CN112803360A - 浪涌保护电路、浪涌保护方法及电池供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浪涌保护电路及电池供电电路。其中，浪涌保护电路包括：浪涌检测电路，用于根据电源母线的母线电压检测电源母线上是否产生浪涌高压，并根据检测结果输出控制信号；开关电路，包括第一三极管和场效应管，第一三极管的基极连接至浪涌检测电路的输出端，第一三极管的集电极连接场效应管的栅极，第一三极管的发射极接地，场效应管的漏极和源极串联接入供电电源与目标装置之间的电源母线，其中，在电源母线上产生浪涌高压的情况下，第一三极管用于根据控制信号控制场效应管关断，以控制目标装置从电源母线上断开。本发明解决了通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以防止浪涌高压损坏器件，而导致电路成本较高的技术问题。

Description

浪涌保护电路、浪涌保护方法及电池供电电路

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种浪涌保护电路、浪涌保护方法及电池供电电路。

背景技术

无人车通常使用大功率电机来驱动车轮或者其他执行机构，该电机由电池母线VBAT直接供电。当无人车行进遇到特殊情况(例如失控，急停等)时，电池的供电输入会突然从电路中断开造成电机突然断电，进而导致电机里的线圈产生持续时间超过微秒的反向浪涌高压，或者由于惯性无人车会保持继续前进，或者无人车被外力拖动，此时轮子带动电机，电机就会产生持续时间在1秒以上的浪涌高压，此外电池供电电路中的急停开关断开瞬间产生电弧也会产生浪涌高压，浪涌高压会叠加到电池母线VBAT，如果不及时吸收掉浪涌高压，会造成由电池母线VBAT供电的耐压比较低的模块或器件(例如DC-DC器件)损坏。目前通常采用整体提高电路元器件的耐压值来降低浪涌高压对电路元器件的影响但是会导致电路成本的大幅上升；或者在电路中加入大功率浪涌吸收模块，但是对其响应速度有较高的要求(例如达到纳秒级)，导致成本大幅增加，并且由于浪涌高压持续时间难以准确估计，因此难以准确选择功率合适的浪涌吸收模块。

针对上述现有技术中通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以防止浪涌高压损坏器件，而导致电路成本较高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种浪涌保护电路、浪涌保护方法及电池供电电路，以至少解决现有技术中通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以防止浪涌高压损坏器件而导致电路成本较高的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种浪涌保护电路，包括：浪涌检测电路，用于根据电源母线的母线电压检测电源母线上是否产生浪涌高压，并根据检测结果输出控制信号；开关电路，包括第一三极管和场效应管，第一三极管的基极连接至浪涌检测电路的输出端，第一三极管的集电极连接场效应管的栅极，第一三极管的发射极接地，场效应管的漏极和源极接入供电电源与目标装置之间的电源母线，其中，在电源母线上产生浪涌高压的情况下，第一三极管用于根据控制信号控制场效应管关断，以控制目标装置从电源母线上断开。

进一步地，上述开关电路还包括：第二三极管和第一电阻，第二三极管的基极经第一电阻连接于第一三极管的集电极，第二三极管的集电极连接场效应管的源极，第二三极管的发射极连接场效应管的栅极，第二三极管用于在第一三极管截止的情况下拉高场效应管的栅极电压，以使场效应管关断。

进一步地，上述开关电路还包括：第一二极管，第一二极管的阳极连接场效应管的栅极，第一二极管的阴极连接第一三极管的集电极，第一二极管用于在第一三极管导通的情况下导通，以拉低场效应管的栅极电压；第一稳压管，第一稳压管的阴极连接场效应管的源极，第一稳压管的阳极连接第一二极管的阴极，第一稳压管用于在场效应管导通时将场效应管的栅源电压钳位在目标电压。

进一步地，上述浪涌检测电路包括：采样电路，用于获取电源母线电压的采样电压；比较电路，比较器的正输入端连接基准电压电路，比较器的负输入端连接至采样电路，比较器的输出端经限流电阻连接第一三极管的基极，其中，在采样电压大于预设电压的情况下，比较器输出低电平控制信号控制第一三极管截止。

