CN204928112U - 一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统 - Google Patents

一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统 Download PDF

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陈志杰
赖建洲
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Shenzhen Zhenbang Technology Co ltd
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Abstract

本实用新型适用于直流电源系统领域，提供了一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统，其中电路连接在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间，包括电子开关模块、与所述电子开关模块并联的浪涌抑制模块以及在所述电子开关模块断开瞬间给所述直流输出端供电的电容E1，所述电子开关模块的输入端与所述浪涌抑制模块的输入端共接于所述直流输入端，所述电子开关模块的输出端与所述浪涌抑制模块的输出端共接于所述直流输出端，所述电容E1一端接所述直流输出端、另一端接地。本实用新型通过在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间设置包含电子开关模块、浪涌抑制模块和电容E1的直流电涌抑制电路，可有效延长直流浪涌的抗击时间，延长电路的使用寿命。

Description

一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统
技术领域
本实用新型属于直流电源系统领域，尤其涉及一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统。
背景技术
直流电源系统在电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下会产生的远大于稳态电流/电压的峰值电流/电压或过载电流/电压。目前，通常利用大功率的TVS(TRANSIENTVOLTAGESUPPRESSOR，瞬变电压抑制二极管)管来抑制直流电源系统中产生的直流浪涌。然而，TVS管成本较高，并且抑制直流浪涌的时间较短，效果不理想，容易造成电路损坏，可靠性差，寿命短。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统，旨在解决利用大功率的TVS管来抑制直流电源系统中产生的直流浪涌，成本较高，并且抑制直流浪涌的时间较短，效果不理想，容易造成电路损坏，可靠性差，寿命短的问题。
本实用新型实施例是这样实现的，一种直流浪涌抑制电路，连接在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间，包括电子开关模块、与所述电子开关模块并联的浪涌抑制模块以及在所述电子开关模块断开瞬间给所述直流输出端供电的电容E1，所述电子开关模块的输入端与所述浪涌抑制模块的输入端共接于所述直流输入端，所述电子开关模块的输出端与所述浪涌抑制模块的输出端共接于所述直流输出端，所述电容E1一端接所述直流输出端、另一端接地。
优选的，所述电子开关模块包括PMOS管Q1和三极管T1，三极管T1的基极经分压电阻R1与所述PMOS管Q1的源极共接构成所述电子开关模块的输入端、集电极经分压电阻R2接所述PMOS管Q1的栅极、发射极接地，所述PMOS管Q1的漏极为所述电子开关模块的输出端。
优选的，所述浪涌抑制模块包括三极管T2和稳压管ZD2，所述三极管T2的集电极为所述浪涌抑制模块的输入端、发射极接地、基极经分压电阻R3接所述稳压管ZD2的正极，所述稳压管ZD2的正极还经电阻R4接地，所述稳压管ZD2的负极为所述浪涌抑制模块的输出端。
优选的，所述稳压管ZD2的标称稳压值为VZD2，VZD2＝Vout*(1+X％)，其中，Vout为所述直流输出端的正常电压值，X≥0。
优选的，所述X＝20。
优选的，所述电子开关模块还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的稳压器。
优选的，所述稳压器为稳压管ZD1，所述稳压管ZD1的正极接所述PMOS管Q1的栅极、负极接所述PMOS管Q1的源极。
优选的，所述电子开关模块还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的限流电阻R5。
本实用新型实施例还提供一种直流电源供电系统，包括连接在所述直流电源供电系统的直流电源回路中的如前所述的直流浪涌抑制电路。
本实用新型提供的直流浪涌抑制电路及直流电源供电系统，其有益效果在于：通过在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间设置包含电子开关模块、浪涌抑制模块和电容E1的直流电涌抑制电路，可有效延长直流浪涌的抗击时间，延长电路的使用寿命；通过在PMOS管上并联稳压器，可增加PMOS管的耐压性，使其工作电压更稳定，延长其寿命；通过稳压管和三极管组成的浪涌抑制模块结合电子开关模块来抑制浪涌，可实现对电路中不断产生的直流浪涌进行循环抑制，浪涌抗击时间长；可通过调整稳压管的稳压值VZD2，使用户可以根据需要选择直流浪涌高于直流输出端的正常电压值任意值时开始抑制直流浪涌，本实用新型实施例提供的直流浪涌抑制电路还具有结构简单、性能稳定、成本低廉的特点，适于广泛推广。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的直流浪涌抑制电路的基本结构示意图；
