CN101267111B - 直流过压保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种直流过压保护电路,包括,安装在机箱壳体电路板上的限压电路,其特征在于,电压输入端分别电连接有可变阻抗电子开关、过压检测电路和纹波检测电路,所述过压检测电路和纹波检测电路电连接于所述可变阻抗电子开关的输入端,该可变阻抗电子开关的输出端电连接尖峰吸收电路,并通过电压输出端输出电压。本发明作为一个附加装置串接于用电产品的前端,可以抑制尖峰和浪涌,同时该电路有着较低的压降,电路通用,适用于大功率和小功率的产品,有着较广的适用范围。采用小体积的元器件将现有技术产品的工作电压上限增加,大大提高了电器产品的供电兼容能力和可靠性。相对于传统的尖峰、浪涌抑制电路。

Description

直流过压保护电路
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种机载电子产品的过压保护电路装置。 背景技术
[0002] 一般的机载电子产品对其输入供电要求有范围限制,供电会有超过其上限的情 况,例如过压浪涌等。这样就要求产品具有一定的耐过压能力。大部分的现有技术机载电 子产品使用的耐过压通常采用在输入端串电阻并增加瞬变抑制器的方法,但其应用范围有 很大的局限性。一方面,该电路对于脉冲宽度较窄的尖峰有一定作用,但对宽度较宽的浪涌 经常会造成电阻和瞬变抑制器烧毁的后果。另一方面,由于在输入端串入电阻,造成一定的 压降,对于大功率的类型的后级电路,如果取较大的电阻值,势必会造成很大的电压降,影 响电路的正常工作和效率;如果取较小的电阻值,在高压浪涌到来时,对后面电路和瞬变抑 制器会造成极大的冲击,保护的可靠性太低。
发明内容
[0003] 本发明目的是针对上述现有技术的不足之处,提供一种能在过压时保持工作正 常,耐高过压,且效率损失少,可靠性更高,能够提高供电兼容能力的过压保护电路装置。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种直流过压保护电路,包括,安装 在机箱壳体电路板上的限压电路,和抗瞬变电压电路,其特征在于,在电压输入端分别电连 接有可变阻抗电子开关、过压检测电路和纹波检测电路,所述可变阻抗电子开关为三极管 Q1 ;所述过压检测电路为过压检测稳压二极管D1 ;所述纹波检测电路为纹波检测抑制电容 C1 ;所述的抗瞬变电压电路由所述三极管Q1、并联于三极管Q1基极和集电极之间的第一电 阻R1和纹波检测抑制电容C1组成,其中,第一电阻R1为三极管Q1提供偏流并组成射极跟 随器,所述过压检测稳压二极管D1的阴极连接至三极管Q1的基极,阳极接地,所述纹波检 测抑制电容C1的一端连接至三极管Q1的基极,另一端接地组成射极跟随器,所述的限压电 路由所述三极管Q1、所述电阻R1和过压检测稳压二极管D1组成,所述过压检测电路和纹波 检测电路电连接于所述可变阻抗电子开关的输入端,该可变阻抗电子开关的输出端电连接 尖峰吸收电路,并通过电压输出端输出电压。
[0005] 本发明相比于现有技术具有如下有益效果
[0006] 本发明作为一个附加装置串接于用电产品的前端,可以抑制尖峰和浪涌,同时该 电路有着较低的压降,电路通用,适用于大功率和小功率的产品,有着较广的适用范围。采 用小体积的元器件将现有技术产品的工作电压上限增加,大大提高了电器产品的供电兼容 能力和可靠性。相对于传统的尖峰、浪涌抑制电路,有着以下优点:
[0007] 1.插入损耗小,不仅可用于小功率产品,也可以用于大功率产品;
[0008] 2.可以自行根据实际使用电压调整电路的参数,以改变保护范围(本文以36V以 下为例);
[0009] 3.对于输入电源含有较大纹波的,本电路有较好的平滑效果;
3[0010] 能够承受更大的输入过压,可靠性更高。利用稳压二级管稳压及三极管特性构成 的过压保护电路,三极管的内阻随输入电压二变化,当输入为18〜36V的安全电压时,三极 管呈现低电阻,保证电路的低损耗,当输入瞬间跳跃到36V以上的高电压时,电路能及时做 出响应,三极管呈现出高阻抗,保证后级电路的安全。通过输入端电阻Rl、稳压二极管Dl使 三极管Ql基极电压稳压在36V,并通过电阻R2分流作用,由稳压管D2 二次稳压至36V。输 出端并联的电阻R2和稳压二极管D2保证了大电压输入时,电器产品能正常工作,过压时仍 能保持电器产品正常工作。耐高过压,且效率损失少,可靠性更高,
附图说明
[0011] 下下面结合附图和实施例进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的 实施例范围之中。
[0012] 图1是本发明电路原理框图。
[0013] 图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
[0014] 在图1中,抗瞬变电压电路由三极管Q1、电阻R1、纹波检测抑制电容Cl组成。尖 峰吸收电路由三极管Q1、输出滤波电容C2和二极管D2组成。二极管D2为瞬变抑制器。限 压电路由三极管Ql和电阻R1、过压检测稳压二极管Dl组成。在这三种电路相互电连接组 合构成的直流过压保护电路,电压输入端分别电连接可变阻抗电子开关、过压检测电路和 纹波检测电路,过压检测电路和纹波检测电路电连接于可变阻抗电子开关的输入端,该可 变阻抗电子开关的输出端电连接尖峰吸收电路,并通过电压输出端输出电压。
[0015] 输入电压通过由三极管Ql组成的可变阻抗电子开关串联后,通过尖峰吸收电路 输出到后级。限压电路、抗瞬变电压电路由三极管、稳压二极管和滤波电容组成。当输入为 安全电压(<36V)时过压检测电路无响应,可变阻抗电子开关保持低阻抗状态,输出电压 接近输入电压。当输入为危险电压(>36V)时过压检测电路响应并控制可变阻抗电子开 关进入高阻抗状态,输出电压不超过36V,如果由于输入电压瞬变引起的输出尖峰将在尖峰 吸收电路被吸收掉,保证后级的安全。
[0016] 当输入为安全电压(< 36V)的前提下,当输入为稳定电压时纹波检测电路无响 应,可变阻抗电子开关保持低阻抗状态,输出电压幅度和波形接近输入电压;当输入为纹波 较大的电压时纹波检测电路响应并控制可变阻抗电子开关进入电子滤波状态,有效的抑制 纹波的输出,此时,输出电压幅度接近输入电压,但纹波大大降低。
[0017] 在图2中,抗瞬变电压电路由三极管Q1、电阻Rl和纹波检测抑制电容Cl组成,电 阻Rl为三极管Ql提供偏流并组成射极跟随器。由三极管Ql集电极输入电压,发射极输出 电压,输出电压近似等于基极电压。过压检测稳压二极管Dl,纹波检测抑制电容Cl连接于 三极管Ql基极和地之间。电阻Rl并联于三极管Ql端,电容Cl并联于过压检测稳压二极 管Dl端,输入电压通过电阻Rl使三极管Ql基极正向偏置,三极管Ql导通,并联于输出端 稳压二极管,二次稳压至36V ;R2通过跨接于三极管Ql集一发射集两端接点,起分流作用,。
[0018] 当输入电压为安全电压(<36V),且纹波较小时,过压检测稳压二极管Dl不导通, 保持高阻,纹波检测抑制电容Cl两端电压接近电源电压Ui,由于三极管Ql组成射极跟随器,输出电压Uo接近于基极电压,所以输出电压Uo接近于电源电压Ui,电路保持低阻抗输
出ο
[0019] 当输入电压为安全电压(<36V),且纹波较大时,过压检测稳压二极管Dl不导通, 保持高阻,由于电容两端电压不能突变,纹波检测抑制电容Cl两端电压接近电源电压Ui, 但波形较为平滑,由于三极管Ql组成射极跟随器,输出电压Uo接近于基极电压,也就是纹 波检测抑制电容Cl两端电压,所以输出电压Uo接近于电源电压Ui,输出波形接近于纹波检 测抑制电容Cl两端波形,所以输出非常平滑的波形,具有较好的电子滤波效果。
[0020] 当输入电压为危险电压(> 36V),过压检测稳压二极管Dl进入导通状态,将两端 电压保持为36V,由于过压检测稳压二极管Dl和纹波检测抑制电容Cl并联,电容两端电压 不能突变,所以当输入电压高于36V时,不论有无波动,CUDl两端电压都保持稳定的36V, 也就是Ql基极稳定在36V。由于三极管Ql组成射极跟随器,输出电压Uo接近36V,同时输 出端由电容C2和二极管D2组成尖峰吸收电路,进一步保证了电路输出的可靠,所以在输入 电压为危险电压(>36V)时,不论有否波动,输出电压Uo都可以稳定的保持在36V同时输 出非常平滑的波形,可以较好的保护后级电路的安全。