进一步地，上述基准电压电路包括第二稳压管，用于提供基准电压，其中，第二稳压管的阴极连接电源母线和比较器的正输入端，第二稳压管的阳极连接电源地。

进一步地，上述采样电路包括第一采样电阻和第二采样电阻，第一采样电阻和第二采样电阻串联连接于电源母线与电源地之间，第一采样电阻和第二采样电阻之间具有与比较器的负输入端相连的采样点。

进一步地，上述浪涌保护电路还包括第二二极管，第二二极管串联于电源母线中，第二二极管的阳极连接供电电源的输入端，用于当第二二极管导通时供电电源给目标装置供电。

进一步地，上述浪涌保护电路还包括尖峰吸收电路，尖峰吸收电路用于抑制浪涌尖峰电压，尖峰吸收电路设置于开关电路与目标装置之间，或设置于浪涌检测电路与供电电源之间。

进一步地，上述尖峰吸收电路包括串联于电源母线的电感，以及连接于电源母线和地之间的电容。

进一步地，上述尖峰吸收电路包括连接于电源母线和电源地之间的TVS管。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种浪涌保护方法，应用于具有耐压值低于预设值的目标装置的电源线路，上述方法包括：判断电源线路上是否产生浪涌高压；在电源线路产生浪涌高压的情况下，控制目标装置从电源线路上断开。

进一步地，电源线路包括开关电路，其中，在电源线路产生浪涌高压的情况下，控制目标装置从电源线路上断开，包括：在电源线路产生浪涌高压的情况下，向开关电路发送切断指令，切断指令用于使目标装置在开关电路的作用下从电源线路上断开。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池供电电路，包括：上述的浪涌保护电路。

在本发明实施例中，通过在供电电源与待保护的目标装置之间的电源母线上设置作为母线开关的场效应管，在浪涌检测电路检测到电源母线存在浪涌高压的情况下控制场效应管关断，使得待保护的目标装置从电源母线上断开，实现了浪涌高压的隔离，并不需要将目标装置更换为耐压等级更高的器件或模块，解决了现有技术中通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以降低浪涌高压损坏器件而导致电路成本较高的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种浪涌保护电路的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选电池供电电路的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的浪涌保护电路的示意图。

图4是根据本发明实施例的一种浪涌保护方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种浪涌保护电路的实施例，图1是根据本发明实施例的浪涌保护电路的示意图，如图1所示，该浪涌保护电路包括：

浪涌检测电路11，用于根据电源母线VBAT的母线电压检测电源母线上是否产生浪涌高压，并根据检测结果输出控制信号；开关电路12，包括第一三极管Q3和场效应管Q1，第一三极管Q3的基极连接至浪涌检测电路的输出端，第一三极管Q3的集电极连接场效应管的栅极g，第一三极管Q3的发射极接地PGND，场效应管的漏极d和源极s接入供电电源13与目标装置14之间的电源母线，其中，在电源母线上产生浪涌高压的情况下，第一三极管Q3用于根据控制信号控制场效应管Q1关断，以控制目标装置从电源母线上断开。

上述目标装置为在电路中耐压相对较低需要进行浪涌保护的装置，包括但不限于连接上述电源母线且耐压值低于预设值的元器件、模块、设备以及负载，例如，目标装置可为DC-DC器件。上述预设值可根据供电电源13的实际电压以及目标装置的耐压值确定，例如在输出48V的电池供电电路中，可界定耐压值低于65V的元器件、模块、设备以及负载为上述目标装置，也可以界定耐压值低于60V的器件为上述目标装置；在输出24V的电池供电电路中，界定耐压值低于30V的元器件、模块、设备以及负载为上述目标装置，因此，预设值根据供电电源13的实际电压确定，此处不作限定。

