CN104362608A - 过压抑制和欠压浪涌检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过压抑制和欠压浪涌检测电路，包括过压抑制电路和欠压浪涌检测电路；过压抑制电路中，机载电源输入端与三极管集电极连接，功率三极管发射集为输出电压，机载电源输入端经限流电阻与功率三极管基极、稳压管的负极同时相连；稳压管的正极接地；欠压浪涌检测电路中，取电源模块输出的大小不同的第一电压和第二电压，分别接到比较器的两个输入端，其中接入较大的第一电压的比较器输入端并联一接地电容，在欠压浪涌后通过检测比较器输出端判断是发生了欠压浪涌，还是掉电后重新上电。在电源输入端进行过压抑制有效保护了下级电路；可检测持续较长时间的欠压浪涌；电路结构简单，降低了电路的重量、体积和成本；功能稳定、可靠。
Description
技术领域
本发明属于电路领域，是一种专门处理机载电子产品电源适应性中过压浪涌和耐尖峰电压问题，及检测欠压浪涌现象的电路。可广泛应用于各种机载电子产品。
背景技术
在机载电子产品中，由于机载电源不稳定，经常出现过压浪涌及尖峰电压、欠压浪涌等现象，严重影响了电子产品的正常工作，同时由于机载产品对重量、体积等方面的要求，发明一种结构简单且功能可靠的过压保护、欠压浪涌检测电路是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单且功能可靠的过压保护、欠压浪涌检测电路，以增加机载电子产品对机载电源的适应性。
本发明的技术方案：一种过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，包括对电源模块输入电压进行过压抵制的过压抑制电路和对电源模块输出的电压进行欠压浪涌检测判断的欠压浪涌检测电路；
过压抑制电路中，机载电源输入端VIN与三极管集电极连接，功率三极管发射集为输出电压VOUT，机载电源输入端VIN经限流电阻与功率三极管基极、稳压管的负极同时相连；稳压管的正极接地；功率三极管基极还经充电电容接地。
输出电压VOUT的电压值始终小于稳压管的稳压值。
所述输出电压VOUT输入至电源模块的电源端；
欠压浪涌检测电路中，取被检测的电源模块输出的大小不同的第一电压和第二电压，分别接到比较器的两个输入端，其中接入较大的第一电压的比较器输入端并联一接地电容，在欠压浪涌后通过检测比较器输出端判断是发生了欠压浪涌，还是掉电后重新上电。
第二电压通过串联的第二电阻、第三电阻分压后接入比较器的负输入端；第一电压经第四电阻后连接至比较器的正输入端；
所述第一电压为+12V，第二电压为+5V。
调节第二电阻、第三电阻、第四电阻和接地电容的值，使接地电容的放电时间大于欠压浪涌的时间。
过压抑制电路由三极管、稳压管和限流电阻组成，当电压在安全阈值范围内时，稳压管截止，由三极管的开关作用传递电压；当出现过压浪涌或尖峰电压时，稳压管反向导通，此时三极管工作在放大状态，输出电压略小于稳压管的稳压值，以达到过压抑制的目的。
欠压浪涌检测电路取被检测电路中大小不同的两个电压，分别接到比较器的两个输入端，其中接入大电压的比较器输入端并联一个接地的电容，通过检测比较器输出端即可在欠压浪涌后判断是发生了欠压浪涌，还是掉电后重新上电。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、在电源输入端进行过压抑制有效保护了下级电路；
2、可检测持续较长时间的欠压浪涌；
3、电路结构简单，降低了电路的重量、体积和成本；
4、功能稳定、可靠。
附图说明
图1是过压抑制电路原理图。
图2是欠压浪涌检测电路原理图。
图3是过压抑制和欠压浪涌检测电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施作进一步详细描述：
如图3所示，本发明的过压抑制和欠压浪涌检测电路主要包括对电源模块输入电压进行过压抵制的过压抑制电路和对电源模块输出的电压进行欠压浪涌检测判断的欠压浪涌检测电路两部分。过压抑制电路输出电压VOUT连接至电源模块的电源VCC端，电源模块的两个电压输出端分别与欠压浪涌检测电路的大小不同的两个输入电压端即第一电压+12V和第二电压+5V连接。电源模块的两个接地端GND、GND1分别与过压抑制电路、欠压浪涌检测电路的接地GND、AGND端共连。
