CN208094178U - 电涌保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电涌保护电路，涉及电涌防护，针对的启动时的电涌问题，提供了以下技术方案，包括隔离耦合模块、场效应管模块、调幅模块、延时模块，在接收到控制信号时，隔离耦合模块将控制信号转化为高频振荡信号，用于控制场效应管模块给用电电路供电，调幅模块将高频振荡信号调节至使场效应管工作在可变电阻区，此时场效应管的等效阻值很大，在给用电电路供电气动时可以有效抑制电涌，之后延时可以让用电电路完成启动的时间后，延时电路触发调幅模块，继而调幅模块控制隔离耦合模块输出更高幅值的高频振荡信号使场效应管工作在恒流区，从而完成了对用电电路的启动和供电，又能够抑制过大的电涌电流。
Description
技术领域
本实用新型涉及电涌防护，更具体地说，它涉及一种电涌保护电路。
背景技术
图1为输入一整流滤波电路，输入滤波电路工作过程：输入的三相交流电经输入滤波器滤去杂波后经整流电路、开关(继电器)加到输入滤波电容上，当开机信号加到控制电路时，开关合闸，整流电流流过滤波电路输出直流电。当开机信号消失时，开关断开，中止输出直流电。
由于输入滤波电容较大，因此合闸浪涌电流较高，最大合闸电流为:IP=U/RS，其中U为三相整流桥输出最大电压峰值，RS为输入滤波回路内阻，通常RS较小，因此IP很大，大的浪涌电流不仅会引起电源开关接点的熔接，也会使输入保险丝熔断，在浪涌电流出现时所产生的干扰将会给其他相邻的用电设备带来危害。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电涌保护电路，具有抑制电涌产生的优点。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种电涌保护电路，包括
隔离耦合模块，将控制信号转化为高频振荡信号；
场效应管模块，串联在用电电路中，响应于高频振荡信号给用电电路供电；
调幅模块，用于调整隔离耦合模块输出使场效应管工作在可变电阻区的高频振荡信号；
延时模块，延时用电电路启动的预设时长，并在预设时长结束后触发调幅模块输出使场效应管工作在恒流区的高频振荡信号。
采用上述技术方案，在接收到控制信号时，隔离耦合模块将控制信号转化为高频振荡信号，用于控制场效应管模块给用电电路供电，调幅模块将高频振荡信号调节至使场效应管工作在可变电阻区，此时场效应管的等效阻值很大，在给用电电路供电气动时可以有效抑制电涌，之后延时可以让用电电路完成启动的时间后，延时电路触发调幅模块，继而调幅模块控制隔离耦合模块输出更高幅值的高频振荡信号使场效应管工作在恒流区，从而完成了对用电电路的启动和供电，又能够抑制过大的电涌电流。
优选的，所述隔离耦合模块包括
基于控制信号的触发、产生高频振荡信号的振荡电路，
以及将高频振荡信号的幅值调整为可使场效应管模块工作在可变电阻区高频变压器。
采用上述技术方案，首先通过振荡电路产生高频振荡信号，之后通过高频变压器将高频振荡信号的幅值进行调整，以适于对场效应管进行驱动控制。
优选的，所述隔离耦合模块还包括用于调整振荡电路输出的高频振荡信号频率以使用电电路在第一个可变电阻区完成启动的软启动电路。
采用上述技术方案，软启动电路改变高频振荡信号的频率，从而控制可变电阻区持续的时长大于用电电路启动所需要的时长。
优选的，还包括给隔离耦合模块提供稳定工作电压的稳压电路。
采用上述技术方案，稳压电路提供稳定的电压后，可以使振荡信号的输出更加稳定。
优选的，还包括将高频振荡信号整流、滤波、限压以适于开启场效应管模块进行工作的功能电路。
采用上述技术方案，功能电路将高频振荡信号整流、滤波，使得高频振荡信号更加线性和规整，毛刺更好，能够更好的驱动场效应管，另外对高频振荡信号进行限压，进而限定了场效应管的工作电流，进一步抑制电涌。
优选的，所述场效应管模块栅极与漏极间连接有分流的保护电路。
采用上述技术方案，场效应管并联保护电路对场效应管模块进行分流，减小场效应管功率进行保护。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：在启动用电电路时，通过控制场效应管工作在可变电阻区，此时场效应管等效的电阻阻值很大，可以有效的抑制启动时的电涌。