如图1所示，场效应管Q1的漏极d和源极s接入供电电源13与目标装置14之间的电源母线，场效应管Q1作为半导体开关器件，可根据控制信号相应的导通或者关断，当场效应管Q1导通时，电源母线后端的目标装置14连接于电源母线上，供电电源13对目标装置14正常供电；当场效应管Q1关断时，目标装置14与从电源母线上断开，进而将目标装置14与电源母线上的浪涌高压隔开，实现了对目标装置14的有效保护。

需要说明的是，场效应管作为电源母线开关，由于浪涌高压对母线开关的响应速度和安全性能要求较高，如果选用其他类型的电子开关，例如继电器，在电源母线串入浪涌高压进行关断动作时，其触点容易打火导致其安全和可靠性差。进而使电路的可靠性差，在对可靠性要求较高的场景(例如，无人车的供电电源)无法使用。而本方案使用场效应管作为电源母线开关，第一三极管根据控制信号控制场效应管关断以实现后级目标装置的保护，场效应管是依靠其内部PN结在电场作用下不导通实现关断，并不涉及触点的物理动作，在反复导通或者关断中不会发生打火等影响安全和可靠性的问题，进而能够提升防浪涌高压的可靠性，此外，场效应管和三极管等半导体开关器件具有更高的响应速度，进而提升在电源母线存在浪涌高压时目标装置从电源母线断开的速度。

第一三极管Q3可根据控制信号控制场效应管Q1导通或者关断。在一种可选的实施例中，如图1，场效应管Q1为PMOS管，第一三极管Q3为NPN型三极管，在浪涌检测电路11检测当前电源母线无浪涌高压的情况下，浪涌检测电路11输出端向第一三极管Q3的基极输出高电平控制信号，第一三极管Q3导通使得场效应管Q1的栅极被拉低，场效应管Q1导通，供电电源13为目标装置14正常供电；在浪涌检测电路11检测当前电源母线有浪涌高压的情况下，浪涌检测电路11输出端向第一三极管Q3的基极输出低电平控制信号，第一三极管Q3截止，场效应管Q1关断，目标装置从电源母线上断开，避免了浪涌高压对目标装置的影响。

本实施例中，通过在供电电源与待保护的目标装置之间的电源母线上设置作为母线开关的场效应管，在在浪涌检测电路检测到电源母线存在浪涌高压的情况下控制场效应管关断，使得待保护的目标装置从电源母线上断开，实现了浪涌高压的隔离，并不需要将目标装置更换为耐压等级更高的器件或模块，解决了现有技术中通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以降低浪涌高压损坏器件而导致电路成本较高的问题。

图3为根据本发明实施例的一种可选的浪涌保护电路的示意图，以下结合图3对本发明进行进一步说明。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述开关电路还包括：第二三极管Q2和第一电阻R5，第二三极管Q2的基极经第一电阻R5连接于第一三极管Q3的集电极，第二三极管Q2的集电极连接场效应管Q1的源极s，第二三极管Q2的发射极连接场效应管的栅极，第二三极管Q2用于在第一三极Q3管截止的情况下拉高场效应管Q1的栅极电压Vg，以使场效应管关断Q1。

需要说明的是，场效应管Q1关断的条件为拉高Q1的栅极电压Vg使得其栅源电压Vsg不满足导通条件。在浪涌检测电路检测当前电源母线没有浪涌高压的情况下，第一三极管Q3导通，第二三极管Q2的基极为低电平使得第二三极管Q2截止，不参与供电电路的工作；在浪涌检测电路检测当前电源母线有浪涌高压的情况下，第一三极管Q3截止，第二三极管Q2的基极通过第一电阻R5从电源母线上获得高电平，第二三极管Q2导通并迅速将场效应管Q1的栅极的负电荷消耗掉，进而迅速拉高场效应管Q1的栅极电压Vg，场效应管Q1迅速关断，以迅速对后级电路的目标装置实现保护。

