CN203301144U - 一种车载电源浪涌保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种车载电源浪涌保护电路，其包括连接在电源输出后级支路上的开关电路，所述开关电路的还分别连接有电弧抑制电路和后级二级保护电路；所述电弧抑制电路连接于电源正极与所述开关电路的电源输入端之间；所述后级二级保护电路连接于所述开关电路的电源输出端与地之间。本实用新型电路设计合理、简单，成本低，不仅能够有效的保护后级精密的电子元器件，而且能高效保护电源系统不受损坏，有效的提高产品的安全性及使用的可靠性，适于推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种保护电路，尤其涉及一种车载电源浪涌保护电路。
背景技术
目前很多汽车电子行业中，为了高效能保护电源系统不受损坏，瞬变电压抑制二极管简称TVS管（瞬态电压抑制器）是最好的选择，当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10～12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，使两极间的电压钳位于一个预定值，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。
但是TVS管成本过高及技术上的极限性也有很多不足之处：TVS管所能接受的瞬态脉冲是不重复的，但器件规定的脉冲重复频率（持续时间与间歇时间之比）为0.01%，如果电路内出现重复性脉冲时,TVS管会损坏,由此可见TVS管不能接受较长时间脉宽浪涌，所以TVS管在汽车电子领域中还不能够稳定,也存在很大的隐患。
上述可知，有必要对现有技术进一步改进。
发明内容
本实用新型是为了解决现有浪涌保护电路在汽车电子领域中使用不够稳定,存在很大的安全隐患的问题而提出一种能有效的提高产品的安全性及使用的可靠性的车载电源浪涌保护电路。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
上述的车载电源浪涌保护电路，包括连接在电源输出后级支路上的开关电路，所述开关电路还分别连接有电弧抑制电路和后级二级保护电路；所述电弧抑制电路连接于电源正极与所述开关电路的电源输入端之间；所述后级二级保护电路连接于所述开关电路的电源输出端与地之间。
所述车载电源浪涌保护电路，其中：所述电弧抑制电路由二极管D3、电 感L1和电容C2组成；所述电感L1串接于所述电源正极与所述电源输出端之间；所述二极管D3并联于所述电感L1上；所述电容C2的一端接地，另一端连接于所述电感L1与所述二极管D3阳极端的连接点。
所述车载电源浪涌保护电路，其中：所述后级二级保护电路由三极管Q3、二极管D1、电阻R7、电阻R10和电容C1组成；所述三极管Q3的发射极接地；所述二极管D1的阴极端连接所述电源输出端，阳极端通过所述电阻R10接地且还通过所述电阻R7连接所述三极管Q3的基极；所述电容C1的一端连接二极管D1阴极端。
所述车载电源浪涌保护电路，其中：所述开关电路由场效应管Q4、三极管Q1、三极管Q2、二极管D2、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电阻R9组成；所述场效应管Q4为P沟道功率MOS管，其漏极连接所述电源输出端，栅极通过所述电阻R2连接所述三极管Q2的集电极，源极连接于所述二极管D3阳极端与电容C2的连接点且还分别通过所述二极管D2和电阻R3跨接到所述栅极；所述二极管D4的阳极端连接所述电源正极，阴极端连接所述二极管D3阴极端与电感L1的连接点；所述二极管D2的阳极端则连接所述栅极，阴极端连接所述源极；所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q1的集电极；所述三极管Q1和三极管Q2的发射极均接地并均与所述电容C1的另一端连接；在所述电源正极与地之间还并联有两条支路，一条所述支路是所述二极管D5与所述电阻R6串联后接地，另一条所述支路是所述电阻R8与所述电阻R9串联后接地；所述二极管D5的阳极端连接所述电阻R6，阴极端接地；所述电阻R5并联于所述二极管D5上；所述三极管Q2的基极通过所述电阻R1分别连接所述电阻R6和二极管D5的连接点以及所述三极管的集电极；所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4连接于所述电阻R8和电阻R9的连接点。
