CN203415972U - 输入电压浪涌抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种输入电压浪涌抑制电路，包括与电压输入端连接的第一二极管、电压采样电路、MOSFET控制电路和输入电源滤波电路。该输入电压浪涌抑制电路作为二次电源的输入保护控制电路，实现了二次电源输入对于航空器电源正常电压浪涌的有效抑制，保证了二次电源稳定可靠的工作，增加了航空电子设备的可靠性。

Description

输入电压浪涌抑制电路

【技术领域】

本实用新型涉及一种航空电子设备的电源保护电路，特别是涉及一种基于MOSFET控制的输入电压浪涌抑制电路。 

【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。但是，由于航空发动机驱动直流发电机产生的直流供电非常不稳定，产生的直流电源很容易发生电源浪涌的现象。而在高可靠性供电的航空电子设备中，一般要求二次电源输入端具有抑制航空器电源正常电压浪涌的功能。正常电压浪涌是指来自受控稳态值的电压变化，该变化是由电源供电系统的固有调节引起的，如由负载转换、调节器校正动作等系统正常工作造成的扰动而产生。 

为了满足具有瞬态抑制浪涌电压的功能，现有的航空电子设备二次电源一般采用了输入端一级或者多级LC滤波，实现抑制浪涌尖峰电压，其缺陷是抑制的电压尖峰值范围较窄，输入耐压值较低，需要附加输入前端过压保护电路。此外，输入电压波动会对后端DC-DC模块产生冲击，影响DC-DC模块的可靠性，增加维护成本。但是，在实际应用中，为了确保电子设备的各项功能保持正常，必须保证当航空器直流电源发生正常电压浪 涌波动时，二次电源不受损害并且能持续稳定供电。 

【实用新型内容】

为了解决现有技术的不足以满足航空器电子设备的正常运转，本实用新型提供了一种基于MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管）控制的输入电压浪涌抑制电路。 

为实现上述目的，实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路包括连接于电压输入端的第一二极管、电压采样电路、MOSFET控制电路和输入电源滤波电路。 

依据上述主要特征，所述电压采样电路包括：第一电阻、第二稳压管、第四电阻、第六电阻、第七电阻、三极管、第二电容和电位器； 

所述MOSFET控制电路包括：第一MOSFET、第二MOSFET、第二电阻、第三电阻，第一电容和第一稳压管； 

所述输入电源滤波部分包括第三电容、第四电容和第七稳压管，其中： 

所述第一二极管的正极与电压输入端串联，所述第一电阻、第二电阻、第一稳压管的负极、第一电容正极和第一MOSFET负极并联接入第一二极管的负极，第四电阻、第七稳压管的负极、第三电容的正极和第四电容并联接入第一MOSFET的正极； 

所述第一电阻的另一端与第三稳压管的负极串联，所述第三稳压管的正极与输出电源的负极相连；所述第二电阻的另一端、第一稳压管的正极、 第一电容和第一MOSFET9的正极并联接于第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端与第二MOSFET的负极串联，第二MOSFET的正极接地，第二MOSFET第三端接于并联的三极管的集电极、第七电阻和第二电容的一端相连，三极管的发射极、第七电阻和第二电容的另一端与输出电源的负极相连；所述第四电阻的另一端与第二稳压管的负极串联，所述第二稳压管的正极与一端接于三极管的基极的电位器的另一端并联接于第六电阻的一端，所述第六电阻的另一端与输出电压的负极相连；所述第三电容负极、第七稳压管的正极和第四电容的另一端并联接于输出电压的负极。 

依据上述主要特征，输入电压处于稳态时，该电压采样电路不工作，第一MOSFET处于开关状态，三极管处于截止状态，第一电阻和三极管的分压导致第二MOSFET处于全导通状态，第二电阻与第三电阻的分压使第一MOSFET处于全导通状态。 

依据上述主要特征，当输入电压有电压尖峰时，第二稳压管通过电流，第四电阻和第六电阻产生分压，第六电阻上的压降通过电位器，形成三级管的基极电流Ib，通过调整电位器的值，使浪涌电压峰值在波动范围内，三极管工作在线性放大区，三极管的导通压降VCE与浪涌电压峰值成反比，并构成了第二MOSFET的栅极电压，第二MOSFET的导通电流与三极管的导通压降VCE成正比，第二MOSFET处于不完全导通状态，使第一MOSFET的栅极电压下降，由全导通状态变换成线性分压状态，吸收前端浪涌电压峰值。 