上述第一电阻R5为第二三极管Q2的基极的限流电阻，其阻值和个数根据供电电源实际的电压和电流确定，因此第一电阻也可以为多个电阻的组合，此处对第一电阻的个数不作限制。可选的，图3的实施例中还包括连接于电源母线和第一电阻R5之间的电阻R1，第二三极管Q2的基极通过电阻R1和第一电阻R5获得高电平，电阻R1用于限流，其个数和阻值的选用根据供电电源实际的电压和电流确定，此处不作限制。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述开关电路还包括：第一二极管D2，第一二极管的阳极连接场效应管Q1的栅极g，第一二极管D2的阴极连接第一三极管Q3的集电极c，第一二极管D2用于在第一三极管Q3导通的情况下导通，以拉低场效应管Q1的栅极电压g；第一稳压管ZD1，第一稳压管ZD1的阴极连接场效应管Q1的源极s，第一稳压管ZD1的阳极连接第一二极管D2的阴极，第一稳压管ZD1用于在场效应管Q1导通时将场效应管Q1的栅源电压Vsg钳位在目标电压。

上述目标电压可理解为场效应管Q1的栅源电压Vsg的正常工作值，第一稳压管ZD1可将场效应管Q1的栅源电压钳位在合适的电压以实现对场效应管的保护。

由于第一二极管D2具有单向导通特征，在第一三极管Q3导通时，第一二极管D2导通拉低场效应管Q1的栅极电压，避免电源母线对场效应管Q1的栅极的影响；此外，由于第一二极管D2反向连接于第二三极管Q2的基极和发射极之间，避免在第一三极管Q3在截止时第二三极管Q2被短路，导致场效应管无法快速关断。

作为一种可选的实施例，上述浪涌检测电路包括：采样电路，用于获取电源母线电压的采样电压；比较电路，包括比较器，比较器的正输入端连接基准电压电路，比较器的负输入端连接至采样电路，比较器的输出端经限流电阻连接第一三极管的基极，其中，在采样电压大于预设电压的情况下，比较器输出低电平控制信号控制第一三极管截止。

上述预设电压与基准电压电路的基准电压相对应，预设电压的取值应小于目标装置的耐压值，例如，目标装置的耐压值为65V时，预设电压可取值60V，当电源母线存在大于60V的浪涌高压时，将目标装置从电源母校断开以保护目标装置。具体的，在电源母线存在浪涌高压的情况下，比较器的负输入端(即反相输入端)输入的采样电压大于或等于比较器的正输入端(即同相输入端)的预设电压，比较器在负输入端大于正输入端时可输出低电平控制信号，第一三极管的基极为低电平时截止。

在一种可选的实施例中，如图3所示，比较器U1由电源母线之间供电，具体的，比较器U1的电源正极通过电阻R2接入电源母线，比较器U1的电源负极接地PGND，比较器U1的电源正极和地PGND之间还包括稳压管ZD2，其中，稳压管ZD2的阴极连接比较器U1的电源正极，稳压管ZD2的阳极连接地PGND，将比较器U1电源正极的供电电压钳位在ZD2的稳定电压值，例如，稳定电压值为5V。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述基准电压电路包括第二稳压管U2，用于提供基准电压，其中，第二稳压管U2的阴极1连接电源母线和比较器的正输入端，第二稳压管U2的阳极3连接电源地。

需要说明的是，上述基准电压的值为第二稳压管U2的阴极对地的电压，在一种可选的实施例中，上述基准电压为2.5V，第二稳压管U2可以选择型号为TL431的稳压管，其阴极的对地电压为2.5V。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述采样电路包括第一采样电阻R3和第二采样电阻R9，第一采样电阻R3和第二采样电阻R9串联连接于电源母线与电源地PGND之间，第一采样电阻R3和第二采样电阻R9之间具有与比较器的负输入端相连的采样点。

需要说明的是，第一采样电阻R3和第二采样电阻R9的取值可根据预设电压值与基准电压值的比值确定，使得在电源母线存在浪涌高压时，采样点的电压值V1可大于预设电压。例如，上述基准电压Rref为2.5V，预设电压V为60V，第一采样电阻R3和第二采样电阻R9的比值应满足R9/(R3+R9)＝2.5/60，根据该比值关系，可以确定第一采样电阻R3和第二采样电阻R9的阻值组合，第一采样电阻R3、第二采样电阻R9可以为满足该比例关系的多个电阻的组合，此处对其个数不作限制。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述浪涌保护电路还包括第二二极管D1，第二二极管D1串联于电源母线中，所述第二二极管的阳极连接所述供电电源的输入端，用于当第二二极管D1导通时供电电源给目标装置供电。

