CN204243747U - 一种用于非集中抛负载5a脉冲测试的保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，所述保护电路，用以测试供电电源为24V的负载，包括：一供电电源，所述负载串联于所述供电电源的干路上；一瞬态电压抑制二极管，并联于所述供电电源的两端；一保险丝，串联于所述供电电源的干路上，所述保险丝一端连接所述供电电源的正极，所述保险丝的另一端连接所述瞬态电压抑制二极管和所述负载。本实用新型所述保护电路可在瞬态脉冲电压高达100V以上时，保护负载不受到破坏，并将部分能量吸收并释放掉。
Description
技术领域
本实用新型涉及机动车领域，尤其涉及一种用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路。
背景技术
针对标准电源电压24V系统的客车、商用车以及工程机械车等，均需要测试其是否符合国际标准ISO 7637-2规范，即测试沿电源线瞬态传导的电气抗扰度。而整个测试典型脉冲共分三大类：瞬态脉冲干扰、浪涌/雷击和电压跌落。
现有的测试电路在模拟5A脉冲(即模拟在断开车辆续电器的同时，交流发电机正在产生充电电流，而发动机电路上仍有其它负载)时产生的瞬态脉冲干扰的测试如表1(5A脉冲参数测试表)和图1所示，在国际标准ISO7637-2里面针对5A脉冲在24V系统里面，瞬态脉冲电压高达100V以上，整个脉冲的上升时间tr(脉冲从0.1Us电压上升至0.9Us电压)是ms级，内阻Ri才几欧姆，在脉冲持续时间td范围里面，整个脉冲的能量是非常巨大的，对硬件电路的破坏也是惊人的，由于现有的电测试路能量较大，瞬态脉冲电压Us较高、在脉冲持续时间td较长且内阻Ri较大，因此在测试时容易对负载电路造成破坏，无法达到预期效果。
表1
实用新型内容
针对现有的测试电路存在的上述问题，现提供一种旨在实现保护负载不受到破坏，并将部分能量吸收并释放掉，以达到理想的测试结果的用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路。
具体技术方案如下：
一种用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，用以测试供电电源为24V的负载，包括：
一供电电源，所述负载串联于所述供电电源的干路上；
一瞬态电压抑制二极管，并联于所述供电电源的两端；
一保险丝，串联于所述供电电源的干路上，所述保险丝一端连接所述供电电源的正极，所述保险丝的另一端连接所述瞬态电压抑制二极管和所述负载。
优选的，所述保险丝采用自恢复保险丝。
优选的，所述自恢复保险丝最大电压在60V以上。
优选的，所述瞬态电压抑制二极管采用双极型瞬态电压抑制二极管。
优选的，所述双极型瞬态电压抑制二极管的最大反向工作电压高于33V。
优选的，所述双极型瞬态电压抑制二极管的反向击穿电压范围在40V～44.2V之间。
优选的，还包括：二极管，所述二极管串联于所述保险丝与所述负载之间，所述二极管的正极连接所述保险丝，所述二极管的负极连接所述负载。
优选的，所述二极管采用整流二极管。
优选的，还包括：电容，所述电容并联于所述负载的两端。
上述技术方案的有益效果：
本实用新型所述保护电路可在瞬态脉冲电压高达100V以上时，保护负载不受到破坏，并将部分能量吸收并释放掉。
附图说明
图1为5A瞬态脉冲电压曲线图；
图2本实用新型所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路的一种实施例的电路图；
图3为本实用新型中测试点的脉冲电压曲线图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
如图2所示，一种用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，用以测试供电电源为24V的负载，包括：供电电源、瞬态电压抑制二极管TVS和保险丝F1；负载串联于供电电源的干路上；瞬态电压抑制二极管TVS并联于供电电源的两端；保险丝F1串联于供电电源的干路上，保险丝F1一端连接供电电源的正极，保险丝F1的另一端连接瞬态电压抑制二极管TVS和负载。
在本实施例中该保护电路可在瞬态脉冲电压高达100V以上时，保护负载不受到破坏，并将部分能量吸收并释放掉，以使测试达到预期效果。通过瞬态电压抑制二极管TVS可以吸收瞬态增大的脉冲，采用保险丝F1可以保护瞬态电压抑制二极管TVS防止二极管因承受的电流过大而被击穿。
在优选的实施例中，保险丝F1采用自恢复保险丝PPTC。
在本实施例中，采用自恢复保险丝PPTC具有过流过热保护，以及自动恢复双重功能，自恢复保险丝PPTC可保护瞬态电压抑制二极管TVS防止其在承受最大峰值电流时被击穿。
在优选的实施例中，自恢复保险丝PPTC最大电压Vmax在60V以上，最大电压即为额定电流下能承受的最大冲击电压。
在优选的实施例中，瞬态电压抑制二极管TVS采用双极型瞬态电压抑制二极管。