Claims (3)

  1. 一种直流过压保护电路,包括,安装在机箱壳体电路板上的限压电路,和抗瞬变电压电路,其特征在于,在电压输入端分别电连接有可变阻抗电子开关、过压检测电路和纹波检测电路,所述可变阻抗电子开关为三极管(Q1);所述过压检测电路为过压检测稳压二极管(D1);所述纹波检测电路为纹波检测抑制电容(C1);所述的抗瞬变电压电路由所述三极管(Q1)、并联于三极管(Q1)基极和集电极之间的第一电阻(R1)和纹波检测抑制电容(C1)组成,其中,第一电阻(R1)为三极管(Q1)提供偏流并组成射极跟随器,所述过压检测稳压二极管(D1)的阴极连接至三极管(Q1)的基极,阳极接地,所述纹波检测抑制电容(C1)的一端连接至三极管(Q1)的基极,另一端接地组成射极跟随器,所述的限压电路由所述三极管(Q1)、所述电阻(R1)和过压检测稳压二极管(D1)组成,所述过压检测电路和纹波检测电路电连接于所述可变阻抗电子开关的输入端,该可变阻抗电子开关的输出端电连接尖峰吸收电路,并通过电压输出端输出电压。
  2. 2.如权利要求1所述的直流过压保护电路,其特征在于,所述的尖峰吸收电路由并联 于电压输出端的电容(C2)和稳压二极管(D2)组成,且并联于三极管(Ql)发射极和地之 间。
  3. 3.如权利要求2所述的直流过压保护电路,其特征在于,并联于电压输入端的第一电 阻(Rl)和纹波检测抑制电容(Cl)分别并联三极管(Ql)的基极与集电极和过压检测稳压 二极管(Dl),输入电压通过第一电阻(Rl)使三极管(Ql)基极正向偏置,三极管(Ql)导通, 并联于电压输出端的电容(C2)和稳压二极管(D2)通过跨接于三极管(Ql)的集电极和发 射极两端接点的第二电阻(R2)分流,二次稳压至36V。
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