CN206542180U - 一种浪涌抑制电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种浪涌抑制电源模块，包括供电电源、与供电电源连接的EMI滤波器、与所述EMI滤波器连接的浪涌抑制电路和与浪涌抑制电路连接的信号转换传输单元，以及用于储蓄电能的电容储能电路。本实用新型能够起到浪涌抑制的作用，且浪涌抑制电路工作稳定、可靠，有效抑制尖峰脉冲电压或者浪涌电压，保证输出电压始终维持在设备允许的供电范围内，避免尖峰脉冲电压或者浪涌电压对电路造成损坏。
Description
技术领域
本实用新型属于电池模块电路技术领域，具体涉及一种浪涌抑制电源模块。
背景技术
军用机载、星载、弹载、舰载、车载等电器系统，由于应用场合电磁环境的特殊和高可靠要求，其电子系统在其电源供电系统电压发生瞬变时，必须能够正常可靠的工作，这一瞬变有具体的军标要求，典型的有美军标MIL-STD-1275B，英军标DEF-STAN-61-5，国军标GJB181-86和GJB181A-2003。以28V供电为例，瞬变包括尖峰和浪涌冲击，各标准典型瞬态要求如表一，表一典型瞬态要求
对于28V供电的一般电器系统，在不加任何保护的情况下，很难经受80V～100V的浪涌电压和±600V的脉冲电压冲击，所以设计一种电源模块对过高浪涌电压进行抑制，保证输出电压始终维持在设备允许的供电范围内是很有必要的，现有的浪涌抑制电源模块原理复杂、电子元件较多，尤其对军用机载、星载、弹载、舰载、车载等电器系统中适用性差。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种浪涌抑制电源模块，该浪涌抑制电源模块能够起到浪涌抑制的作用，且浪涌抑制电路工作稳定、可靠，有效抑制尖峰脉冲电压或者浪涌电压，保证输出电压始终维持在设备允许的供电范围内，避免尖峰脉冲电压或者浪涌电压对电路造成损坏。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：包括供电电源、与供电电源连接的EMI滤波器、与所述EMI滤波器连接的浪涌抑制电路和与浪涌抑制电路连接的信号转换传输单元，以及用于储蓄电能的电容储能电路；
所述浪涌抑制电路包括电子开关电路和尖峰脉冲保护电路，以及用于保护电子开关电路和尖峰脉冲保护电路的稳压保护电路；
所述电子开关电路包括PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的源极为浪涌抑制电路的输入端且与EMI滤波器的输出端连接，所述PMOS管Q1的漏极为浪涌抑制电路的输出端且与信号转换传输单元的输入端连接；
所述尖峰脉冲保护电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q2、三极管Q3和电容C2，所述PMOS管Q1的源极分两路，一路经电阻R1与PMOS管Q1的栅极的连接，另一路经电阻R3、电阻R4与三极管Q3的集电极连接，所述电阻R2一端与PMOS管Q1的栅极和电阻R1的连接端相连，所述电阻R2另一端接地，所述三极管Q2的集电极与电阻R1和电阻R2的连接端相连，所述三极管Q2的发射极与电阻R1和电阻R3的连接端相连，所述三极管Q2的基极与电阻R3和电阻R4的连接端相连，所述电阻R5一端与所述PMOS管Q1的漏极连接，所述电阻R5另一端经电阻R6接地，所述三极管Q3的基极与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述三极管Q3的发射极接地，所述电容C2一端与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述电容C2另一端接地；
所述电容储能电路包括电容C，所述电容C一端与所述浪涌抑制电路的输出端与信号转换传输单元的输入端的连接端相连，所述电容C另一端接地。
本实用新型的特点还在于：
所述稳压保护电路包括与所述PMOS管Q1源极和栅极并联的反向稳压二极管ZD1。
所述稳压保护电路还包括与所述三极管Q3集电极和发射极并联的反向二极管ZD2。
还包括电容C1和二极管D1，所述二极管D1的阳极与EMI滤波器的输出端连接，所述二极管D1的阴极与PMOS管Q1的源极连接，所述电容C1的一端与二极管D1与PMOS管Q1的源极连接端相连，所述电容C1的另一端接地。