有益效果：
本实用新型车载电源浪涌保护电路结构设计简单、合理且成本低，其通过在开关电路上分别连接有一条电弧抑制电路和一条后级二级保护电路，不仅能够有效的保护后级精密的电子元器件，而且有效的提高产品的安全性及使用的可靠性。即当电源正极输出高电压时,三极管Q1导通,三极管Q2截止,场效应管Q4断开,与此同时,后级二级保护电路由也同时进行启动工作,三极管Q3 导通工作,后级输出电压为0,此时产生的浪涌瞬间高电压隔断,有效的保护后级精密的电子元器件；当电源正极输出电压为正常范围值,三极管Q1截止,三极管Q2导通,场效应管Q4恢复正常工作,输出电压正常，因此不会为了浪涌瞬间电压过高或重复性浪涌脉宽干扰被击穿而损坏,从而有效的提高产品的安全性及使用的可靠性，即当电感L1的线圈在导通状态与切断时,其产生电磁能释放所产生的高压被二极管D3所吸收,开关的电弧就相应消除，适于推广应用。
附图说明
图1为本实用新型车载电源浪涌保护电路的结构图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型车载电源浪涌保护电路在电源输出后级支路上连接开关电路，由场效应管由Q4、三极管Q1～Q3、电阻R1～R10、二极管D1～D5、电容C1～C2和电感L1组成。
开关电路是由场效应管Q4、三极管Q1、三极管Q2、二极管D2、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电阻R9组成。场效应管Q4为P沟道功率MOS管，其包括源极S、漏极D和栅极G，漏极D连接开关电路的电源输出端VCC OUT，源极S通过二极管D4连接到电源正极，其中，二极管D4的阳极端与电源正极B+连接，阴极端与源极S连接；同时，源极S还分别通过二极管D2、电阻R3跨接到栅极G，源极S是与二极管D2的阴极端连接，二极管D2的阳极端则连接栅极G；栅极G通过电阻R2连接到三极管Q2的集电极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的基极连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地。在电源正极B+与地之间还并联有两条支路，一条支路是二极管D5与电阻R6串联后接地，其中，二极管D5的阳极端与电阻R6连接，二极管D5的阴极端接地；另一条支路是电阻R8和电阻R9串联后接地。Q2的基极通过电阻R1连接于电阻R6与二极管D5的连接点，同时二极管D5还与电阻R5并接；三极管Q1的基极通过电阻R4连接于电阻R8、R9的连接点。
其中，在开关电路上还连接有电弧抑制电路和后级二级保护电路。
该电弧抑制电路连接于电源正极与开关电路的电源输入端之间，其由二极管D3、电感L1和电容C2组成，该电感L1串接于二极管D4阴极端与场效应管 Q4的源极S之间，该二极管D3并联于电感L1上,即该二极管D3的阴极端连接于电感L1与二极管D4的连接点，该二极管D3的阳极端连接于电感L1与场效应管Q4的源极S的连接点；电容C2一端连接于电感L1与二极管D3阳极端的连接点，另一端接地。当电感L1的线圈在导通状态与切断时,其产生电磁能释放所产生的高压被二极管D3所吸收,开关的电弧就相应消除。
该后级二级保护电路连接于开关电路的电源输出端VCC OUT与地之间，其由三极管Q3、二极管D1、电阻R7、电阻R10和电容C1组成；其中，三极管Q3的集电极通过电阻R1连接于三极管Q2基极与三极管Q1集电极的连接点，三极管Q3的发射极接地；二极管D1的阴极端连接电源输出端VCC OUT，阳极端通过电阻R10接地且还通过电阻R7连接三极管Q3的基极；电容C1一端连接三极管Q2的发射极，另一端连接二极管D1的阴极端。当电源正极输出高时,除了三极管Q1、Q2和场效应管Q4工作之外,后级二级保护电路也同时一起工作,Q3导通工作,后级输出电压为0。
