CN204424894U - 一种dc电源输入保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种DC电源输入保护电路，包括防反接电路单元和防浪涌电路单元，并将这两个单元电路均加在输入地上，所述防反接电路中Q1的漏极D与输入地连接，源极S通过偏置电阻R2与栅极G连接，栅极G通过偏置电阻R4与输入DC信号的正极连接，稳压二极管D1反相连接在MOSFET管Q1的漏极D和源极S之间；防浪涌电路中Q2的漏极D通过防浪涌电阻R5与输入地回路直接相连，源极S与输入地回路的另一端连接，栅极G通过偏置电阻R1与输入DC信号的正极连接，在栅极G与源极S之间连接有偏置电阻R3、电容C1和C2，且偏置电阻R1和R3以及电容C1和C2构成一延时偏置电路。本实用新型具有电路结构简单、对后级电路几乎无影响、稳定性好等优点。

Description

一种DC电源输入保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种DC输入电源的保护电路，具体地说是一种DC电源输入端的防反接和防浪涌保护电路。

背景技术

目前，DC电源的输入端都会涉及输入端防反接的问题，由于输入端存在滤波电容，因此也存在由此带来的输入浪涌问题，会造成输入级供电系统无法满负荷工作，同时由于电路输入端的熔断保护装置在设计时由于考虑了浪涌电流，导致其不能按照正常通过电流进行设计，进而使得其熔断点过高，不仅导致安全上的隐患，同时也增加了成本。鉴于现有DC电源存在上述技术问题，因此，迫切的需要一种简单、可靠且成本低的输入端保护电路解决上述技术问题。

发明内容

本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种DC电源输入保护电路，包括能够防止输入端接错的防反接保护以及防止输入端出现浪涌电流的防浪涌保护电路，能够避免用户在使用过程中因差错而损坏电源电路，同时由于提供了防浪涌保护电路，能够让用户在DC电源的正常工作电流范围内配置输入熔断保护装置，避免出现误动作，同时也避免由于熔断保护设置过高所带来的安全风险。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种DC电源输入保护电路，包括防反接电路单元和防浪涌电路单元，并将这两个单元电路均加在输入DC信号的负极（输入地）上，所述防反接电路单元包括MOSFET管Q1、偏置电阻R2和R4以及外接正向导通二极管D1，MOSFET管Q1的漏极D与输入地直接相连，源极S通过偏置电阻R2与栅极G相连接，栅极G通过偏置电阻R4与输入DC信号的正极相连接，二极管D1连接在MOSFET管Q1的漏极D和源极S之间；所述防浪涌电路单元包括MOSFET管Q2、偏置电阻R1和R3、防浪涌电阻R5以及电容C1和C2，MOSFET管Q2的漏极D通过防浪涌电阻R5与输入地回路直接相连接，源极S与输入地回路的另一端相连接，栅极G通过偏置电阻R1与输入DC信号的正极相连接，在栅极G与源极S之间连接有偏置电阻R3、电容C1和C2，且偏置电阻R1和R3以及电容C1和C2构成一延时偏置电路，并在所述防浪涌电路单元的后端增加由电流互感器L1、扼流电感L2和吸收电容C3组成的EMC电磁兼容电路，防止从后级电路的电磁干扰劣化输入端电源特性，进而干扰连接在输入端电源的其它用电设备。

作为本实用新型的一种改进，所述MOSFET管Q1和Q2均采用低正向导通电阻的N沟道MOSFET。保证MOSFET导通的时候，不会带来较大的损耗，将能量的损耗控制在设计要求范围内。

作为本实用新型的一种改进，所述正向导通二极管通常采用肖特基二极管。肖特基二极管的正向偏置电压较低，损失的压降小。

相对于现有技术，本实用新型具有电路结构简单、体积小、制作成本低、对后级电路几乎无影响、稳定性好、寿命长等优点，电路中采用N沟道MOSFET管进行防反接保护，通过利用MOSFET管的开关特性控制电路的导通和断开，能够有效防止DC电源反接给负载带来的损坏，且不存在压降和功耗过大的问题；电路中采用低导通电阻的N沟道MOSFET管进行防浪涌保护，并根据电容C3的不同电容值，调节防浪涌电阻R5的值，实现对DC电源输入电路中浪涌电流的控制，具有广泛的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图。