所述EMI滤波器的输出端与浪涌抑制电路的输入端连接有二极管D。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1.本实用新型结构简单，使用方便，当供电电源电压为正常值时，浪涌抑制电路中电子开关电路中PMOS管Q1饱和导通，则浪涌抑制电路输出端电压值等于输入端电压值，当电源出现尖峰脉冲或者浪涌电压时，PMOS管Q1截止，浪涌抑制电路输出端电压值为零，这样有效保护了电子元件。
2.本实用新型的电容储能电路能够有效保证浪涌抑制电路处于截止状态时，电源模块的正常供电。
3.本实用新型的稳压保护电路能够有效防止PMOS管Q1、三极管Q3被击穿。
综上所述，本实用新型结构简单且操作方便，投入成本少，结构设计合理，便于操作，使用效果好。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型浪涌抑制电路的电路原理图。
图3为本实用新型叠加的±600V脉冲波形图。
图4为本实用新型±600V脉冲电压抑制效果图。
图5为本实用新型叠加的80V/50ms浪涌波形图。
图6为本实用新型80V/50ms浪涌电压抑制效果图。
具体实施方式
如图1所示的一种浪涌抑制电源模块，包括供电电源、与供电电源连接的EMI滤波器、与所述EMI滤波器连接的浪涌抑制电路和与浪涌抑制电路连接的信号转换传输单元，以及用于储蓄电能的电容储能电路。
如图2所示，所述浪涌抑制电路包括电子开关电路和尖峰脉冲保护电路，以及用于保护电子开关电路和尖峰脉冲保护电路的稳压保护电路。
本实施例中，所述电子开关电路包括PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的源极为浪涌抑制电路的输入端且与EMI滤波器的输出端连接，所述PMOS管Q1的漏极为浪涌抑制电路的输出端且与信号转换传输单元的输入端连接。
本实施例中，所述尖峰脉冲保护电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q2、三极管Q3和电容C2，所述PMOS管Q1的源极分两路，一路经电阻R1与PMOS管Q1的栅极的连接，另一路经电阻R3、电阻R4与三极管Q3的集电极连接，所述电阻R2一端与PMOS管Q1的栅极和电阻R1的连接端相连，所述电阻R2另一端接地，所述三极管Q2的集电极与电阻R1和电阻R2的连接端相连，所述三极管Q2的发射极与电阻R1和电阻R3的连接端相连，所述三极管Q2的基极与电阻R3和电阻R4的连接端相连，所述电阻R5一端与所述PMOS管Q1的漏极连接，所述电阻R5另一端经电阻R6接地，所述三极管Q3的基极与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述三极管Q3的发射极接地，所述电容C2一端与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述电容C2另一端接地。
本实施例中，所述稳压保护电路包括与所述PMOS管Q1源极和栅极并联的反向稳压二极管ZD1。
本实施例中，所述稳压保护电路还包括与所述三极管Q3集电极和发射极并联的反向二极管ZD2。
本实施例中，还包括电容C1和二极管D1，所述二极管D1的阳极与EMI滤波器的输出端连接，所述二极管D1的阴极与PMOS管Q1的源极连接，所述电容C1的一端与二极管D1与PMOS管Q1的源极连接端相连，所述电容C1的另一端接地。
本实施例中，所述EMI滤波器的输出端与浪涌抑制电路的输入端连接有二极管D。
本实用新型的工作原理是：
供电电源的输出电压为正常值时，经EMI滤波器流入浪涌抑制电路，由于PMOS管Q1的栅极经电阻R2接地，所以所述PMOS管Q1的源极与PMOS管Q1的栅极之间具有电压差，PMOS管Q1处于饱和导通状态，浪涌抑制电路的输出端Vout电压值等于输入端Vin电压值，即浪涌抑制电源模块的输出电压为正常值，且三极管Q3的基极经电阻R5与PMOS管Q1的漏极连接，三极管Q3也处于导通状态，三极管Q2处于截止状态，该防浪涌保护电路中的电阻R3为取样电阻；当出现尖峰脉冲或浪涌电压时，通过取样电阻R3的电流瞬间增大，即电阻R3两端电压增大，由于三极管Q2的发射极与电阻R3的阳极端连接，三极管Q2的基极与电阻R3的阴极连接，所以当电源出现尖峰脉冲或浪涌电压时，三极管Q2处于导通状态，PMOS管Q1的源极与PMOS管Q1的栅极之间的电压差为零，PMOS管Q1处于截止状态，即浪涌抑制电路处于截止状态，浪涌抑制电路输出端Vout输出电压为零，电容储能电路保证浪涌抑制电源模块的正常输出，这样有效抑制尖峰脉冲或浪涌电压对浪涌抑制电源模块电路的破坏，且保证电压的正常输出。
