CN103683239A

CN103683239A - 一种浪涌保护电路

Info

Publication number: CN103683239A
Application number: CN201310692928.6A
Authority: CN
Inventors: 樊凌雁
Original assignee: Hangzhou Electronic Science and Technology University
Current assignee: Hangzhou Dianzi University; Hangzhou Electronic Science and Technology University
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2013-12-16
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种浪涌保护电路，包括第一电阻，第一MOS管，第二MOS管，电压采样单元和开关控制单元，所述第一电阻的一端、所述第一MOS管的源极以及第二MOS管的源极与电源输入端相连接，所述第一电阻的另一端与第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极相连接作为电源输出端，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与开关控制单元相连接，所述电压采样单元采样电源输出端电压值，并将采样电压值发送给开关控制单元，所述开关控制单元根据采样电压值输出信号控制第一MOS管和第二MOS管使其轮流导通。本发明通过增加开关控制单元，采用软开关技术，智能控制MOS管的开断时间，可以有效抑制电源开关时的浪涌电流，并在电源稳定工作时不影响电压输出，减少不必要的功率损耗。

Description

一种浪涌保护电路

技术领域

本发明涉及电源技术领域，特别地涉及一种浪涌保护电路。

背景技术

目前的各种电器在电源开关接通瞬间，会产生很大的浪涌电压以及浪涌电流，浪涌电流不仅缩短了滤波电容的寿命，同时也对整流电路中的二极管、保险丝、电源中布线、走线都有较大冲击。传统的浪涌保护电路是一种可以在电源开关接通瞬间抑制浪涌电压以及浪涌电流的保护电路，一般在电源领域的电路设计中必须考虑浪涌保护。

传统的抑制浪涌电流的方法是在整流电路的回路中，串入合适的负温度系数的热敏第一电阻（NTC），热敏第一电阻在常态下其阻值较大，电源开关接通瞬间，热敏第一电阻阻值较大，限制了对电容的充电电流，从而抑制了浪涌电流，热敏第一电阻由于发热，其阻值因发热而减少，以减少第一电阻自身功耗和降低对电路效率的影响。这种方法简单可行，但若短时断电，由于热敏第一电阻冷却时间较长，在热敏第一电阻未冷却时，若电源开关再次接通或电路重新上电，这时产生的浪涌会很大，热敏第一电阻的保护作用会下降，甚至完全失去作用。电路正常工作时热敏第一电阻串入电路回路会产生很大损耗，减低电源效率，而且不适用于抑制连续脉冲。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种结构简单、稳定性好的浪涌保护电路，采用软开关技术，智能控制MOS管的开断时间，可以有效抑制电源开关时的浪涌电压和电流，在电源稳定工作后不影响电压输出，减少不必要的功率损耗。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种浪涌保护电路，包括第一电阻，第一MOS管，第二MOS管，电压采样单元和开关控制单元，所述第一电阻的一端、所述第一MOS管的源极以及第二MOS管的源极与电源输入端相连接，所述第一电阻的另一端与第一MOS管的漏极和第二MOS管的漏极相连接作为电源输出端，所述第一MOS管的栅极和第二MOS管的栅极与开关控制单元相连接，所述电压采样单元采样电源输出端电压值，并将采样电压值发送给开关控制单元，所述开关控制单元根据采样电压值输出信号控制第一MOS管和第二MOS管，使其轮流导通。

优选地，当所述采样电压值大于开关控制单元的预设值时，所述开关控制单元输出信号同时关断第一MOS管和第二MOS管。

优选地，所述开关控制单元采用单片机实现。

通过采用以上技术方案，本发明的有益效果是：

（1）采用MOS管作为开关管，减少了导通损耗，提高了电源效率。

（2）可以抑制连续浪涌脉冲。

（3）采用软开关技术，降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例浪涌保护电路的原理框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

本发明实施例的浪涌保护电路用于抑制电源开机时产生的浪涌电流，也可以抑制连续浪涌脉冲，尤其适用于高功率电路、能承受连续脉冲冲击。

参见图1，所示为本发明浪涌保护电路100的原理框图，包括第一电阻R1，第一MOS管M1，第二MOS管M2，电压采样单元101和开关控制单元102，第一电阻R1的一端、第一MOS管M1的源级S以及第二MOS管M2的源级S与电源输入端Vin相连接，第一电阻R1的另一端与与第一MOS管M1的漏极D和第二MOS管M2的漏极D相连接作为电源输出端Vout，电压采样单元101的输入端与电源输出端Vout连接，电压采样单元101的输出端与开关控制单元102的输入端相连接，第一MOS管M1的栅极G和第二MOS管M2的栅极G与开关控制单元102的输出端相连接。电压采样单元101用于采样Vout端的电压值，并将采用的电压值发送给开关控制单元102，开关控制单元102根据采样电压值输出信号控制第一MOS管M1和第二MOS管M2的关断。

电源输入端Vin经浪涌保护电路100输出Vout作为输入供电电源，一般为交流输入。在电源接通瞬间，第一MOS管M1和第二MOS管M2处于关断状态，浪涌电流经过第一电阻R1，这个第一电阻可以有效抑制浪涌电流。电路正常工作后，第一电阻R1会增加电路损耗，因此，要将第一电阻R1旁路掉。当电压采样单元101采样的Vout电压采样值在预设的范围内，则判定电路已经正常工作，开关控制单元102根据Vout电压采样值输出信号控制PWM脉冲，即根据Vout输出电压处于正半周或者负半周，分别控制第一MOS管M1和第二MOS管M2轮流导通，从而将第一电阻R1旁路掉。

在有些应用场合，电路不仅仅在启动瞬间产生浪涌，正常工作后，同样也会会产生浪涌，甚至会有连续浪涌脉冲，电路长期在这种状态下工作容易出现故障。因此，在这种情况下，浪涌保护电路必须具备承受连续脉冲冲击的能力。在本实施例中，当Vout电压采样值高于预设电压值，则判定存在连续浪涌脉冲，开关控制单元102输出信号同时关断第一MOS管M1和第二MOS管M2，让浪涌电流经过第一电阻R1，有效抑制连续浪涌脉冲，保护电路稳定工作。

第一MOS管M1和第二MOS管M2的栅极驱动电压为PWM脉冲信号，由开关控制单元102根据Vout电压采样值产生。

开关控制单元102可以选用任意一款普通单片机。

通过以上技术方案，采用一种简单的电路结构实现浪涌保护，提高了电路的响应速度和稳定性，同时大大降低了成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括第一电阻R1，第一MOS管M1，第二MOS管M2，电压采样单元(101)和开关控制单元(102)，所述第一电阻R1的一端、所述第一MOS管M1的源极以及第二MOS管M2的源极与电源输入端相连接，所述第一电阻R1的另一端与第一MOS管M1的漏极和第二MOS管M2的漏极相连接作为电源输出端，所述第一MOS管M1的栅极和第二MOS管M2的栅极与开关控制单元(102)相连接，所述电压采样单元(101)采样电源输出端电压值，并将采样电压值发送给开关控制单元(102)，所述开关控制单元(102)根据采样电压值输出信号控制第一MOS管和第二MOS管。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，当所述采样电压值大于开关控制单元(102)的预设值时，所述开关控制单元(102)输出信号同时关断第一MOS管和第二MOS管。

3.根据权利要求1或2所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述开关控制单元(102)采用单片机。