图2是本实用新型的优选实施例提供的直流浪涌抑制电路的电路原理图。
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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型实施例提供的直流浪涌抑制电路的基本结构示意图。
如图1所示，本实用新型实施例提供的直流浪涌抑制电路100，连接在直流电源回路的直流输入端201和直流输出端202之间，直流浪涌抑制电路100包括电子开关模块10、与电子开关模块10并联的浪涌抑制模块20以及在电子开关模块10断开瞬间给直流输出端202供电的电容E1，电子开关模块10的输入端与浪涌抑制模块20的输入端共接于直流输入端201，电子开关模块10的输出端与浪涌抑制模块20的输出端共接于直流输出端202，电容E1一端接直流输出端202、另一端接地。
在直流浪涌抑制电路100开始发挥浪涌抑制作用的过程中，电子开关模块10断开的瞬间导致直流输出端202失电时，电容E1放电持续给直流输出端202供电，直到电子开关模块10重新闭合，此时电能经直流输入端和电子开关模块传递到直流输出端202，同时也给电容E1充电，为直流输出端202下次失电时储存电能。在实际应用中，可以根据直流输出端202实际需要的电能大下，选择具有合适电容量的电容E1。
通过在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间设置包含电子开关模块、浪涌抑制模块和电容E1的直流电涌抑制电路，可有效延长直流浪涌的抗击时间，延长电路的使用寿命。
图2是本实用新型的优选实施例提供的直流浪涌抑制电路的电路原理图。
如图2所示，在本优选实施例提供的直流浪涌抑制电路100中，电子开关模块10包括PMOS管Q1和三极管T1，三极管T1的基极经分压电阻R1与PMOS管Q1的源极共接构成所述电子开关模块的输入端、集电极经分压电阻R2接PMOS管Q1的栅极、发射极接地，PMOS管Q1的漏极为电子开关模块10的输出端；
电子开关模块10还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的稳压器；稳压器为稳压管ZD1，所述稳压管ZD1的正极接所述PMOS管Q1的栅极、负极接PMOS管Q1的源极；电子开关模块还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的限流电阻R5；
浪涌抑制模块20包括三极管T2和稳压管ZD2，三极管T2的集电极为浪涌抑制模块20的输入端、发射极接地、基极经分压电阻R3接稳压管ZD2的正极，稳压管ZD2的正极还经电阻R4接地，稳压管ZD2的负极为浪涌抑制模块20的输出端。
在具体应用中，三极管T1和三极管T2均选用S8050型三极管，分压电阻R1的阻值为47KΩ，分压电阻R2的阻值为20KΩ，分压电阻R3的阻值为10KΩ，电阻R4的阻值为10KΩ，限流电阻R5的阻值为100KΩ。
在具体应用中，PMOS管Q1的栅源极一般耐压20V，因此，稳压管ZD1的稳压值应在20V左右，本实施例中，稳压管ZD1的稳压值为15V。
通过在PMOS管上并联稳压器，可增加PMOS管的耐压性，使其工作电压更稳定，延长其寿命；通过稳压管和三极管组成的浪涌抑制模块结合电子开关模块来抑制浪涌，可实现对电路中不断产生的直流浪涌进行循环抑制，浪涌抗击时间长。
本实用新型的优选实施例提供的直流浪涌抑制电路的浪涌抑制原理为：
当直流输入端201输入的电压值正常时，直流输入端201经分压电阻R1给三极管T1的基极供电，使三极管T1导通工作，三极管T1的集电极经分压电阻R2对PMOS管Q1的栅极进行分压，此时，直流输入端201的电压等于PMOS管Q1的源极电压，因此PMOS管Q1的栅极相对于其源极处于低电平状态，PMOS管Q1导通工作，使直流输出端202输出正常电压，正常工作；
当浪涌电压高于直流输出端202的正常电压值X％时，浪涌抑制模块20开始发挥作用，抑制电路中的直流浪涌，此时电流输出端202的电压大于等于Vout*(1+X％)+0.7V，三极管T2导通，将三极管T1的基极电平拉低，使三极管T1截止，从而导致PMOS管Q1关闭，直流输出端202停止输出，此时电容E1放电，给直流输出端202供电，三极管T2的基极电压降低至0.7V，三极管T2截止，直流输入端201重新经分压电阻R1给三极管T1的基极供电，使三极管T1导通，再使PMOS管Q1导通工作，使直流输出端202输出正常电压，如此循环往复；其中，Vout为所述直流输出端的正常电压值，X≥0。
在具体应用中，要使当浪涌电压高于直流输出端202的正常电压值X％时，浪涌抑制模块20开始发挥浪涌抑制作用，应取稳压管ZD2的稳压值VZD2＝Vout*(1+X％)。
在具体应用中，可根据需要选择合适的稳压管的稳压值VZD2，使用户可以根据需要选择直流浪涌高于直流输出端的正常电压值任意值时开始抑制直流浪涌。
在具体应用中，可将直流浪涌抑制电路20设计为当浪涌电压高于直流输出端202的正常电压值20％时，开始发挥浪涌抑制作用，此时X＝20。
本发明实施例还提供一种直流电源供电系统，包括连接在直流电源供电系统的直流电源回路中的如前所述的直流浪涌抑制电路100。
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 (9)

