CN201726130U - 一种直流抗浪涌电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流抗浪涌电路，包括瞬态电压抑制二极管，由多个三极管、MOS管、电容和电阻组成的线性稳压电路，由电容和二极管组成的储能电路，本实用新型的技术效果在于，通过瞬态电压抑制二极管吸收600V/10us脉冲电压，通过线性稳压电路解决80V/50ms的过压浪涌，通过储能电路解决8V/50ms的耐欠压浪涌，可以使普通直流用电设备在GJB181-86规定的尖峰电压和浪涌电压情况下也能正常工作，无需对设备现有的电源进行更换；且该电路工作可靠，成本也较低。

Description

一种直流抗浪涌电路

技术领域

本实用新型涉及一种直流抗浪涌电路，特别涉及一种用于航空直流供电电路的一种直流抗浪涌电路。

背景技术

在航空设备上的直流供电有两种来源，一是航空发动机驱动直流发电机供电，二是蓄电池备用电源，但由于航空发动机驱动发电机产生的直流供电非常不稳定，产生的电源很容易出现过压情况；飞机在高空飞行如遇到雷击，会由于感应而产生很高的的尖峰电压；当发电机出现故障时需要紧急切换到蓄电池备用电源时，又会出现短暂的降压。在GJB181-86《飞机供电特性及对用电设备的要求》中2.4.4项规定了对机载直流用电设备的耐瞬态电压要求，主要有以下3项：第1项为2.4.4.1规定的“耐尖峰电压”，为600V/10us的脉冲电压；第2项为2.4.4.2的耐电压浪涌的规定a条“耐过压浪涌”，为80V/50ms；第3项为2.4.4.2的耐电压浪涌的规定b条“耐欠压浪涌”，为8V/50ms的掉电。而目前市面上许多普通的直流用电设备均在地面使用(如通信基站等)，使用环境有保障，不会出现以上的极端恶劣环境，所以一般的地面直流供电设备要求的供电范围在DC18～36V，耐过压浪涌最大50V，没有耐欠压和耐尖峰的能力，这些设备在飞机供电环境下就可能根本无法正常工作或被损坏。

实用新型内容

为了克服现有航空直流供电电源不稳定，易导致设备无法正常工作甚至损坏的技术问题，本实用新型提供一种可为设备稳定供电的直流抗浪涌电路。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案是，一种直流抗浪涌电路，其包括电源Ui、负载Uo、PNP型三极管Q1、P沟道MOS管Q2、NPN型三极管Q3、电容C6、稳压二极管D3、第一电阻R3、第二电阻R4、第三电阻R7和第四电阻R9，所述的电源Ui的正极连接至第一电阻R3的一端、PNP型三极管Q1的发射极和P沟道MOS管Q2的漏极，电源Ui的负极连接至第二电阻R4的一端、NPN型三极管Q3的发射极、电容C6的一端和负载Uo的负极，所述的负载Uo的正极连接至P沟道MOS管Q2的源极、稳压二极管D3的负极和电容C6的一端，所述的第一电阻R3的另一端连接至PNP型三极管Q1的基极，所述的PNP型三极管Q1的基极还串联第三电阻R7后连接至NPN型三极管Q3的集电极，PNP型三极管Q1的集电极分别连接至P沟道MOS管Q2的栅极和第二电阻R4的一端，所述的NPN型三极管Q3的基极串联第四电阻R9后连接至稳压二极管D3的正极。

上述的一种直流抗浪涌电路，其还包括一瞬态电压抑制二极管D1，所述的瞬态电压抑制二极管D1的正极连接至电源Ui的负极，瞬态电压抑制二极管D1的负极连接至电源Ui的正极。

上述的一种直流抗浪涌电路，其还包括一肖特基二极管D5和储能电容C7，所述的肖特基二极管D5的正极连接至P沟道MOS管Q2的源极、稳压二极管D3的负极和电容C6的一端，肖特基二极管D5的负极连接至储能电容C7的正极和负载Uo的正极，所述的储能电容C7的负极连接至负载Uo的负极。