依据上述主要特征，所述电位器的电阻值的可调的。 

本实用新型提供的输入电压浪涌抑制电路在较宽的范围内实现了二次电源输入对于航空器电源正常电压浪涌的有效抑制，可以保证二次电源持续稳定的供电，保护了电子设备工作的安全性。 

附图说明

图1实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路的具体电路图。 

图2实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路的具体应用示意图。 

【具体实施方式】

下面结合附图，对本实用新型进行详细描述。 

如图1所示，实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路包括连接于电压输入端的第一二极管1、电压采样电路、MOSFET控制电路和输入电源滤波电路。 

其中所述电压采样电路包括：第二稳压管3、第一电阻6、第四电阻8、第六电阻10、第七电阻11、三极管19、第二电容14和电位器9，其中电位器9的阻值可以是可调节的。 

其中，MOSFET控制电路包括：第一MOSFET17、第二MOSFET18、第二电阻7、第三电阻12，第一电容13和第一稳压管2。 

所述输入电源滤波电路包括第三电容15、第四电容16和第七稳压管5。其中各元件是按照下列方式连接的： 

第一二极管1的正极与电压输入端串联，第一电阻6、第二电阻7、第一稳压管2的负极、第一电容13的正极和第一MOSFET17负极并联接入第一二极管1的负极，第四电阻8、第七稳压管5的负极、第三电容正极15和第四电容16并联接入第一MOSFET17的正极； 

第一电阻6的另一端与第三稳压管4的负极串联，第三稳压管4的正极与输出电源的负极相连；第二电阻7的另一端、第一稳压管2的正极、第一电容13和第一MOSFET917的正极并联接于第三电阻12的一端相连，第三电阻12的另一端与第二MOSFET18的负极串联，第二MOSFET18的正极接地，第二MOSFET18第三端接于并联的三极管19的集电极、第七电阻11和第二电容14的一端相连，三极管19的发射极、第七电阻11和第二电容14的另一端与输出电源的负极相连；第四电阻8的另一端与第二稳压管3的负极串联，第二稳压管3的正极与一端接于三极管19的基极的电位器5的另一端并联接于第六电阻10的一端，第六电阻10的另一端与输出电压的负极相连；第三电容负极15、第七稳压管5的正极和第四电容16的另一端并联接于输出电压的负极。 

在该实施例中，输入直流电压为18V，其余电压及电阻值如图2所示。当输入电压处于稳态时，该采样电路不工作，第一MOSFET17处于开关状态，导通压降极小。此时三极管19处于截止状态，第一电阻6和三极管的分压导致第二MOSFET18处于全导通状态，此时第二电阻7与第三电阻12的分压促使第一MOSFET17处于全导通状态。当航空器电源波动产生 电压尖峰到达33V时，第二稳压管3通过电流，此时第四电阻8和第六电阻10产生分压，第六电阻10上的压降通过电位器9，形成三级管19的基极电流Ib，将电位器9设定在合适值，使浪涌电压峰值波动范围内，三极管19工作在线性放大区。三极管19的导通压降VCE与浪涌电压峰值成反比，并构成了第二MOSFET18的栅极电压，第二MOSFET18的导通电流与VCE成正比。此时第二MOSFET18处于不完全导通状态，使得第一MOSFET17的栅极电压下降，由全导通状态变换成线性分压状态，以达到吸收前端浪涌电压峰值的作用。 

该实施例中，浪涌电压的范围可以通过调整电位器9的阻值来实现。而在输入端串接的第一二极管1，当输入电源正端与输入地接反时可以保护后端二次电源不受损坏，后端的第七稳压管5，也可起到瞬态电压尖峰抑制的作用。 