如图1所示：图中所示是过压抑制电路原理图。图中，VIN为机载电源输入端，机载电源输入端VIN与功率三极管Q1集电极连接，功率三极管Q1发射集为输出电压VOUT，机载电源输入端VIN经电阻R1与功率三极管Q1基极、稳压管V1的负极同时相连；稳压管V1的正极接地GND；功率三极管Q1基极经电容C1接地。正常情况，即当电压VIN小于稳压管V1的稳压值时，功率三极管Q1导通，电压通过功率三极管Q1的发射极输出电压VOUT；过压抑制状态，即发生过压浪涌或有尖峰电压经过时，稳压管V1反向导通，功率三极管Q1的基极电压等于稳压管V1的稳压值，此时，输出电压VOUT的电压值等于稳压管V1的稳压值减去功率三极管Q1基极与发射极的压降。所以输出电压VOUT的电压值永远都小于稳压管V1的稳压值，很好地保护了输出电压VOUT之后的电路。
如图2所示：图中所示是欠压浪涌检测电路原理图。图中N1A是一个输出极为开集的比较器，+5V电压通过串联的电阻R2、R3接地，电压V-是电阻R3两端的电压值，接到比较器N1的负输入端；+12V电压通过串联的电阻R4和大电容C2接地，电压V+是电容C2两端的电压值，接到比较器N1的正输入端；PS是比较器N1的输出值。当电路上电时，比较器N1A的负输入端电压V-的值在5V与0V之间，而比较器N1的正输入端电压V+由于电容C2瞬间导通为0V，此时比较器N1的输出信号PS输出低电平；随后电容C2充电，电压V+随着充电的进行而变大，当V+的电压大于电压V-的时候，比较器N1的输出信号PS输出高电平；如果发生欠压浪涌现象，电压V-迅速降低到0V，而电压V+由于电容C2放电而相对降低较慢，在V+降低到0V之前，输出信号PS仍输出高电平，即只要欠压浪涌时间小于电容C2的放电时间，那么当欠压浪涌结束时输出信号PS仍为高电平。通过调节电阻R2、R3、R4和电容C2的值，可以调整电容C2的放电时间，使之大于欠压浪涌的时间。可见，只有重新上电状态时，比较器输出信号PS为低电平，其余皆为高电平。当欠压浪涌结束后，系统可根据PS的电平状态判断是否发生了欠压浪涌。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1. 一种过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，包括对电源模块输入电压进行过压抵制的过压抑制电路和对电源模块输出的电压进行欠压浪涌检测判断的欠压浪涌检测电路；
过压抑制电路中，机载电源输入端与三极管集电极连接，功率三极管发射集为输出电压，机载电源输入端VIN经限流电阻与功率三极管基极、稳压管的负极同时相连；稳压管的正极接地；
所述输出电压输入至电源模块的电源端；
欠压浪涌检测电路中，取被检测的电源模块输出的大小不同的第一电压和第二电压，分别接到比较器的两个输入端，其中接入较大的第一电压的比较器输入端并联一接地电容，在欠压浪涌后通过检测比较器输出端判断是发生了欠压浪涌，还是掉电后重新上电。
2.根据权利要求1所述的过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，功率三极管基极还经充电电容接地。
3.根据权利要求1所述的过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，输出电压VOUT的电压值始终小于稳压管的稳压值。
4.根据权利要求1所述的过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，第二电压通过串联的第二电阻、第三电阻分压后接入比较器的负输入端；第一电压经第四电阻后连接至比较器的正输入端。
5.根据权利要求1所述的过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，所述第一电压为+12V，第二电压为+5V。
6.根据权利要求1所述的过压抑制和欠压浪涌检测电路，其特征是，调节第二电阻、第三电阻、第四电阻和接地电容的值，使接地电容的放电时间大于欠压浪涌的时间。
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