CN204271638U - 一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路，连接在直流输入端，包括单向导通元件、第一电阻、第一开关管、第二开关管、分压单元、延迟单元、第一隔离电阻和第二隔离电阻。第一开关管的第一端连接至直流输入负端，第一开关管的第二端连接至分压单元的低电位端；单向导通元件的一端连接至直流输入负端，第一电阻的一端与单向导通元件的另一端连接，第一电阻的另一端用于连接外部的功率变换单元；第二开关管的第一端连接至分压单元的低电位端，第二开关管的第二端连接至第一电阻的另一端。本实用新型中，开关管的导通阻抗远小于继电器的导通阻抗，因此，该电路的功率损耗更小。

Description

一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路

技术领域

本实用新型属于直流输入电子设备领域，更具体地，涉及一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路。

背景技术

如图1所示为普通直流输入电路。由于电容C1存在，在接入直流输入的瞬间，会有很大的浪涌冲击电流，如果其直流输入为开关电源的直流输出，则有可能导致其短路关机保护。同时该电路没有防反接功能，如果“DC+”、“DC-”接反，会直接损坏电容C1，甚至DC/DC电源中的其他器件。

图1所示的电路由于存在上述问题，在实际中很少采用。图2所示电路针对图1存在的问题，在输入正端串入一个二极管V1，和一个电阻R1，前者解决防反接的问题，后者解决开机浪涌冲击电流的问题。但该电路存在新的问题，即在元件V1和R1上存在一定功耗。尤其在直流输入为低压、电源为大功率的情况下，功耗问题变得不可接受。

图3所示电路为图2所示电路的另外一种改进。它通过在二极管V1和电阻R1上并接延迟导通的继电器K1，基本克服了图2电路的缺点，但也带来了电路复杂、成本增加等缺点。

目前市场上直流输入DC/DC电源中，小功率场合多用图2所示电路，大功率场合多用图3所示电路。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种直流输入防反接和开机防浪涌冲击的电路，具有损耗更小，电路简单，体积小，成本低的优势。

本实用新型提供了一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路，连接在直流输入端，包括单向导通元件、第一电阻R1、第一开关管、第二开关管、分压单元、延迟单元、第一隔离电阻R4和第二隔离电阻R5；所述分压单元的输入端连接至直流输入正端，所述分压单元的输出端通过第二隔离电阻R5连接至第一开关管的控制端，所述分压单元的输出端还通过第一隔离电阻R4连接至第二开关管的控制端；所述延迟单元的一端与所述分压单元的输出端连接，所述延迟单元的另一端与所述分压单元的低电位端连接；所述第一开关管的第一端连接至直流输入负端，所述第一开关管的第二端连接至所述分压单元的低电位端；所述第一开关管的控制端控制所述第一开关管的第一端和所述第一开关管的第二端之间的导通；所述单向导通元件的一端连接至直流输入负端，所述第一电阻R1的一端与单向导通元件的另一端连接，所述第一电阻R1的另一端用于连接外部的功率变换单元；所述第二开关管的第一端连接至所述分压单元的低电位端，所述第二开关管的第二端连接至所述第一电阻R1的另一端；所述第二开关管的控制端控制所述第二开关管的第一端和所述第二开关管的第二端之间的导通。

更进一步地，所述分压单元包括串联连接的第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，所述第一分压电阻R2的非串联端作为所述分压单元的输入端，所述第一分压电阻R2和所述第二分压电阻R3的串联连接端作为所述分压单元的输出端，所述第二分压电阻R3的非串联端作为所述分压单元的低电位端。

更进一步地，所述单向导通元件为二极管V1，所述二极管V1的阴极作为所述单向导通元件的一端，所述二极管V1的阳极作为所述单向导通元件的另一端。

更进一步地，所述第一电阻R1为负温度系数热敏电阻RT1。

更进一步地，所述延迟单元包括电容C2。

更进一步地，所述第一开关管为第一MOS管V2，所述第一MOS管V2的栅极作为所述第一开关管的控制端，源极作为所述第一开关管的第二端，漏极作为所述第一开关管的第一端。

