CN204538667U - 一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，包括输入直电源VI、直流输出VO、第一稳压管、第一至第二MOS管、控制器；控制器通过采样电阻器压降检测输入电压、检测输入回路电流、检测输出电压，通过第五电阻器和第二电容器驱动第一MOS管，再经过控制器直接驱动第二MOS管，第一第二MOS管对称串联组成理想二极管，由控制器同步控制导通或截止，在经过第三电容器滤波后产生受控的直流输出VO，从而实现反接保护、浪涌电压钳位、过流保护、故障后重新启动。本实用新型能够实现多项保护功能，防止意外反接保护，输入过流保护，输入欠压保护，输入过压浪涌保护，在正常工作时具有低压差，低损耗，故障可恢复的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电源领域技术，特别是一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路。
背景技术
诸如工业控制、汽车多数设备的直流供电电源系统必须处理短时间的高电压浪涌、保持负载上的电压调节、同时避免敏感电路遭受危险瞬变的损坏。
常用的保护方案需要使用一个串联的铁芯电感器和高值电解旁路电容器，并辅之以一个高功率瞬态电压抑制器 (TVS) 和熔丝。这种笨拙的方法需要占用大量的电路板面积资源，庞大的电感器和电容器常常是系统中最高的组件。
即使采用了此类保护方案也不能提供针对反向输入电压或电源欠压 (这些都是汽车环境中有可能遭遇的情形) 的防护作用。出于避免遭受这些情况的损坏及保持输出电压的考虑，设计人员通常增设了一个隔离二极管，但这个二极管导通时的额外电压降会导致功率损耗的增加。
因此，设计这套新型电路正是用于完整解决负载保护、输出保持的控制，并且具有体积小巧、紧凑，极小的功率损耗的优点。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，在直流电源系统非正常工作时，箝位来自输入端的浪涌电压，保护后端DC/DC转换器或负载，提高系统的可靠性。
为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，包括输入直流电源VI，直流输出VO，第一稳压管（5）、第一MOS管（8）、第二MOS管（10）、控制器（16）；
输入直流电源VI正端连接第一电阻器（1）的一端、第四电阻器（4）的一端、第一MOS管（8）的漏极，输入直流电源VI负端连接输出直流电源VO负端、第三电阻器（3）的一端、第一稳压管（5）的阳极、第一电容器（6）的一端、第二电容器（7）的一端、第三电容器（12）的一端、第八电阻器（14）的一端、第四电容器（15）的一端、控制器（16）的12脚和13脚及14脚，第一电阻器（1）的另一端连接第二电阻器（2）的一端、控制器（16）的2脚，第二电阻器（2）的另一端连接第三电阻器（3）的另一端、控制器（16）的1脚，第四电阻器（4）的另一端连接第一稳压管（5）的阴极、第一电容器（6）的另一端、控制器（16）的3脚和4脚，第一MOS管（8）的栅极连接第五电阻器（9）的一端，第五电阻器（9）的另一端连接第二电容器（7）的另一端、控制器（16）的5脚，第一MOS管（8）的源极连接第二MOS管（10）的源极、控制器（16）的6脚，第二MOS管（10）的栅极连接控制器（16）的7脚，第二MOS管（10）的漏极连接控制器（16）的8脚、第六电阻器（11）的一端，输出直流电源VO正端连接第六电阻器（11）的另一端、第七电阻器（13）的一端、第四电容器（15）的正极、控制器（16）的9脚，第三电容器（12）的另一端连接控制器（16）的11脚，第八电阻器（14）的另一端连接第七电阻器（13）的另一端、控制器（16）的10脚。
一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，所述的控制器（16），其管脚定义为：引脚1为OV，引脚2为UV，引脚3为SHDN，引脚4为VCC，引脚5为HGATE，引脚6为SOURCE，引脚7为DGATE，引脚8为SENSE，引脚9为OUT，引脚10为FB，引脚11为TMR，引脚12为GND，引脚13为GND，引脚14为GND。
