CN204046157U - 一种电源输入过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种电源输入过压保护电路。在电源输入端和电源输出端之间包括调整管电路、偏置电压产生电路、误差信号产生电路、输出电压采样电路和内部电源产生电路,所述输出电压采样电路和误差信号产生电路串联，误差信号产生电路的输出端连接到偏置电压产生电路的输入端，所述偏置电压产生电路控制调整管电路的输出电压，所述内部电源产生电路的输出端连接到偏置电压产生电路和误差信号产生电路的输入端。本实用新型提供了一种新型电源输入过压保护电路，不仅能实现过压保护的目的，而且还解决了传统过压保护电路自恢复熔断丝熔断时间难以控制和电路输入回路断路时需很大储能电容维持用电设备工作的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于航空电子技术领域，特别是涉及到一种电源输入过压保护电路。
背景技术
航空电子设备常采用一套直流电源供电，或采用两套直流电源交替供电。在直流电源开关闭合或直流电源切换过程时，往往会在电源输入线上产生时间长短不一，幅值高于后端用电设备上限工作电压的瞬态高压，如果不采取抑制措施，往往会造成后端用电设备的过压损坏，从而造成电子设备无法正常工作。如图1所示，传统的电源输入过压保护电路常采用自恢复保险丝，瞬态抑制二极管进行设计。当电源输入电压正常时，瞬态抑制二极管不工作，相当于开路；当瞬态高压出现时，瞬态抑制二极管在极短的时间内击穿，将瞬态高压进行电压箝位，使输出箝位电压值低于后端用电设备的上限工作电压，保证后端用电设备的正常工作。瞬态二极管击穿的同时，利用自身产生的极大的反向电流，使电源输入回路上的自恢复保险丝过热熔断，断开电源输入回路，切断瞬态高压的传输路径；当电源输入电压重新恢复正常后，自恢复保险丝温度恢复正常，自身重新闭合，从而重新闭合电源输入回路。
传统的电源输入过压保护电路存在以下两大缺点：首先，自恢复保险丝的熔断时间难以控制。由于自恢复保险丝的工作特点是过热熔断，因此在自恢复保险丝的选择上，必须综合考虑环境温度、安装位置、自身特性参数及后端用电设备额定工作电流等诸多因素。若自恢复保险丝选择不当，在瞬态高压期间不能及时断开电源输入回路，将造成瞬态抑制二极管温度急剧升高，从而造成瞬态抑制二极管过热损坏；其次，若自恢复保险丝在瞬态高压期间及时断开，切断了电源输入回路，虽然保证了后端用电设备免受瞬态高压的损害，但同时也造成了后端用电设备的断电。为保证后端用电设备的持续工作，必须采用大容量的储能电容，利用电容的储能特性，达到在电源输入回路断路时电容放电，维持后端电子设备继续工作的目的。但这不可避免的带来电子设备本身成本、体积、重量的极大增加，这在实际应用中往往是难以接受的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型的电源输入过压保护电路，能够克服传统电源输入过压保护电路所存在的缺陷。
本实用新型的技术方案：一种电源输入过压保护电路，在电源输入端和电源输出端之间包括调整管电路、偏置电压产生电路、误差信号产生电路、输出电压采样电路和内部电源产生电路,所述输出电压采样电路和误差信号产生电路串联，误差信号产生电路的输出端连接到偏置电压产生电路的输入端，所述偏置电压产生电路控制调整管电路的输出电压，所述内部电源产生电路的输出端连接到偏置电压产生电路和误差信号产生电路的输入端。
调整管电路为P-MOS管，P-MOS管G极与偏置电压产生电路的输出端连接，P-MOS管S极与电源输入端连接，P-MOS管D极与电源输出端连接。
有益效果：本实用新型提供了一种新型电源输入过压保护电路，不仅能实现过压保护的目的，而且还解决了传统过压保护电路自恢复熔断丝熔断时间难以控制和电路输入回路断路时需很大储能电容维持用电设备工作的问题，有效地实现了对用电设备的保护，提高了电源系统的可靠性。整个电路工作独立，不需要任何外在输入，易于整个电路的集成及模块化生产。
附图说明
图1为传统电源输入过压保护电路；
图2为本实用新型实施方式的电路原理框图；
图3为本实用新型实施方式的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述，参阅图2至图3。
如图2及如图3所示，一种电源输入过压保护电路，包括调整管电路1、偏置电压产生电路2、误差信号产生电路3、输出电压采样电路4和内部电源产生电路5,所述输出电压采样电路4和误差信号产生电路3串联，误差信号产生电路3的输出端连接到偏置电压产生电路2的输入端，所述偏置电压产生电路2控制调整管电路1的输出电压，所述内部电源产生电路5的输出端连接到偏置电压产生电路2和误差信号产生电路3的输入端。