本实用新型车载电源浪涌保护电路的工作原理：
当电源正极输出高电压时,三极管Q1导通,三极管Q2截止,场效应管Q4断开,与此同时,后级二级保护电路由也同时进行启动工作,三极管Q3导通工作,后级输出电压为0,此时产生的浪涌瞬间高电压隔断,有效的保护后级精密的电子元器件；
当电源正极输出电压为正常范围值,三极管Q1截止,三极管Q2导通,场效应管Q4恢复正常工作,输出电压正常。因此不会为了浪涌瞬间电压过高或重复性浪涌脉宽干扰被击穿而损坏,从而有效的提高产品的安全性及使用的可靠性。
本实用新型通过电弧抑制电路和后级二级保护电路的设计，不仅能够有效的保护后级精密的电子元器件，而且有效的提高产品的安全性及使用的可靠性，适于推广应用。
Claims (4)
1.一种车载电源浪涌保护电路，包括连接在电源输出后级支路上的开关电路，其特征在于：所述开关电路还分别连接有电弧抑制电路和后级二级保护电路；
所述电弧抑制电路连接于电源正极与所述开关电路的电源输入端之间；
所述后级二级保护电路连接于所述开关电路的电源输出端与地之间。
2.如权利要求1所述的车载电源浪涌保护电路，其特征在于：所述电弧抑制电路由二极管D3、电感L1和电容C2组成；
所述电感L1串接于所述电源正极与所述电源输出端之间；
所述二极管D3并联于所述电感L1上；
所述电容C2的一端接地，另一端连接于所述电感L1与所述二极管D3阳极端的连接点。
3.如权利要求1所述的车载电源浪涌保护电路，其特征在于：所述后级二级保护电路由三极管Q3、二极管D1、电阻R7、电阻R10和电容C1组成；
所述三极管Q3的发射极接地；所述二极管D1的阴极端连接所述电源输出端，阳极端通过所述电阻R10接地且还通过所述电阻R7连接所述三极管Q3的基极；所述电容C1的一端连接二极管D1阴极端。
4.如权利要求1至3任一所述的车载电源浪涌保护电路，其特征在于：所述开关电路由场效应管Q4、三极管Q1、三极管Q2、二极管D2、二极管D4、二极管D5、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R8和电阻R9组成；
所述场效应管Q4为P沟道功率MOS管，其漏极连接所述电源输出端，栅极通过所述电阻R2连接所述三极管Q2的集电极，源极连接于所述二极管D3阳极端与电容C2的连接点且还分别通过所述二极管D2和电阻R3跨接到所述栅极；
所述二极管D4的阳极端连接所述电源正极，阴极端连接所述二极管D3阴极端与电感L1的连接点；所述二极管D2的阳极端则连接所述栅极，阴极端连接所述源极；
所述三极管Q2的基极连接所述三极管Q1的集电极；所述三极管Q1和三极管Q2的发射极均接地并均与所述电容C1的另一端连接；
在所述电源正极与地之间还并联有两条支路，一条所述支路是所述二极管D5与所述电阻R6串联后接地，另一条所述支路是所述电阻R8与所述电阻R9串联后接地；
所述二极管D5的阳极端连接所述电阻R6，阴极端接地；所述电阻R5并联于所述二极管D5上；
所述三极管Q2的基极通过所述电阻R1分别连接所述电阻R6和二极管D5的连接点以及所述三极管的集电极；所述三极管Q1的基极通过所述电阻R4连接于所述电阻R8和电阻R9的连接点。
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| CN103683245A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-26 | 四川联友电讯技术有限公司 | 具有浪涌防护的通信基站控制器 |
| CN105846412A (zh) * | 2015-01-12 | 2016-08-10 | 咸瑞科技股份有限公司 | 突波保护装置 |
| CN107508272A (zh) * | 2017-08-29 | 2017-12-22 | 王莹 | 一种超低功耗的车载电源保护电路 |
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