本实用新型的技术效果在于，通过瞬态电压抑制二极管吸收600V/10us脉冲电压，通过线性稳压电路解决80V/50ms的过压浪涌，通过储能电路解决8V/50ms的耐欠压浪涌，可以使普通直流用电设备在GJB181-86规定的尖峰电压和浪涌电压情况下也能正常工作，无需对设备现有的电源进行更换；且该电路工作可靠，成本也较低。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，对于600V/10us的脉冲电压，我们采用大功率TVS管即瞬态电压抑制二极管D1进行吸收；

对于80V/50ms的过压浪涌，我们采用图1中虚线框内的线性稳压电路解决；

Q2为P沟道MOS管，用于80V/50ms浪涌线性降压作用，根据后端功率(最大工作电流)参数选择型号，还可采用多个并联的方式来进行更好的降压；

D3稳压管根据后端电源模块的工作电压范围进行选择；

此部分线性稳压电路的工作原理为：当C6两端电压达到D3稳压值后，D3有电流通过，Q3被导通进入放大，Q1的B极电位下降，Q1的E、C极电压差降低，即降低了MOS管Q2的GS压差，Q2由饱和导通状态进入放大状态，超过D3稳压值的电压降落在Q2的S、D极之间，此时的Q2充当了线性稳压器。

对于8V/50ms的耐欠压浪涌，由D5和C7组成储能电路解决：D5为肖特基二极管，在后端连接大电容时防止反向放电，C7为储能电容，在进行欠压浪涌试验时根据下面的公式计算储能电容C7容量：

$\frac{1}{2}C*({U_1}^2-{U_2}^2)=\frac{P_0}{\mathrm{\η}}*t$

其中：

U₁为欠压前的正常供电电压，一般取28.5V；

U₂为DC/DC电源模块的最低工作电压，一般取18V；

P₀为设备实际功耗；

η为电源效率；

t为电源欠压时间，取值为50ms；

C为需要的电容容量。

在经过此保护电路后，600V/10us的脉冲电压和80V/50ms的过压浪涌均被钳位在直流用电设备的正常工作供电电压范围内，保护直流用电设备不会被损坏，而8V/50ms的欠压浪涌则由于后端的C7电容储能作用，设备仍可正常工作。

Claims (3)

1.一种直流抗浪涌电路，其特征在于，包括电源Ui、负载Uo、PNP型三极管Q1、P沟道MOS管Q2、NPN型三极管Q3、电容C6、稳压二极管D3、第一电阻R3、第二电阻R4、第三电阻R7和第四电阻R9，所述的电源Ui的正极连接至第一电阻R3的一端、PNP型三极管Q1的发射极和P沟道MOS管Q2的漏极，电源Ui的负极连接至第二电阻R4的一端、NPN型三极管Q3的发射极、电容C6的一端和负载Uo的负极，所述的负载Uo的正极连接至P沟道MOS管Q2的源极、稳压二极管D3的负极和电容C6的一端，所述的第一电阻R3的另一端连接至PNP型三极管Q1的基极，所述的PNP型三极管Q1的基极还串联第三电阻R7后连接至NPN型三极管Q3的集电极，PNP型三极管Q1的集电极分别连接至P沟道MOS管Q2的栅极和第二电阻R4的一端，所述的NPN型三极管Q3的基极串联第四电阻R9后连接至稳压二极管D3的正极。

2.根据权利要求1所述的一种直流抗浪涌电路，其特征在于，还包括一瞬态电压抑制二极管D1，所述的瞬态电压抑制二极管D1的正极连接至电源Ui的负极，瞬态电压抑制二极管D1的负极连接至电源Ui的正极。

3.根据权利要求1或2所述的一种直流抗浪涌电路，其特征在于，还包括一肖特基二极管D5和储能电容C7，所述的肖特基二极管D5的正极连接至P沟道MOS管Q2的源极、稳压二极管D3的负极和电容C6的一端，肖特基二极管D5的负极连接至储能电容C7的正极和负载Uo的正极，所述的储能电容C7的负极连接至负载Uo的负极。

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