所述调整管电路1为P-MOS管M1，所述偏置电压产生电路2包括稳压管D1，线性光电耦合器U1及电阻R1、R2，所述误差信号产生电路3包括芯片TL431和电阻R3，所述输出电压采样电路4包括电阻R4和R5，所述内部电源产生电路5包括电阻R6和稳压管D2。调整管电路1由P-MOS管M1构成，当电源输入电压正常时，其导通电阻近似为零；当电源输入电压出现瞬态高压时，其呈现出电阻值。偏置电压产生电路2由稳压管D1，线性光电耦合器U1及电阻R1、R2构成，通过控制输出给调整管电路1的偏置电压，控制调整管电路1的导通电阻值。输出电压采样电路4包括电阻R4和R5，采集电源输出电压值后送误差信号产生电路3。误差信号产生电路3由芯片TL431和电阻R3构成，根据输出电压采样电路4输入的采样电压值，输出误差信号到偏置电压产生电路2，偏置电压产生电路2根据该误差信号控制输出到调整管电路1的偏置电压值，电阻R3用于为芯片TL431提供偏置电流。内部电源产生电路5由电阻R6和稳压管D2构成，为偏置电压产生电路2和误差信号产生电路3提供内部电源供给。
本实用新型的工作过程如下：
(1)电源输入电压幅值低于后端用电设备上限工作电压。
输出电压采样电路4实时对电源输出电压进行采样，电阻R4和R5将电源输出电压分压采样后送误差信号产生电路3。误差信号产生电路3中的芯片TL431收到来自输出电压采样电路4的采样电压后，与芯片内部的2.5V基准电压进行比较，判定采样电压值低于芯片内部的基准电压，输出“悬空”控制信号到偏置电压产生电路2。偏置电压产生电路2中的线性光电耦合器U1收到来自误差信号产生电路3的“悬空”控制信号后，线性光电耦合器U1截止，不对调整管电路1产生任何影响。此时，偏置电压产生电路2通过稳压管D1和电阻R1为调整管电路1提供约为10V的偏置电压，具体的偏置电压值由稳压管D1的稳压值决定。此时，调整管电路1中的P-MOS管在偏置电压产生电路2提供的约为10V的偏置电压作用下，处于完全导通状态，导通电阻近似为零，电源输入电压无损地通过调整管电路1,提供给后端用电设备。
(2)电源输入出现高于后端用电设备上限工作电压的瞬态高压。
输出电压采样电路4实时对电源输出电压进行采样，电阻R4和R5将电源输出电压分压采样后送误差信号产生电路3。误差信号产生电路3中的芯片TL431收到来自输出电压采样电路4的采样电压后，与芯片内部的2.5V基准电压进行比较,判定采样电压值高于芯片内部的基准电压，输出“地”控制信号到偏置电压产生电路2。偏置电压产生电路2中的线性光电耦合器U1收到来自误差信号产生电路3的“地”控制信号后，线性光电耦合器U1输入端在电阻R2作用下，产生工作电流，线性光电耦合器U1导通，线性光电耦合器U1输出端输出工作电流，电阻R1在该工作电流的作用下产生电压基准，此时，电源输入电压与该电压基准之间的电压差值小于稳压管D1的稳压值，稳压管D1不在对调整管电路1产生任何影响。此时，该电压差值将作为偏置电压产生电路2的输出偏置电压接入到调整管电路1的输入端。调整管电路1中的P-MOS管M1收到来自偏置电压产生电路2的偏置电压后，在该偏置电压的作用下，将呈现出电阻值，由于负载额定工作电流保持一定，因此在P-MOS管M1上将有对应的电压损失，从而电源输出端的电压将会减小，最终达到预定的箝位电压值,箝位电压值V＝2.5×(1+R5/R4)。电源输入电压出现瞬态高压时，电路在工作过程的控制上引入了负反馈控制，以此确保电源输出电压箝位到预定的设定值(注：该设定值低于后端用电设备的上限工作电压)，保证电源输入电压在出现瞬态高压时，后端用电设备能正常工作。
Claims (2)
1.一种电源输入过压保护电路，其特征在于，在电源输入端和电源输出端之间包括调整管电路[1]、偏置电压产生电路[2]、误差信号产生电路[3]、输出电压采样电路[4]和内部电源产生电路[5]，所述输出电压采样电路[4]和误差信号产生电路[3]串联，误差信号产生电路[3]的输出端连接到偏置电压产生电路[2]的输入端，所述偏置电压产生电路[2]控制调整管电路[1]的输出电压，所述内部电源产生电路[5]的输出端连接到偏置电压产生电路[2]和误差信号产生电路[3]的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种电源输入过压保护电路，其特征在于，调整管电路[1]为P-MOS管，P-MOS管G极与偏置电压产生电路[2]的输出端连接，P-MOS管S极与电源输入端连接，P-MOS管D极与电源输出端连接。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186796A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-11 | 江苏久创电气科技有限公司 | 一种应用于开关柜的ct式无源无线测温装置 |
| CN117991143A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-05-07 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 电源异常的标识电路和电子设备 |
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2014
- 2014-07-25 CN CN201420415307.3U patent/CN204046157U/zh not_active Expired - Lifetime
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