CN116207727A - 一种浪涌抑制电路及浪涌抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种浪涌抑制电路及浪涌抑制方法，电路包括依次连接的电源输入端、NTC热敏电阻、直流电压转换芯片和电源输出端；所述NTC热敏电阻，用于对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收，并将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片；所述电压转换芯片，用于将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端；本发明通过在电源电路的输入端增加一个NTC热敏电阻，能够抑制浪涌电压，保护后端器件。

Description

一种浪涌抑制电路及浪涌抑制方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体涉及一种浪涌抑制电路及浪涌抑制方法。

背景技术

在例如净水机等电器设备通过电源电路的输入接口进行热拔插过程中，会产生浪涌电压，在浪涌电压的冲击下，如果电源电路无法完全抑制住该浪涌，导致高电压继续向电源电路的后端传递，会导致后端器件被烧坏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种浪涌抑制电路及浪涌抑制方法，以抑制浪涌电压，保护后端器件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种浪涌抑制电路，包括依次连接的电源输入端、NTC热敏电阻、电压转换芯片和电源输出端；

所述NTC热敏电阻，用于对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收，并将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片；

所述电压转换芯片，用于将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端。

进一步地，所述电源输入端采用两端口的插座，所述插座的其中一个接线端子连接所述NTC热敏电阻，另一个接线端子连接保险丝，所述保险丝连接所述电压转换芯片的AC端口。

进一步地，所述NTC热敏电阻通过第一开关电路连接所述电压转换芯片的电源输入引脚。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括瞬态二极管，所述瞬态二极管的阴极连接所述第一开关电路的输出端、阳极和所述保险丝的输出端共同接地。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路用于对所述第一开关电路输出的电源滤波后输出给所述电压转换芯片。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括设置在所述电压转换芯片的电源输出引脚和所述电源输出端之间的工字电感。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括与所述电源输出端连接的放电电路。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路用于对所述电压转换芯片输出的供电电源滤波后输出给所述电源输出端。

进一步地，所述浪涌抑制电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路的一端连接所述电压转换芯片的电源输出引脚，另一端接地。

一种浪涌抑制方法，应用于上述任一所述的浪涌抑制电路，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、NTC热敏电阻将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片；

步骤S200、当电源输入端产生浪涌电压时，NTC热敏电阻对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收；

步骤S300、电压转换芯片将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端。

本发明的有益效果是：本发明提供一种浪涌抑制电路，通过在电源电路的输入端增加一个NTC热敏电阻，能够抑制浪涌电压，保护后端器件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种浪涌抑制电路的电路原理图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

相关技术中的浪涌抑制电路，浪涌电压会损坏电路及其部件，其损坏程度与电路中元器件的耐压强度密切相关，并且与电路中可以转换的能量相关。在浪涌电压的冲击下，电压转换芯片U1(例如DC-DC芯片)无法完全抑制住该浪涌，当产生的浪涌电压持续高于DC芯片的耐压时，就容易将DC芯片烧坏，导致高电压继续通过DC芯片向电路后端传递，使DC芯片输出的电压继续抬升，导致输出电压异常，以至于烧坏后端器件。

基于此，本发明提供一种浪涌抑制电路，通过在电源电路的输入端增加一个NTC热敏电阻NTC，抑制浪涌电压，保护后端器件。NTC热敏电阻NTC是一种负温度系数的电阻，NTC不仅有抑制过流，而且具有浪涌特性的双重特性，可吸收产生产浪涌电压，从而保护后端器件不易损坏。

参考图1，本发明实施例提供一种浪涌抑制电路，包括依次连接的电源输入端、NTC热敏电阻NTC、电压转换芯片U1和电源输出端Vout；

所述NTC热敏电阻NTC，用于对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收，并将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片U1；

所述电压转换芯片U1，用于将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端Vout。

需要说明的是，在电源输入端带电插拔的过程中，会产生浪涌电压，如果浪涌电压过高，输入给电压转换芯片U1的电压会超过其耐压，从而烧坏电压转换芯片U1；本申请提供的实施例中，通过NTC热敏电阻NTC可吸收浪涌电压，保护后端电压转换芯片U1等器件；在一些实施例中，电源输入端接入的输入电压为直流36V，与负载适配的供电电压为直流5V，所述电压转换芯片U1用于将输入电压36V转成5V。

