一种直流浪涌电压抑制电路制造技术

本发明专利技术涉及一种直流浪涌电压抑制电路，包括第一开关管，第二开关管，电压检测电路，稳压器，电流检测电路，反馈电路和控制电路组成。第一开关管作为浪涌抑制管，实现浪涌电压抑制；第二开关管作为理想二极管，实现反极性保护；电压检测电路，用于检测输入电压，实现输入欠压保护；稳压器，用于为控制电路供电；电流检测电路，用于检测输出电流，实现输出过流和短路保护；反馈电路，用于将输出电压的一部分反馈给控制电路；控制电路，用于驱动第一开关管和第二开关管，通过负反馈实现浪涌电压期间输出电压的稳定。本发明专利技术的直流浪涌电压抑制电路，具备浪涌电压抑制、反极性保护、输入欠过压保护、输出过流和短路保护功能。输出过流和短路保护功能。输出过流和短路保护功能。

【技术实现步骤摘要】
一种直流浪涌电压抑制电路


[0001]本专利技术属于电源
，具体涉及一种直流输入端的浪涌电压抑制电路。

技术介绍

[0002]浪涌电压是指偏离受控稳态电压特性的一种电压。在军用车辆等用电设备系统中，由于发动机启动、调节器补偿、开关或者负载切换等原因，常常会产生瞬时的浪涌电压，它会损坏电路及其元件，危及设备安全工作，消除浪涌电压一直是关系到设备安全可靠运行的核心问题。《GJB298
‑
87军用车辆28伏直流电气系统特性》标准中规定了电源系统产生的100V/50ms的浪涌电压和
±
250V/50us尖峰脉冲电压，要求在浪涌电压或尖峰脉冲电压发生时，后级设备应能正常工作。对于微妙级的尖峰脉冲电压，可以用TVS瞬态二极管或压敏电阻消除。对于毫秒级的浪涌电压，需要用相应的浪涌电压抑制电路消除。
[0003]传统的浪涌抑制电路采用分立器件，主要包括场效应管、双极性晶体管、齐纳二极管、电阻和电容等组成。场效应管作为开关管，双极性晶体管作为检测管，通过双极性晶体管的BE结电压来检测输入电压，在浪涌电压期间通过关断开关管以保护后级电路，实现浪涌电压抑制功能。该电路优点在于结构简单，缺点是输出储能电容体积较大，原因在于开关管关断期间要维持后级电路工作需要较大的储能电容。
[0004]专利技术专利“CN110112722B_浪涌抑制模块及其制作方法”，采用降压型拓扑和控制芯片驱动，实现了浪涌电压抑制功能，优点在于外围器件较少，但无反极性保护、输出过流和短路保护功能。
专利技术内容
[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种直流浪涌电压抑制电路。
[0007]技术方案
[0008]一种直流浪涌电压抑制电路，其特征在于包括：
[0009]第一开关管，作为浪涌抑制管，用于实现浪涌电压抑制；
[0010]第二开关管，作为理想二极管，实现反极性保护；
[0011]电压检测电路，用于检测输入电压，实现输入欠过压保护；
[0012]稳压器，用于为控制电路供电；
[0013]电流检测电路，用于检测输出电流，实现输出过流和短路保护；
[0014]反馈电路，将输出电压的一部分反馈给控制电路；
[0015]控制电路，用于驱动第一开关管和第二开关管，通过负反馈实现输出电压的稳定；
[0016]上述的第一开关管，其输入端与系统输入连接，输出端与第二开关管的输入端连接，控制端与控制电路连接；
[0017]上述的第二开关管，其输入端与第一开关管输出端连接，输出端与系统输出连接，控制端与控制电路连接；
[0018]上述的电压检测电路，其输入端与系统输入连接，其输出端与控制电路连接；
[0019]上述的稳压器，其输入端与系统输入连接，其输出端与控制电路连接；
[0020]上述的电流检测电路，其输入端与系统输出连接，其输出端与控制电路连接；
[0021]上述的反馈电路，其输入端与系统输出连接，其输出端与控制电路连接；
[0022]上述的控制电路，其第一输入端与电压检测电路的输出端连接，其第二输入端与稳压器输出端连接，其第三输入端与电流检测电路的输出端连接，其第四输入端与反馈电路的输出端连接，其第一输出端与第一开关管的控制端连接，其第二输出端与第二开关管的控制端连接。
[0023]本专利技术进一步的技术方案：所述的第一开关管，包括但不限于一个N沟道场效应管Q1，作为浪涌抑制管，由控制芯片提供栅极控制电压；当输入供电正常时，Q1处于导通状态并工作于饱和区，提供一条从输入电源到负载的低阻抗通路；当输入浪涌电压发生时，控制芯片通过负反馈控制使得Q1源级的电压稳压，从而使Q1工作于线性区，负责耗散功率。
[0024]本专利技术进一步的技术方案：所述的第二开关管，包括但不限于一个N沟道场效应管Q2，作为理想二极管，用于提供输入端的反极性保护。
[0025]本专利技术进一步的技术方案：所述的电压检测电路，包括但不限于三个串联的电阻R1，R2和R3，检测输入电压并将一定比例的电压送入控制芯片的欠压保护UV引脚和过压保护点OV引脚，分别用于设置欠压保护点和过压保护点。
[0026]本专利技术进一步的技术方案：所述的稳压器包括但不限于电阻R4和齐纳二极管D1，用于向控制电路供电。