在本实施例中的瞬态电压抑制二极管TVS两极受到反向瞬态高能量冲击时，其能以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，可有效地保护负载电路，免受各种浪涌脉冲的破坏。
在优选的实施例中，双极型瞬态电压抑制二极管TVS的最大反向工作电压Vrwm高于33V。
进一步地，在本实施例中最大反向工作电压Vrwm为36V。
在优选的实施例中，双极型瞬态电压抑制二极管的反向击穿电压范围在40V～44.2V之间。
在优选的实施例中，还包括：二极管D1，二极管D1串联于保险丝F1与负载之间，二极管D1的正极连接保险丝F1，二极管D1的负极连接负载，防止反接保护负载。
进一步地，二极管D1采用整流二极管。整流二极管具有单方向导电性可以防止反接保护负载。
在优选的实施例中，还包括：电容C1，电容C1并联于负载的两端，电容C1起到滤波的作用。
于上述技术方案基础上，进一步的，以瞬态脉冲电压Us＝127V、内阻Ri＝2Ω、脉冲持续时间td＝350ms、电源电压为27V，瞬态电压抑制二极管TVS的最大反向工作电压Vrwm为36V，功率为3000W，自恢复保险丝PPTC的最大电压Vmax为60V为例：
其中，瞬态电压抑制二极管TVS两端所承受的最大瞬态浪涌功率为：{[(127V+27V)-Vc]/Ri}*Vc；其中Vc为瞬态电压抑制二极管TVS最大钳位电压，由于电源电压为24V系统，后端负载驱动需要保持在16～33V内恒流，所以瞬态电压抑制二极管TVS的最大反向工作电压Vrwm需要高于33V，瞬态电压抑制二极管TVS所承受的最大瞬态浪涌功率应在2500W以上。
当电路正常工作，自恢复保险丝PPTC的阻值很小，当过流时，自恢复保险丝PPTC阻值急剧增大几个数量级，当过流消失后自恢复保险丝PPTC自动恢复为低阻值。自恢复保险丝PPTC的保持电流Ihold可根据后端的负载电流来定，一般保持电流Ihold略大于负载电流。
图如3所示，图中横坐标表示节点TP1的电压，纵坐标表示脉冲持续时间，通过示波器测量图2中保险丝F1与瞬态电压抑制二极管TVS和二极管D1之间的节点TP1的电压，在没有进行非集中抛负载5A脉冲测试时，自恢复保险丝PPTC不工作，节点TP1的电压为电源电压27V；当测试开始后，节点TP1点电压开始急剧上升(如图3中A所示)，当电压上升到46.4V，超过了瞬态电压抑制二极管TVS的最大反向工作电压Vrwm，流过瞬态电压抑制二极管TVS电流开始急剧增大，急剧增大的电流让自恢复保险丝PPTC快速响应，使自恢复保险丝PPTC的电阻急剧增大，从而成一个高阻状态(如图3中B所示)，从而降低了回路的电流，保护了瞬态电压抑制二极管TVS，使瞬态电压抑制二极管TVS两端压降开始下降，避免了瞬态电压抑制二极管TVS在电流急剧增大超过能承受最大峰值电流而被击穿。
以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，用以测试供电电源为24V的负载，其特征在于，包括：
一供电电源，所述负载串联于所述供电电源的干路上；
一瞬态电压抑制二极管，并联于所述供电电源的两端；
一保险丝，串联于所述供电电源的干路上，所述保险丝一端连接所述供电电源的正极，所述保险丝的另一端连接所述瞬态电压抑制二极管和所述负载。
2.如权利要求1所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述保险丝采用自恢复保险丝。
3.如权利要求2所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述自恢复保险丝最大电压在60V以上。
4.如权利要求1所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述瞬态电压抑制二极管采用双极型瞬态电压抑制二极管。
5.如权利要求4所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述双极型瞬态电压抑制二极管的最大反向工作电压高于33V。
6.如权利要求4所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述双极型瞬态电压抑制二极管的反向击穿电压范围在40V～44.2V之间。
7.如权利要求1所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，还包括：二极管，所述二极管串联于所述保险丝与所述负载之间，所述二极管的正极连接所述保险丝，所述二极管的负极连接所述负载。
8.如权利要求7所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，所述二极管采用整流二极管。
9.如权利要求1所述用于非集中抛负载5A脉冲测试的保护电路，其特征在于，还包括：电容，所述电容并联于所述负载的两端。
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