NTC(Negative Temperature Coefficient)热敏电阻又称负温度系数热敏电阻，是一类电阻值随温度增大而减小的一种传感器电阻。NTC热敏电阻NTC不仅有抑制过流，而且具有浪涌特性的双重特性，可吸收产生产浪涌电压，从而保护后端器件不易损坏。本申请通过在输入端增加一个NTC热敏电阻NTC，无需采用复杂的电路、花费过高的成本，巧妙的解决了浪涌电压过高的问题。

作为上述实施例的优选，所述电源输入端采用两端口的插座CON，所述插座CON的其中一个接线端子连接所述NTC热敏电阻NTC，另一个接线端子连接保险丝FUSE，所述保险丝FUSE连接所述电压转换芯片U1的AC端口。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，电源输入端采用两端口的插座CON，通过插座CON接入直流电，通过在插座CON的一个接线端子连接保险丝FUSE，可以防止提供给后端的电压转换芯片U1等器件的电流过大，起到保护作用。

作为上述实施例的优选，所述NTC热敏电阻NTC通过第一开关电路连接所述直流电压转换芯片U1的电源输入引脚。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，所述第一开关电路为第一二极管D1，所述第一二极管D1采用肖特基二极管，所述NTC热敏电阻NTC的一端连接所述插座CON的其中一个接线端子，所述第一二极管D1的阳极连接所述NTC热敏电阻NTC的另一端，所述第一二极管D1的阴极连接所述直流电压转换芯片U1的电源输入引脚。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括瞬态二极管D2，所述瞬态二极管D2的阴极连接所述第一开关电路的输出端、阳极和所述保险丝FUSE的输出端共同接地。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，瞬态二极管D2(Transient VoltageSuppressor，TVS)是一种二极管形式的高效能保护器件。瞬态二极管D2是一种二极管形式的高效能保护器件。当瞬态二极管D2的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路用于对所述开关电路输出的电源滤波后输出给所述电压转换芯片U1。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，所述第一滤波电路包括第一电解电容EC1和第一电容C1，所述第一电解电容EC1的正极、所述第一电容C1的一端和所述瞬态二极管D2的阴极共同连接所述电压转换芯片U1的电源输入引脚，所述保险丝FUSE的一端连接插座CON的另一个接线端子，所述保险丝FUSE的另一端、所述第一电解电容EC1的负极、所述第一电容C1的另一端、所述瞬态二极管D2的阳极和所述电压转换芯片U1的AC端口共同接地。第一电容C1采用贴片电容，第一电解电容EC1过滤低频噪音实现稳压，第一电容C1过滤高频噪音，组合配套使用第一电解电容EC1和第一电容C1，能对输入电压中的各频段噪音进行过滤，提高输入电压的稳定性。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括设置在所述电压转换芯片U1的电源输出引脚和所述电源输出端Vout之间的工字电感L1。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，所述工字电感L1的一端连接所述电压转换芯片U1的电源输出引脚，所述工字电感L1的另一端连接电源输出端Vout。

工字电感L1的线圈一般由磁心或铁心、骨架、绕线组、屏蔽罩、封装材料等组成；工字电感L1的骨架是由铜芯线圈的绕线支架的。工字电感L1是电子电路或装置的属性之一，指的是：当电流改变时，因电磁感应而产生抵抗电流改变的电动势一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器(如振荡线圈、阻流圈等)，常用的工字电感L1被视为轴向电感的立式版，应用方便与轴向电感类似，但是常用工字电感L1可以拥有更大的体积的电感类型，电流自然也能得到一定的应用提升；大多数是将漆包线(或纱包线)直接绕在骨架上，再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感线圈(例如工字电感L1)一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁芯上。工字电感L1的稳定性非常高，这个是一般电感所不具备的，在电路中使用通过的电流相对平稳，在效率商也会提高很多。本申请实施例中的工字电感L1的主要功能是筛选新号，过滤噪声，稳定电流以及控制电磁干扰，是应对EMI的优良选择，同时，还起到储能的作用。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括与所述电源输出端Vout连接的放电电路。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，放电电路采用放电电阻R1，所述放电电阻R1的一端连接所述电源输出端Vout，所述放电电阻R1的另一端接地，通过放电电阻R1起到放电的作用。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路用于对所述电压转换芯片U1输出的供电电源滤波后输出给所述电源输出端Vout。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，所述第二滤波电路包括第二电解电容EC2和第二电容C2，所述第二电解电容EC2的正极和所述第二电容C2的一端共同连接所述电源输出端Vout，第二电容C2采用贴片电容，第二电解电容EC2过滤低频噪音实现稳压，第二电容C2过滤高频噪音，组合配套使用第二电解电容EC2和第二电容C2，能对输出电压中的各频段噪音进行过滤，为负载提供稳定的供电电压。