由于二极管具有单向导通性，第二二极管D1可防止电路中可能产生的高负压脉冲串入电源母线中，造成对目标装置的损伤。

作为一种可选的实施例，上述浪涌保护电路还包括尖峰吸收电路，尖峰吸收电路用于抑制浪涌尖峰电压，尖峰吸收电路设置于开关电路与目标装置之间，或设置于浪涌检测电路与供电电源之间。

由于即使电源母线上的场效应管关断，仍可能存在频率更高(GHz级别)的尖峰电压可通过场效应管串到后级电路，对目标装置造成影响。尖峰吸收电路可设置于开关电路之后，也可以设置于浪涌检测电路之前。

作为一种可选的实施例，上述尖峰吸收电路包括串联于电源母线的电感，以及连接于电源母线和地之间的电容。

如图3所示，尖峰吸收电路包括电感L1，电容CE1和电容CE2，电感L1可抑制高频尖峰电压，电容CE1和电容CE2可将高频尖峰电压吸收，使得经上述浪涌防护电路输出的电压VBAT_OUT始终低于预设电压，保护目标装置处于正常工作状态。需要说明的是，电感的电感量和个数、电容的容值和个数根据浪涌尖峰电压确定，可以根据实际需求获得多种组合，此处对其不作限制。例如，如图3，电容还可以包括C2，将CE1和CE2设置为大容量电容，C2设置为常规电容。

对于浪涌高压持续时间不长的情况下，尖峰吸收电路可设置于第第二二极管D1与浪涌检测电路之间，可防止电路中的持续时间不长的尖峰频发触发浪涌保护电路的关断，影响后级目标装置的正常供电。

如图3所示，当浪涌高压持续时间比较长的情况下，尖峰吸收电路可设置于开关电路之后，如果设置于浪涌检测电路之前，需要使用大容量电容，过多的浪涌会使大容量电容CE1和CE2充满电，采样电压高于预设电压，场效应管Q1可能会在较长的时间里处于断开状态，影响后级目标装置的正常供电，此外需要选择耐压值高的大容量电容的以保证安全，导致成本、体积均会增加。在一种可选的实施例中，可以在开关电路之后设置尖峰吸收电路的同时，第二二极管D1与浪涌检测电路之间再增加一组尖峰吸收电路作为补充，其电感量与电容量小于上述设置于开关电路之后的电感L1和电容CE1，并且加入电容的泄放电阻，可吸收持续时间不长的尖峰，让电容电压值避免长时间处在高于预设电压的状态。

作为一种可选的实施例，如图3所示，上述尖峰吸收电路包括连接于电源母线和电源地之间的TVS管(Transient Voltage Suppressor，瞬态二极管)。

在上述浪涌防护电路中的器件采用高速器件(响应达到纳秒级)的情况下，尖峰吸收电路可采用TVS管，可以有效将电源母线电压钳位在预设电压，实现了对目标装置的保护。

图2为一种可选的电池供电电路的示意图，如图2所示，电池供电电路包括电池21，急停开关22和电机23，需要进行浪涌防护的目标装置，在图2中，上述目标装置为低耐压负载RL1和RL2。浪涌保护电路24设置于电池供电电路的供电输入VBAT_IN和需要防护的负载RL1和RL2的供电端口VBAT_OUT之间。

图2的实施例可应用于无人车供电系统中，其电池供电电路的电池电压输出为48V，根据负载RL1和RL2的耐压性能，预设防护电压为60V。在电池供电电路的急停开关断开(例如，无人车高速行进过程中急停、或者外力拖动无人车等情况)，电机突然断电，其线圈产生反向浪涌高压，并串入母线VBAT中，当VBAT_IN处检测到浪涌高压高于60V时，需要保证VBAT_OUT电压始终低于60V以确保负载RL1、RL2的安全。

