再进行一次滤波，使单板最终得到平滑稳定的电源。

2.3 缓启保护电路的理论计算和实验结果

图4中Q1和Q4的栅源级电压分别为