图2为本实用新型一实施例的电路原理图。

图3为图2中MOSFET管的等效结构图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1至3所示，一种DC电源输入保护电路，包括防反接电路单元和防浪涌电路单元，DC电源的输入DC信号经过防反接电路单元，再进入防浪涌电路单元，才能进入后级电路。具体是：

防反接电路单元部分：输入DC信号经电阻R4与R2组成的偏置电阻电路，给低正向导通电阻的N沟道MOSFET管Q1的栅极G一个合适的偏置电压，以保证Q1的正常导通，正向导通二极管D1与Q1并联，用于在Q1未导通的情况下防止未预料的大电流流过Q1的体二极管，造成意外损伤。电路中Q1的漏极D连接输入DC信号的负极（即通常所述的输入地），其源极S连接后级的输入地回路，并通过偏置电阻电路为Q1和Q2提供正常的导通电压，保证电路正常工作；当DC电源输入极性连接正确的情况下，Q1上并联的二极管D1更好的实现偏置电压的正常建立而处于正向偏置状态， 而当DC电源输入极性连接错误的情况下，Q1的体二极管同样处于反向偏置状态，阻止错误极性的DC信号进入后级电路，导致后级电路故障。

防浪涌电路单元部分：电路中的低导通电阻的N沟道MOSFET管Q2的漏极D与输入地回路直接相连接，源极S与输入地回路的另一端连接。电阻R1和R3构成一个给Q2提供偏置电压的电路，为Q2提供合适的偏置电压，保证Q2的正常导通，电容C1、C2和电阻R1、R3一起构成延时偏置电压电路，使得Q2的导通有一个设定的延时时间。通过选择不同的电容C1、C2和电阻R1、R3值，获得不同的导通延时时间。在该延时时间内，Q2不导通，Q2的体二极管D2处于反向偏置状态，给电容C3的充电电流只能通过电阻R5进行充电，因此这样就能够通过调整R5的阻值，控制C3的充电电流，而这个充电电流也就是浪涌电流的根源，简单的说，浪涌电流和C3的充电电流等值。因而就可以根据C3的不同电容值，通过调节R5的值实现对电路中浪涌电流的控制。

优选地，电路中的正向导通二极管D1采用肖特基二极管，电阻以及电容均采用贴片元件。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (3)

1.一种DC电源输入保护电路，其特征在于：包括防反接电路单元和防浪涌电路单元，并将这两个单元电路均加在输入地上，所述防反接电路单元包括MOSFET管Q1、偏置电阻R2和R4以及外接稳压二极管D1，MOSFET管Q1的漏极D与输入地直接相连，源极S通过偏置电阻R2与栅极G相连接，栅极G通过偏置电阻R4与输入DC信号的正极相连接，正向导通二极管D1连接在MOSFET管Q1的漏极D和源极S之间；所述防浪涌电路单元包括MOSFET管Q2、偏置电阻R1和R3、防浪涌电阻R5以及电容C1和C2，MOSFET管Q2的漏极D通过防浪涌电阻R5与输入地回路直接连接，源极S与输入地回路的另一端相连接，栅极G通过偏置电阻R1与输入DC信号的正极相连接，在栅极G与源极S之间连接有偏置电阻R3、电容C1和C2，且偏置电阻R1和R3以及电容C1和C2构成一延时偏置电路，并在所述防浪涌电路单元的后端增加由电流互感器L1、扼流电感L2和吸收电容C3组成的EMC电磁兼容电路。

2.如权利要求1所述的一种DC电源输入保护电路，其特征在于，所述MOSFET管Q1和Q2均采用低正向导通电阻的N沟道MOSFET。

3.如权利要求1所述的一种DC电源输入保护电路，其特征在于，所述正向导通二极管D1通常采用肖特基二极管。