图3为根据本发明实施例可选的浪涌保护电路的示意图，如图3所示，浪涌保护电路浪涌检测电路31、开关电路32以及尖峰抑制电路33。浪涌检测电路31中，基准电压取值2.5V，根据上述预设防护电压为60V(即VBAT_IN电压为60V)和采样电压V1＝2.5V，确定采样电阻R3和R9的阻值。当VBAT_IN有浪涌高压高于60V时，此时V1电压高于2.5V，比较器U1输出低电平，三极管Q3、场效应管Q1均截止，VBAT_OUT电压为0V。反之当VBAT_IN低于60V时，比较器U1输出高电平，Q3、Q1均饱和导通，VBAT_OUT电压基本等于VBAT_IN电压，负载RL1、RL2正常供电。

在实施例中，通过在供电电源与待保护的目标装置之间的电源母线上设置作为母线开关的场效应管，在在浪涌检测电路检测到电源母线存在浪涌高压的情况下控制场效应管关断，使得待保护的目标装置从电源母线上断开，实现了浪涌高压的隔离以及目标装置的保护。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种浪涌保护方法的实施例，该浪涌保护方法应用于具有耐压值低于预设值的目标装置的电源线路，图4为根据本发明实施例的浪涌保护电路的控制方法的流程图，如图4所示，上述方法包括：

步骤S401，判断电源线路上是否产生浪涌高压。

步骤S402，在电源线路产生浪涌高压的情况下，控制目标装置从电源线路上断开。

上述目标装置为在电路中耐压相对较低需要进行浪涌保护的装置，包括但不限于连接上述电源线路且耐压值低于预设值的元器件、模块、设备以及负载，例如，目标装置可为DC-DC器件。上述预设值可根据供电电源的实际电压以及目标装置的耐压值确定，例如在输出48V的电池供电电路中，可界定耐压值低于65V的元器件、模块、设备以及负载为上述目标装置，也可以界定耐压值低于60V的器件为上述目标装置；在输出24V的电池供电电路中，界定耐压值低于30V的元器件、模块、设备以及负载为上述目标装置，因此，预设值根据供电电源的实际电压确定，此处不作限定。

本实施例中，通过判断电源线路上是否产生浪涌高压，在电源线路产生浪涌高压的情况下，控制目标装置从电源线路上断开，通过硬件方法实现了浪涌高压的隔离，并不需要将目标装置更换为耐压等级更高的器件或模块，解决了现有技术中通过提高器件耐压值或加入浪涌吸收模块以降低浪涌高压损坏器件而导致电路成本较高的问题。

作为一种可选的实施例，电源线路包括开关电路，其中，在电源线路产生浪涌高压的情况下，控制目标装置从电源线路上断开，包括：在电源线路产生浪涌高压的情况下，向开关电路发送切断指令，切断指令用于使目标装置在开关电路的作用下从电源线路上断开。

上述切断指令可以为高电平或者低电平信号，开关电路可以为开关器件，根据高电平或者低电平信号关断，以实现将目标装置从电源线路中断开。例如，上述开关电路可以包括场效应管，在电源线路产生浪涌高压的情况下，场效应管根据高电平或者低电平信号关断，进而将目标装置从电源线路上断开，避免了浪涌高压对目标装置的影响。

本实施中的浪涌保护方法可应用于实施例1中的浪涌保护电路，即其可以作为浪涌保护电路的控制方法，并可以包括基于实施例1的浪涌保护电路实现浪涌保护的其他方法步骤。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种电池供电电路的实施例，包括：上述的浪涌保护电路。

图2为一种可选的电池供电电路的示意图，如图2所示，上述电池供电电路还包括电池，急停开关和电机，需要进行浪涌防护的目标装置，上述目标装置为低耐压负载RL1和RL2。浪涌保护电路设置于电池供电电路的供电输入VBAT_IN和需要防护的负载RL1和RL2的供电端口VBAT_OUT之间。在电池母线存在浪涌高压的情况下，浪涌保护电路断开使目标装置从电池母线断开，实现了对目标装置的保护。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括：