更进一步地，所述第二开关管为第二MOS管V3，所述第二MOS管V3的栅极作为所述第二开关管的控制端，源极作为所述第二开关管的第一端，漏极作为所述第二开关管的第二端。

本实用新型可以防止直流输入反接和防开机浪涌冲击，采用MOS管，MOS管的导通阻抗远小于继电器的导通阻抗，使得电路的功率损耗更小；MOS管驱动简单，MOS管体积更小，由于低压的MOS管价格已很便宜，相对使用继电器而言，成本上具有一定优势。

附图说明

图1是现有技术1提供的直流输入电路的电路图；

图2是现有技术1提供的直流输入电路的电路图；

图3是现有技术1提供的直流输入电路的电路图；

图4是本实用新型提供的一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路的电路图；

图5是本实用新型提供的另一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型提供的直流输入防反接和开机防浪涌冲击的电路可以适用于直流输入DC/DC电源或其他直流输入应用场合，用于防止直流输入反接和防开机浪涌冲击。

如图4所示，本实用新型提供的直流输入防反接和开机防浪涌的电路连接在直流输入端，包括单向导通元件、第一电阻R1、第一开关管、第二开关管、分压单元、延迟单元、第一隔离电阻R4和第二隔离电阻R5；分压单元的输入端连接至直流输入正端，分压单元的输出端通过第二隔离电阻R5连接至第一开关管的控制端，分压单元的输出端还通过第一隔离电阻R4连接至第二开关管的控制端；延迟单元的一端与所述分压单元的输出端连接，延迟单元的另一端与分压单元的低电位端连接；第一开关管的第一端连接至直流输入负端，所述第一开关管的第二端连接至所述分压单元的低电位端；所述第一开关管的控制端控制第一开关管的第一端和第一开关管的第二端之间的导通；单向导通元件的一端连接至直流输入负端，第一电阻R1的一端与单向导通元件的另一端连接，第一电阻R1的另一端用于连接外部的功率变换单元；第二开关管的第一端连接至分压单元的低电位端，第二开关管的第二端连接至第一电阻R1的另一端；第二开关管的控制端控制第二开关管的第一端和所述第二开关管的第二端之间的导通。

在本实用新型中，分压单元包括串联连接的第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第一分压电阻R2的非串联端作为分压单元的输入端，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的串联连接端作为分压单元的输出端，第二分压电阻R3的非串联端作为所述分压单元的低电位端。

在本实用新型中，单向导通元件可以为二极管V1，二极管V1的阴极作为单向导通元件的一端，二极管V1的阳极作为单向导通元件的另一端。

在本实用新型中，延迟单元可以采用电容C2，也可以采用其它结构的电路实现。

在本实用新型中，第一开关管和第二开关管均可以为MOS管，由于MOS管的导通阻抗远小于继电器的导通阻抗，使得功率损耗更小；且MOS管的驱动简单，MOS管的体积更小，由于低压的MOS管价格便宜，成本上具有一定优势。

其中，当第一开关管为第一MOS管V2时，第一MOS管V2的栅极作为第一开关管的控制端，源极作为第一开关管的第二端，漏极作为所述第一开关管的第一端。当第二开关管为第二MOS管V3时，第二MOS管V3的栅极作为第二开关管的控制端，源极作为第二开关管的第一端，漏极作为第二开关管的第二端。

如果不考虑成本优势，从实现的功能角度来说，第一开关管和第二开关管还可以为IGBT等具有开关功能的器件。

在本实用新型中，第一电阻R1可以为负温度系数热敏电阻RT1。当第一MOS管V2和第二MOS管V3组成电路损坏时，因为RT1为负温度系数热敏电阻，电流越大，阻值越小，相对于普通电阻R1电路，仍能在相对较低的损耗下工作。