1.一种直流浪涌抑制电路，连接在直流电源回路的直流输入端和直流输出端之间，其特征在于，包括电子开关模块、与所述电子开关模块并联的浪涌抑制模块以及在所述电子开关模块断开瞬间给所述直流输出端供电的电容E1，所述电子开关模块的输入端与所述浪涌抑制模块的输入端共接于所述直流输入端，所述电子开关模块的输出端与所述浪涌抑制模块的输出端共接于所述直流输出端，所述电容E1一端接所述直流输出端、另一端接地。
2.如权利要求1所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述电子开关模块包括PMOS管Q1和三极管T1，三极管T1的基极经分压电阻R1与所述PMOS管Q1的源极共接构成所述电子开关模块的输入端、集电极经分压电阻R2接所述PMOS管Q1的栅极、发射极接地，所述PMOS管Q1的漏极为所述电子开关模块的输出端。
3.如权利要求2所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述浪涌抑制模块包括三极管T2和稳压管ZD2，所述三极管T2的集电极为所述浪涌抑制模块的输入端、发射极接地、基极经分压电阻R3接所述稳压管ZD2的正极，所述稳压管ZD2的正极还经电阻R4接地，所述稳压管ZD2的负极为所述浪涌抑制模块的输出端。
4.如权利要求3所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述稳压管ZD2的标称稳压值为VZD2，VZD2＝Vout*(1+X％)，其中，Vout为所述直流输出端的正常电压值，X≥0。
5.如权利要求4所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述X＝20。
6.如权利要求2所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述电子开关模块还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的稳压器。
7.如权利要求6所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述稳压器为稳压管ZD1，所述稳压管ZD1的正极接所述PMOS管Q1的栅极、负极接所述PMOS管Q1的源极。
8.如权利要求6所述的直流浪涌抑制电路，其特征在于，所述电子开关模块还包括连接在所述PMOS管Q1的源极和栅极之间的限流电阻R5。
9.一种直流电源供电系统，其特征在于，包括连接在所述直流电源供电系统的直流电源回路中的如权利要求1～8任一项所述的直流浪涌抑制电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110632506A (zh) * 2019-08-30 2019-12-31 幸宗国 一种直流功率继电器瞬时大电流测试断电流装置
CN112909907A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 索尔思光电（成都）有限公司 一种抑制浪涌电流的缓冲电路及其使用方法

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