附图说明
图1为本实用新型背景技术中现有技术的示意图；
图2为本实用新型中电涌保护电路的原理框图；
图3为本实用新型中隔离耦合模块的原理框图；
图4为本实用新型中电涌保护电路的电路原理图。
图中：1、隔离耦合模块；11、稳压电路；12、软启动电路；13、振荡电路；14、高频变压器；2、调幅模块；21、延时模块；3、功能电路；4、场效应管模块；41、保护电路。
具体实施方式
打算将下文结合附图阐述的详细说明作为本实用新型各种实施例的说明，而不打算表示本实用新型仅可实践为所述实施例。出于提供对本实用新型全面了解的目的，所述详细说明包含具体细节。然而，所属技术领域中的技术人员应易于了解，本实用新型可不借助这些具体细节而实践。
实施例1
一种电涌保护电路41，参照图2，包括将控制信号转化为高频振荡信号的隔离耦合模块1、串联在用电电路中且响应于高频振荡信号给用电电路供电的场效应管模块4、用于调整高频振荡信号幅值以使场效应管模块4工作在可变电阻区的调幅模块2以及在接收到控制信号后开始计时的延时电路，延时电路在延时结束后触发调幅模块2将高频振荡信号幅值调整至使场效应模块工作在恒流区。
参照图3以及图4，其中隔离耦合模块1包括基于控制信号的触发产生高频振荡信号的振荡电路13，本实施例中采用SG3525芯片，具体还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3以及电容C4，其中SG3525的1管脚串联电容C1后连接于15管脚，SG3525的15管脚连接于电源，SG3525的1管脚同时接地，SG3525的2管脚串联电阻R1后连接于16管脚，SG3525的5管脚串联电容C2后接地，SG3525的6管脚串联电阻R2后接地，SG3525的7管脚串联电阻R3后连接于5管脚，SG3525的8管脚串联电容C3后接地，SG3525的9管脚串联电容C4后接地，SG3525的10管脚与12管脚接地，SG3525的11管脚与管脚13管脚输出高频振荡信号，SG3525的14管脚连接与稳定电源VCC。而电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3构成控制SG3525S输出高频振荡信号频率高低的软启动电路12，将电阻R3换成电位器即可调节高频振荡信号的频率高低。
此外，振荡电路13电性连接有提供稳定电压的稳压电路11，稳压电路11采用LM317，稳压电路11还包括电容C6、电阻R6，具体为LM317的VIN端连接于电源，同时LM317的VIN端串联电容C6后接地，LM317的接地端串联电阻R6后接地，LM317的VOUT端提供稳定电压至SG3525的13管脚。
在振荡电路13与稳压电路11之间电性连接有调节高频振荡信号幅值大小的调幅模块2，调幅模块2包括电容C7、电阻R7、电阻R6以及NPN型的三极管Q2，三极管Q2的基极用于接收控制信号，三极管Q2的集电极串联电阻R7后连接于LM317的VOUT端，三极管Q2的集电极串联电阻R6后接地，三极管Q2的发射极串联电容C7后连接于SG3525的13管脚。而延时模块21包括连接在三极管Q2的集电极与发射极之间的电容C8。
参照图3以及图4 ，隔离耦合模块1还包括将高频振荡信号的幅值调整为可使场效应管模块4工作在可变电阻区高频变压器14，SG3525的11管脚与14管脚连接于高频变压器14的一次侧，高频变压器14的二次侧连接有功能电路3，高频变压器14的二次侧连接有将高频振荡信号整流、滤波、限压的功能电路3，功能电路3具体包括整流桥VD、RC滤波电路以及限压二极管。
此外，场效应管模块4栅极与漏极间连接有分流的保护电路41，具体为在场效应管两端并联分流电阻。
本实施例的工作原理以及过程：
图中SG3525的振荡频率由下式决定：f=1/C2(0.7R2+3R3)，软启动电路12的电容C3是用LM317提供的50mA稳压电源充电的，达到50%输出占空比的时间将是：t=2.5V /50mA*C3。
利用SG3525第10引脚关断端控制高频振荡信号的有无，当第10引脚关断端为低电平时，利用SG3525的软启动端电容C3使高频振荡信号脉冲宽度逐渐展宽，使得通过变压器耦合并经整流滤波后加在场效应管V1的GS端的电压缓慢上升，以使场效应管在可变电阻区工作一段时间。由于场效应管是电压控制型器件，消耗电流极小，高频振荡信号整流滤波后的幅值前后几乎一样，场效应管很快完全导通，浪涌电流很大，在场效应管GS两端并联电阻R5，加大SG3525输出端的负载，浪涌电流有所降低。