一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，所述的直流电源（VI）电压为12VDC或28VDC。
通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：
本实用新型对直流输入的电源通过加带防反接功能的浪涌电压箝位保护电路来实现多项保护功能，防止意外反接保护，输入过流保护，输入欠压保护，输入过压浪涌保护，在正常工作时具有低压差，低损耗，故障可恢复的功能。
附图说明
图1是本专利的带防反接功能的浪涌电压抑制电路原理图。
图2是带防反接功能的浪涌电压箝位电路的应用原理图。
图1中，VI-直流输入，VO-直流输出，直流电源VI，直流输出VO，1-第一电阻器（1），2-第二电阻器（2），3-第三电阻器（3），4-第四电阻器（4），5-第一稳压管（5），6-第一电容器（6），7-第二电容器（7），8-第一MOS管（8），9-第五电阻器（9），10-第二MOS管（10），11-第六电阻器（11），12-第三电容器（12），13-第七电阻器（13），14-第八电阻器（14），15-第四电容器（15），16-控制器（16）。
图2中，1-带防反接功能的浪涌电压箝位电路，2-电容器，3-DC/DC转换器，4-电容器，5-电阻器。
具体实施方式
下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。
实施例1
如图1所示，本专利的一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，具体结构为：输入直流电源VI正端连接第一电阻器（1）的一端、第四电阻器（4）的一端、第一MOS管（8）的漏极，输入直流电源VI负端连接输出直流电源VO负端、第三电阻器（3）的一端、第一稳压管（5）的阳极、第一电容器（6）的一端、第二电容器（7）的一端、第三电容器（12）的一端、第八电阻器（14）的一端、第四电容器（15）的一端、控制器（16）的12脚和13脚及14脚，第一电阻器（1）的另一端连接第二电阻器（2）的一端、控制器（16）的2脚，第二电阻器（2）的另一端连接第三电阻器（3）的另一端、控制器（16）的1脚，第四电阻器（4）的另一端连接第一稳压管（5）的阴极、第一电容器（6）的另一端、控制器（16）的3脚和4脚，第一MOS管（8）的栅极连接第五电阻器（9）的一端，第五电阻器（9）的另一端连接第二电容器（7）的另一端、控制器（16）的5脚，第一MOS管（8）的源极连接第二MOS管（10）的源极、控制器（16）的6脚，第二MOS管（10）的栅极连接控制器（16）的7脚，第二MOS管（10）的漏极连接控制器（16）的8脚、第六电阻器（11）的一端，输出直流电源VO正端连接第六电阻器（11）的另一端、第七电阻器（13）的一端、第四电容器（15）的正极、控制器（16）的9脚，第三电容器（12）的另一端连接控制器（16）的11脚，第八电阻器（14）的另一端连接第七电阻器（13）的另一端、控制器（16）的10脚。
控制器（16），其管脚定义为：引脚1为OV，引脚2为UV，引脚3为SHDN，引脚4为VCC，引脚5为HGATE，引脚6为SOURCE，引脚7为DGATE，引脚8为SENSE，引脚9为OUT，引脚10为FB，引脚11为TMR，引脚12为GND，引脚13为GND，引脚14为GND。
本实用新型的一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，其工作方式为：输入的直流电源启动时，控制器（16）通过第一电阻器（1）、第二电阻器（2）、第三电阻器（3）、第六电阻器（11）、第七电阻器（13）、第八电阻器（14）组成的分压检测电路来检测输入电压工作状况，将输入电压控制在正常范围内通过保护电路，再输出给后端DC/DC转换器或敏感负载。
当输入端电压正常时，控制器（16）控制第一MOS管（8）和第二MOS管（10）正常导通，输入电压经过正常导通的第一MOS管（8）、第二MOS管（10）和第六电阻器（11）后再输出。
当输入端电压欠压时，控制器（16）控制第一MOS管（8）和第二MOS管（10）截止，输入与输出断开，输出且不会反灌至输入端。