具体实施时，在供电电源正常供电的28V电源上叠加±600V脉冲发生器，其脉冲波形如图3所示，其工作过程是,浪涌抑制电路中的通过取样电阻R3的电流瞬间增大，即电阻R3两端电压增大，三极管Q2处于导通状态，PMOS管Q1的源极与PMOS管Q1的栅极之间的电压差为零，PMOS管Q1处于截止状态，即浪涌抑制电路处于截止状态，浪涌抑制电路输出端Vout输出电压为零，所以通过浪涌抑制电路将电压可靠的抑制在36V内，经过浪涌抑制电路后的输出波形如图4所示。
具体实施时，在供电电源正常供电的28V电源中用程控电源瞬间产生80V/50ms的浪涌电源，其浪涌电压波形如图5所示，工作原理和±600V脉冲电压工作原理相同，经浪涌抑制电路后的输出波形如图6所示。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：包括供电电源、与供电电源连接的EMI滤波器、与所述EMI滤波器连接的浪涌抑制电路和与浪涌抑制电路连接的信号转换传输单元，以及用于储蓄电能的电容储能电路；
所述浪涌抑制电路包括电子开关电路和尖峰脉冲保护电路，以及用于保护电子开关电路和尖峰脉冲保护电路的稳压保护电路；
所述电子开关电路包括PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的源极为浪涌抑制电路的输入端且与EMI滤波器的输出端连接，所述PMOS管Q1的漏极为浪涌抑制电路的输出端且与信号转换传输单元的输入端连接；
所述尖峰脉冲保护电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、三极管Q2、三极管Q3和电容C2，所述PMOS管Q1的源极分两路，一路经电阻R1与PMOS管Q1的栅极的连接，另一路经电阻R3、电阻R4与三极管Q3的集电极连接，所述电阻R2一端与PMOS管Q1的栅极和电阻R1的连接端相连，所述电阻R2另一端接地，所述三极管Q2的集电极与电阻R1和电阻R2的连接端相连，所述三极管Q2的发射极与电阻R1和电阻R3的连接端相连，所述三极管Q2的基极与电阻R3和电阻R4的连接端相连，所述电阻R5一端与所述PMOS管Q1的漏极连接，所述电阻R5另一端经电阻R6接地，所述三极管Q3的基极与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述三极管Q3的发射极接地，所述电容C2一端与所述电阻R5和电阻R6连接端相连，所述电容C2另一端接地；
所述电容储能电路包括电容C，所述电容C一端与所述浪涌抑制电路的输出端与信号转换传输单元的输入端的连接端相连，所述电容C另一端接地。
2.根据权利要求1所述的一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：所述稳压保护电路包括与所述PMOS管Q1源极和栅极并联的反向稳压二极管ZD1。
3.根据权利要求1所述的一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：所述稳压保护电路还包括与所述三极管Q3集电极和发射极并联的反向二极管ZD2。
4.根据权利要求1所述的一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：还包括电容C1和二极管D1，所述二极管D1的阳极与EMI滤波器的输出端连接，所述二极管D1的阴极与PMOS管Q1的源极连接，所述电容C1的一端与二极管D1与PMOS管Q1的源极连接端相连，所述电容C1的另一端接地。
5.根据权利要求1所述的一种浪涌抑制电源模块，其特征在于：所述EMI滤波器的输出端与浪涌抑制电路的输入端连接有二极管D。
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