由于SG3525的输出端电压可由13引脚决定，因此如果13引脚的电压由低变高，则输出端脉冲电压也会由低变高，这样整流滤波后的电压也会由低变高，场效应管在可变电阻区可工作一段时间以减小浪涌电流。为获得一个由低变高的电压，采用图4中的LM317电路，由于LM317的输出电压Vout=1.25V(1+R6/R7)，为得到一个缓慢上升的Vout，在R6两端并联电容C8，当开机信号为高电平时，R6两端电阻几乎为零，Vout=1.25V。当开机信号为低电平时，电容C8充电,Vout逐渐上升，直至充电完成，此时Vout=1.25V(1+R6/R7)。改变C8的大小即可改变Vout上升的速率，也就改变了场效应管工作在可变电阻区的时间。开机信号为高电平时，电容C8通过V2放电，Vout下降。
在图4中场效应管V1的选择应考虑到导通时能安全承受的最大漏-源极电压和电流。必要时可采取过压保护、抑制尖峰的措施，为增加导通电流可以将场效应管并联工作。场效应管由关断到完全导通的时间主要由C8决定，由完全导通到关断的时间主要由SG3525决定。
实施例2
一种电涌抑制方法，包括
将控制信号转化为高频振荡信号；
给串联在用电电路中的场效应管加载高频振荡信号，使场效应管响应于该高频振荡信号工作在可变电阻区；
之后调节高频振荡信号的幅值，使场效应管工作在恒流区。
具体为基于控制信号的触发，首先产生高频振荡信号，之后根据场效应管的开启电压，将高频振荡信号的输出幅值调整至小于开启电压，使场效应管在高频振荡信号的触发下工作在可变电阻区，在场效应管工作在可变电阻区内这段时间，完成对用电电路的启动。
此外，对高频振荡信号的输出频率进行调整，从而控制可变电阻区持续的时长大于用电电路启动所需要的时长，使场效应管在可变电阻区持续时间内对用电电路完成启动。
在高频振荡信号加载至场效应管前，先对高频振荡信号整流、滤波、限压以适于使场效应管模块开启和工作，将高频振荡信号整流、滤波，使得高频振荡信号更加线性和规整，毛刺更好，能够更好的驱动场效应管，另外对高频振荡信号进行限压，进而限定了场效应管的工作电流，进一步抑制电涌。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种电涌保护电路，其特征是：包括
隔离耦合模块(1)，将控制信号转化为高频振荡信号；
场效应管模块(4)，串联在用电电路中，响应于高频振荡信号给用电电路供电；
调幅模块(2)，用于调整隔离耦合模块(1)输出使场效应管工作在可变电阻区的高频振荡信号；
延时模块(21)，延时用电电路启动的预设时长，并在预设时长结束后触发调幅模块(2)输出使场效应管工作在恒流区的高频振荡信号。
2.根据权利要求1所述的电涌保护电路，其特征是：所述隔离耦合模块(1)包括
基于控制信号的触发、产生高频振荡信号的振荡电路(13)，
以及将高频振荡信号的幅值调整为可使场效应管模块(4)工作在可变电阻区高频变压器(14)。
3.根据权利要求2所述的电涌保护电路，其特征是：所述隔离耦合模块(1)还包括用于调整振荡电路(13)输出的高频振荡信号频率以使用电电路在第一个可变电阻区完成启动的软启动电路(12)。
4.根据权利要求1所述的电涌保护电路，其特征是：还包括给隔离耦合模块(1)提供稳定工作电压的稳压电路(11)。
5.根据权利要求1至4任一所述的电涌保护电路，其特征是：还包括将高频振荡信号整流、滤波、限压以适于开启场效应管模块(4)进行工作的功能电路(3)。
6.根据权利要求1至4任一所述的电涌保护电路，其特征是：所述场效应管模块(4)栅极与漏极间连接有分流的保护电路(41)。
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|---|---|---|---|---|
| CN108258670A (zh) * | 2018-02-23 | 2018-07-06 | 广东天文防雷工程有限公司 | 电涌保护电路及电涌抑制方法 |
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