浪涌检测电路，用于根据电源母线的母线电压检测所述电源母线上是否产生浪涌高压，并根据检测结果输出控制信号；

开关电路，包括第一三极管和场效应管，所述第一三极管的基极连接至所述浪涌检测电路的输出端，所述第一三极管的集电极连接所述场效应管的栅极，所述第一三极管的发射极接地，所述场效应管的漏极和源极接入供电电源与目标装置之间的电源母线，

其中，在所述电源母线上产生浪涌高压的情况下，所述第一三极管用于根据所述控制信号控制所述场效应管关断，以控制所述目标装置从所述电源母线上断开。

2.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括：

第二三极管和第一电阻，所述第二三极管的基极经所述第一电阻连接于所述第一三极管的集电极，所述第二三极管的集电极连接所述场效应管的源极，所述第二三极管的发射极连接所述场效应管的栅极，所述第二三极管用于在所述第一三极管截止的情况下拉高所述场效应管的栅极电压，以使所述场效应管关断。

3.根据权利要求2所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述开关电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述场效应管的栅极，所述第一二极管的阴极连接所述第一三极管的集电极，所述第一二极管用于在所述第一三极管导通的情况下导通，以拉低所述场效应管的栅极电压；

第一稳压管，所述第一稳压管的阴极连接所述场效应管的源极，所述第一稳压管的阳极连接所述第一二极管的阴极，所述第一稳压管用于在所述场效应管导通时将场效应管的栅源电压钳位在目标电压。

4.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌检测电路包括：

采样电路，用于获取所述电源母线电压的采样电压；

比较电路，包括比较器，所述比较器的正输入端连接基准电压电路，所述比较器的负输入端连接至所述采样电路，所述比较器的输出端经限流电阻连接所述第一三极管的基极，其中，在所述采样电压大于预设电压的情况下，所述比较器输出低电平控制信号控制所述第一三极管截止。

5.根据权利要求4所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述基准电压电路包括第二稳压管，用于提供基准电压，其中，所述第二稳压管的阴极连接所述电源母线和所述比较器的正输入端，所述第二稳压管的阳极连接电源地。

6.根据权利要求4所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述采样电路包括第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻串联连接于所述电源母线与电源地之间，所述第一采样电阻和所述第二采样电阻之间具有与所述比较器的负输入端相连的采样点。

7.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌保护电路还包括第二二极管，所述第二二极管串联于所述电源母线中，所述第二二极管的阳极连接所述供电电源的输入端，用于当所述第二二极管导通时所述供电电源给所述目标装置供电。

8.根据权利要求1所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌保护电路还包括尖峰吸收电路，所述尖峰吸收电路用于抑制浪涌尖峰电压，所述尖峰吸收电路设置于所述开关电路与所述目标装置之间，或设置于所述浪涌检测电路与所述供电电源之间。

9.根据权利要求8所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述尖峰吸收电路包括串联于所述电源母线的电感，以及连接于所述电源母线和地之间的电容。

10.根据权利要求8所述的浪涌保护电路，其特征在于，所述尖峰吸收电路包括连接于所述电源母线和所述电源地之间的TVS管。

11.一种浪涌保护方法，其特征在于，应用于具有耐压值低于预设值的目标装置的电源线路，所述方法包括：

判断所述电源线路上是否产生浪涌高压；

在所述电源线路产生所述浪涌高压的情况下，控制所述目标装置从所述电源线路上断开。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电源线路包括开关电路，其中，在所述电源线路产生所述浪涌高压的情况下，控制所述目标装置从所述电源线路上断开，包括：

在所述电源线路产生所述浪涌高压的情况下，向所述开关电路发送切断指令，所述切断指令用于使所述目标装置在所述开关电路的作用下从所述电源线路上断开。

13.一种电池供电电路，其特征在于，包括权利要求1至10中任意一项所述的浪涌保护电路。

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