[0027]本专利技术进一步的技术方案：所述的电流检测电路包括但不限于电阻R5，用于检测负载电流，并将其两端的电压信号送入控制芯片，当过流或输出短路时控制芯片关断第一开关管，起过流和短路保护作用。
[0028]本专利技术进一步的技术方案：所述的反馈电路包括但不限于两个串联的电阻R6和R7，电阻R6和R7的公共端与控制芯片的反馈引脚FB连接，用于将输出电压的一部分送入控制芯片，内部的负反馈控制实现输出电压的稳定。
[0029]本专利技术进一步的技术方案：所述的控制电路为控制芯片U1，
[0030]其UV引脚用于设置欠压保护点，欠压保护点为欠压保护门限为1.25V，在欠压情况下控制芯片控制第一开关管关断；其OV引脚用于设置过压保护点，过压保护点为过压保护门限为1.25V，在过压情况下控制芯片控制第一开关管关断；Vcc引脚为芯片的供电引脚，输入范围为4V至80V；HGATE引脚用于驱动浪涌抑制管Q1的栅极，由一个内部电荷泵电流源拉高，并箝位在比SOURCE引脚高12V的电平；DGATE引脚用于驱动理想二极管Q2的栅极，当负载电流在Q2的两端产生30mV以上的压降时，DGATE引脚由一个内部电荷泵电流源拉高，并箝位在比SOURCE引脚高12V的电平上；
[0031]在输入电压正常时，U1驱动Q1处于导通状态，并提供一条从输入电源到负载的低阻抗通路，还驱动Q2处于导通状态，用作理想二极管，以避免负载在输入极性反接的情况下受损；当浪涌电压发生时，U1可限制OUT引脚上的电压，原理是通过负反馈由内部的电压放大器调节HGATE引脚电压，以在FB引脚上保持1.25V的电压；在此期间，Q1处于导通状态并相
负载提供电流，这可在短暂的浪涌电压过程中实现不间断运行。
[0032]有益效果
[0033]本专利技术提出的一种直流浪涌电压抑制电路，具备浪涌电压抑制、反极性保护、输入欠过压保护、输出过流和短路保护功能。与现有技术相比，其有益效果如下：
[0034](1)本专利技术与传统关断型浪涌电压抑制电路比较，不需要大容量的输出储能电容，减小了电路尺寸。由于关断型浪涌电压抑制电路在浪涌电压期间关断开关管，为保证后级电路能持续工作需要大容量电容提供能量，对于负载功率稍大的情况，电容的尺寸有时是无法接受的。本专利技术的浪涌电压抑制电路，浪涌电压期间开关管持续导通，输出电压恒定，不需要储能电容，减小了电路尺寸。
[0035](2)本专利技术与现有降压型浪涌电压抑制电路比较，具备反极性保护、输出过流和短路保护功能。浪涌电压抑制电路应该具备完善保护功能，以保证后级电路不会损坏。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流浪涌电压抑制电路，其特征在于包括：第一开关管，作为浪涌抑制管，用于实现浪涌电压抑制；第二开关管，作为理想二极管，实现反极性保护；电压检测电路，用于检测输入电压，实现输入欠过压保护；稳压器，用于为控制电路供电；电流检测电路，用于检测输出电流，实现输出过流和短路保护；反馈电路，将输出电压的一部分反馈给控制电路；控制电路，用于驱动第一开关管和第二开关管，通过负反馈实现输出电压的稳定；上述的第一开关管，其输入端与系统输入连接，输出端与第二开关管的输入端连接，控制端与控制电路连接；上述的第二开关管，其输入端与第一开关管输出端连接，输出端与系统输出连接，控制端与控制电路连接；上述的电压检测电路，其输入端与系统输入连接，其输出端与控制电路连接；上述的稳压器，其输入端与系统输入连接，其输出端与控制电路连接；上述的电流检测电路，其输入端与系统输出连接，其输出端与控制电路连接；上述的反馈电路，其输入端与系统输出连接，其输出端与控制电路连接；上述的控制电路，其第一输入端与电压检测电路的输出端连接，其第二输入端与稳压器输出端连接，其第三输入端与电流检测电路的输出端连接，其第四输入端与反馈电路的输出端连接，其第一输出端与第一开关管的控制端连接，其第二输出端与第二开关管的控制端连接。2.根据权利要求1所述的一种直流浪涌电压抑制电路，其特征在于所述的第一开关管，包括但不限于一个N沟道场效应管Q1，作为浪涌抑制管，由控制芯片提供栅极控制电压；当输入供电正常时，Q1处于导通状态并工作于饱和区，提供一条从输入电源到负载的低阻抗通路；当输入浪涌电压发生时，控制芯片通过负反馈控制使得Q1源级的电压稳压，从而使Q1工作于线性区，负责耗散功率。3.根据权利要求1所述的一种直流浪涌电压抑制电路，其特征在于所述的第二开关管，包括但不限于一个N沟道场效应管Q2，作为理想二极管，用于提供输入端的反极性保护。4.根据权利要求1所述的一种直流浪涌电压抑制电路，其特征在于所述的电压检测电路，包括但不限于三个串联的电阻R1，R2和R3，检测输入电压并将一定比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：马行，赵飞豹，罗强，张朋年，魏欣，刘东，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：