作为上述实施例的优选，所述浪涌抑制电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路的一端连接所述电压转换芯片U1的电源输出引脚，另一端接地。

需要说明的是，本申请提供的实施例中，所述第二开关电路为第二二极管D3，所述第二极管采用肖特基二极管，所述第二二极管D3的阳极接地，所述第二二极管D3的阴极连接所述电压转换芯片U1的电源输出引脚。肖特基二极管具有开关频率高和正向压降低等优点。

作为上述实施例的优选，所述电压转换芯片U1的反馈引脚连接所述电源输出端Vout。

此外，本发明实施例提供一种浪涌抑制方法，应用于上述任一实施例所述的浪涌抑制电路，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、NTC热敏电阻NTC，用于将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片U1；

步骤S200、当电源输入端产生浪涌电压时，NTC热敏电阻NTC对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收；

步骤S300、电压转换芯片U1将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端Vout。

与上述电路实施例相应，本申请提供的实施例中，通过NTC热敏电阻NTC可吸收浪涌电压，保护后端电压转换芯片U1等器件。

本发明实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域技术人员可知，随着技术的演变和新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本领域技术人员可以理解的是，图中示出的技术方案并不构成对本发明实施例的限定，可以包括比图示更多或更少的步骤，或者组合某些步骤，或者不同的步骤。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的电路可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络电路上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/电路可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。

本发明的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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电路的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或电路，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电路。

应当理解，在本发明中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个电路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，装置或电路的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的电路可以是或者也可以不是物理上分开的，作为电路显示的部件可以是或者也可以不是物理电路，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络电路上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部电路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电路可以集成在一个处理电路中，也可以是各个电路单独物理存在，也可以两个或两个以上电路集成在一个电路中。上述集成的电路既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能电路的形式实现。

以上参照附图说明了本发明实施例的优选实施例，并非因此局限本发明实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明实施例的权利范围之内。尽管本发明公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本发明公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (10)

1.一种浪涌抑制电路，其特征在于，包括依次连接的电源输入端、NTC热敏电阻、电压转换芯片和电源输出端；

所述NTC热敏电阻，用于对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收，并将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片；

所述电压转换芯片，用于将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端。

2.根据权利要求1所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述电源输入端采用两端口的插座，所述插座的其中一个接线端子连接所述NTC热敏电阻，另一个接线端子连接保险丝，所述保险丝连接所述电压转换芯片的AC端口。

3.根据权利要求2所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述NTC热敏电阻通过第一开关电路连接所述电压转换芯片的电源输入引脚。

4.根据权利要求3所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括瞬态二极管，所述瞬态二极管的阴极连接所述第一开关电路的输出端、阳极和所述保险丝的输出端共同接地。

5.根据权利要求4所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括第一滤波电路，所述第一滤波电路用于对所述第一开关电路输出的电源滤波后输出给所述电压转换芯片。

6.根据权利要求2所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括设置在所述电压转换芯片的电源输出引脚和所述电源输出端之间的工字电感。

7.根据权利要求6所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括与所述电源输出端连接的放电电路。

8.根据权利要求7所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路用于对所述电压转换芯片输出的供电电源滤波后输出给所述电源输出端。

9.根据权利要求8所述的一种浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路的一端连接所述电压转换芯片的电源输出引脚，另一端接地。

10.一种浪涌抑制方法，其特征在于，应用于权利要求1至9任一所述的浪涌抑制电路，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、NTC热敏电阻将所述电源输入端接入的输入电压传递给电压转换芯片；

步骤S200、当电源输入端产生浪涌电压时，NTC热敏电阻对电源输入端所产生的浪涌电压进行吸收；

步骤S300、电压转换芯片将所述输入电压转成与负载适配的供电电压后，传递给所述电源输出端。

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