当输入端过压浪涌时，控制器（16）通过采集第七电阻器（13）和第八电阻器（14）的分压，控制第一MOS管（8）进行输入电压箝位，将多余的电压降在第一MOS管（8）上，转换成热能进行耗散，而输出将会被箝位在正常范围内。
当输入回路过流时，控制器（16）通过采样正端第六电阻器（11）设置的压降，及时控制第一MOS管（8）和第二MOS管（10）截止，从而保护后端DC/DC转换器和负载。
在长时间的输入过压浪涌和过流发生时，控制器（16）会在非常低的启动频率下尝试启动，既可以保证第一MOS管（8）和第二MOS管（10）在因故障而被关断之后有足够的冷却时间而不损坏，又保证可以自动重新启动。
当输入端正负极反接时，控制器（16）自身可承受-40V的负电压不损坏，且控制第一MOS管（8）和第二MOS管（10）截止，输入与输出断开，必须解除故障后才能恢复正常工作。
输入直流电源VI正常时，电流通过第四电阻在稳压管和第一电容器两端产生稳定电压给控制器供电，控制器通过采样第一至第三电阻器压降检测输入电压，采样第六电阻器压降检测输入回路电流，采样第七至第八电阻器压降检测输出电压，通过第五电阻器和第二电容器驱动第一MOS管，再经过控制器直接驱动第二MOS管，第一第二MOS管对称串联组成理想二极管，由控制器同步控制导通或截止，在经过第三电容器滤波后产生受控的直流输出VO，从而实现反接保护、浪涌电压钳位、过流保护、故障后重新启动。
本实用新型是在直流输入的电源通过加带防反接功能的浪涌电压箝位保护电路来实现多项保护功能，防止意外反接保护，输入过流保护，输入欠压保护，输入过压浪涌保护，在正常工作时具有低压差，低损耗，故障可恢复的功能。
Claims (3)
1.一种带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，其特征是：包括输入直流电源VI，直流输出VO，第一稳压管（5）、第一MOS管（8）、第二MOS管（10）、控制器（16）；
输入直流电源VI正端连接第一电阻器（1）的一端、第四电阻器（4）的一端、第一MOS管（8）的漏极，输入直流电源VI负端连接输出直流电源VO负端、第三电阻器（3）的一端、第一稳压管（5）的阳极、第一电容器（6）的一端、第二电容器（7）的一端、第三电容器（12）的一端、第八电阻器（14）的一端、第四电容器（15）的一端、控制器（16）的12脚和13脚及14脚，第一电阻器（1）的另一端连接第二电阻器（2）的一端、控制器（16）的2脚，第二电阻器（2）的另一端连接第三电阻器（3）的另一端、控制器（16）的1脚，第四电阻器（4）的另一端连接第一稳压管（5）的阴极、第一电容器（6）的另一端、控制器（16）的3脚和4脚，第一MOS管（8）的栅极连接第五电阻器（9）的一端，第五电阻器（9）的另一端连接第二电容器（7）的另一端、控制器（16）的5脚，第一MOS管（8）的源极连接第二MOS管（10）的源极、控制器（16）的6脚，第二MOS管（10）的栅极连接控制器（16）的7脚，第二MOS管（10）的漏极连接控制器（16）的8脚、第六电阻器（11）的一端，输出直流电源VO正端连接第六电阻器（11）的另一端、第七电阻器（13）的一端、第四电容器（15）的正极、控制器（16）的9脚，第三电容器（12）的另一端连接控制器（16）的11脚，第八电阻器（14）的另一端连接第七电阻器（13）的另一端、控制器（16）的10脚。
2.根据权利要求1所述的带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，其特征是：所述的控制器（16），其管脚定义为：引脚1为OV，引脚2为UV，引脚3为SHDN，引脚4为VCC，引脚5为HGATE，引脚6为SOURCE，引脚7为DGATE，引脚8为SENSE，引脚9为OUT，引脚10为FB，引脚11为TMR，引脚12为GND，引脚13为GND，引脚14为GND。
3.根据权利要求1所述带反接保护的直流浪涌电压箝位电路，其特征是：所述的直流电源（VI）电压为12VDC或28VDC。
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