根据国军标GJB181-86的要求，将实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路接入航空电子产品的二次电源中。将航空电子设备经过五次过压浪涌的冲击（其中两次过压浪涌之间的时间间隔为1分钟）。每次过压浪涌的方法为：首先用电设备在正常稳态电压下供电，然后使用设备输入电压增加到下列电压（直流用电设备：80伏，持续50毫秒），最后输入电压恢复到正常稳态电压。实验结果表明，连接有实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路经过五次过压浪涌后，用电设备没有发生任何故障。根据实验结果，实施本实用新型的输入电压浪涌抑制电路能够满足对航空器电源正常 电压浪涌的有效抑制，可以保证二次电源稳定可靠的工作，增加了航空电子设备的可靠性。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。 

Claims (5)

1.一种输入电压浪涌抑制电路，其特征在于：该输入电压浪涌抑制电路包括连接于电压输入端起反接保护作用的第一二极管（1）； 

与所述第一二极管（1）串联的电压采样模块； 

与所述电压采样模块并联的MOSFET控制器；以及 

与所述电压采样模块并联的电压滤波模块。 

2.如权利要求1所述的输入电压浪涌抑制电路，其特征在于：所述电压采样电路包括：第一电阻（6）、第二稳压管（3）、第四电阻（8）、第六电阻（10）、第七电阻（11）、三极管（19）、第二电容（14）和电位器（9）； 

所述MOSFET控制电路包括：第一MOSFET(17)、第二MOSFET（18)、第二电阻（7）、第三电阻(12)，第一电容（13）和第一稳压管（2）； 

所述输入电源滤波电路包括第三电容（15）、第四电容（16）和第七稳压管（5），其中： 

所述第一二极管（1）的正极与电压输入端串联，所述第一电阻（6）、第二电阻（7）、第一稳压管（2）的负极、第一电容正极（13）和第一MOSFET（17）负极并联接入第一二极管（1）的负极，第四电阻（8）、第七稳压管（5）的负极、第三电容（15）的正极和第四电容（16）并联接入第一MOSFET(17)的正极； 

所述第一电阻（6）的另一端与第三稳压管（4）的负极串联，所述第三稳压管（4）的正极与输出电源的负极相连；所述第二电阻（7）的另一 端、第一稳压管（2）的正极、第一电容（13）和第一MOSFET9（17）的正极并联接于第三电阻（12）的一端相连，第三电阻（12）的另一端与第二MOSFET（18)的负极串联，第二MOSFET（18)的正极接地，第二MOSFET（18)第三端接于并联的三极管（19）的集电极、第七电阻（11）和第二电容（14）的一端相连，三极管（19）的发射极、第七电阻（11）和第二电容（14）的另一端与输出电源的负极相连；所述第四电阻（8）的另一端与第二稳压管（3）的负极串联，所述第二稳压管（3）的正极与一端接于三极管（19）的基极的电位器（5）的另一端并联接于第六电阻（10）的一端，所述第六电阻（10）的另一端与输出电压的负极相连；所述第三电容负极（15）、第七稳压管（5）的正极和第四电容（16）的另一端并联接于输出电压的负极。 

3.如权利要求1所述的输入电压浪涌抑制电路，其特征在于：输入电压处于稳态时，该电压采样电路不工作，第一MOSFET（17）处于开关状态，三极管（19）处于截止状态，第一电阻（6）和三极管（19）的分压导致第二MOSFET（18）处于全导通状态，第二电阻（7）与第三电阻（12）的分压使第一MOSFET（17）处于全导通状态。 

4.如权利要求1所述的输入电压浪涌抑制电路，其特征在于：当输入电压有电压尖峰时，第二稳压管（3）通过电流，第四电阻（8）和第六电阻（10）产生分压，第六电阻（10）上的压降通过电位器（9），形成三级管（19）的基极电流Ib，通过调整电位器（9）的值，使浪涌电压峰值在波 动范围内，三极管（19）工作在线性放大区，三极管（19）的导通压降VCE与浪涌电压峰值成反比，并构成了第二MOSFET（18）的栅极电压，第二MOSFET（18）的导通电流与三极管（19）的导通压降VCE成正比，第二MOSFET（18）处于不完全导通状态，使第一MOSFET（17）的栅极电压下降，由全导通状态变换成线性分压状态，吸收前端浪涌电压峰值。 

5.如权利要求2或4所述的输入电压浪涌抑制电路，其特征在于，所述电位器（9）的电阻值的可调的。 

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