为了更进一步的说明本实用新型，现结合图4和图5详述如下：

二极管V1和热敏电阻RT1放在直流输入负端，在其两端并接两个串联的“背对背”的MOS管V2、V3。V2和V3的栅极电压由电阻R2和R3分压得到，R3、R4为两个MOS管栅极驱动隔离电阻，C2起MOS管延迟导通作用。

电路工作原理如下：二极管V1和MOS管V2中体二极管的方向决定了万一输入正负极接反，则电路无法工作，同时也不会造成电源的损坏。在正负极正确接入时，由于接入瞬间，MOS管V2和V3的栅极上还没有电压，此时MOS管V2和V3并不导通，电流是流过二极管V1和热敏电阻RT1的，从而起到了防浪涌的作用。根据输入电压值、输入电容C1的容值和热敏电阻RT1的阻值，我们可以估算出电容C1充满电时间。选择合适的电阻R2、R3及电容C2，我们可以在电容C1充满电后，使MOS管V2、V3导通，由于MOS管导通阻抗远小于V1和RT1的导通阻抗，MOS管V2、V3导通时，相当于二极管V1和热敏电阻RT1被短接。当MOS管V2、V3组成电路损坏时，因为RT1为负温度系数热敏电阻，电流越大，阻值越小，相对于普通电阻R1电路仍能在相对较低的损耗下工作。

相对于图3所示电路，本实用新型提供的电路具有以下优点：

(1)MOS管的导通阻抗远小于继电器的导通阻抗，因此，该电路的功率损耗更小。

(2)该电路MOS管驱动简单，而使用继电器则需要单独电源，电路复杂。

(3)相对而言，由于MOS管体积更小，使得该电路相对于图3所示电路具有体积优势。

(4)在目前主流的48V和24V直流输入DC/DC应用中，由于低压的MOS管价格已很便宜，相对使用继电器而言，成本上具有一定优势。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种直流输入防反接和开机防浪涌的电路，连接在直流输入端，其特征在于，包括单向导通元件、第一电阻R1、第一开关管、第二开关管、分压单元、延迟单元、第一隔离电阻R4和第二隔离电阻R5；

所述分压单元的输入端连接至直流输入正端，所述分压单元的输出端通过第二隔离电阻R5连接至第一开关管的控制端，所述分压单元的输出端还通过第一隔离电阻R4连接至第二开关管的控制端；

所述延迟单元的一端与所述分压单元的输出端连接，所述延迟单元的另一端与所述分压单元的低电位端连接；

所述第一开关管的第一端连接至直流输入负端，所述第一开关管的第二端连接至所述分压单元的低电位端；所述第一开关管的控制端控制所述第一开关管的第一端和所述第一开关管的第二端之间的导通；

所述单向导通元件的一端连接至直流输入负端，所述第一电阻R1的一端与单向导通元件的另一端连接，所述第一电阻R1的另一端用于连接外部的功率变换单元；

所述第二开关管的第一端连接至所述分压单元的低电位端，所述第二开关管的第二端连接至所述第一电阻R1的另一端；所述第二开关管的控制端控制所述第二开关管的第一端和所述第二开关管的第二端之间的导通。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述分压单元包括串联连接的第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，所述第一分压电阻R2的非串联端作为所述分压单元的输入端，所述第一分压电阻R2和所述第二分压电阻R3的串联连接端作为所述分压单元的输出端，所述第二分压电阻R3的非串联端作为所述分压单元的低电位端。

3.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述单向导通元件为二极管V1，所述二极管V1的阴极作为所述单向导通元件的一端，所述二极管V1的阳极作为所述单向导通元件的另一端。

4.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一电阻R1为负温度系数热敏电阻RT1。

5.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述延迟单元包括电容C2。

6.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一开关管为第一MOS管V2，所述第一MOS管V2的栅极作为所述第一开关管的控制端，源极作为所述第一开关管的第二端，漏极作为所述第一开关管的第一端。

7.如权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第二开关管为第二MOS管V3，所述第二MOS管V3的栅极作为所述第二开关管的控制端，源极作为所述第二开关管的第一端，漏极作为所述第二开关管的第二端。