CN210490465U - 一种浪涌抑制电路 - Google Patents

Abstract

一种浪涌抑制电路，包括：电压输入端、MOS管、第一电阻、三极管、第二电阻、稳压管、第三电阻和电压输出端，其中MOS管为P沟道型，三极管为PNP型。MOS管的S极、第一电阻的一端、三极管的E极并联于电压输入端，MOS管的D极连接电压输出端；第一电阻的另一端与三极管的C极并联于MOS管的G极；三极管的B极连接第二电阻的一端；第二电阻的另一端连接稳压管的负极；稳压管的正极接地；第三电阻的一端连接MOS管的D极，另一端接地。利用稳压管和三极管特性，结合MOS管，本电路构成门坎阀值选择电路，可以设定浪涌电压抑制阀值。当输入电压高于阀值时，稳压管导通、三极管导通，MOS管断开，电压不能输出，从而截止过高电压输入负载。

Description

一种浪涌抑制电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，特别涉及应用于车辆的一种浪涌抑制电路。

背景技术

浪涌是电路中出现的瞬间过电，是一种短暂的电流、电压波动，其先快速上升再缓慢下降。浪涌电压对电路的危害主要是由于产生的过电压超过了电器元件的额定电压，从而导致电器元件损害，PN结被击穿，控制电路控制失灵，严重的会造成线路短路导致火灾，因此，各种电路中都设有浪涌保护措施。

例如：道路类的汽车、非道路类的工程车和农用车等车辆上有许多负载，这些负载连接在车辆总线上实现不同的功能。车辆工作时，负载经常处于开通和关断交替的工作状态，或者误操作或者其他因素引起浪涌产生过电压，耐压越弱的负载越容易受到损害。车辆系统复杂，可能无法预先知道某个负载是否是车辆系统中耐压较弱的，特别是核心负载若不予以保护，后果很严重。因此，在车辆中增加浪涌抑制电路来保护负载是必须的。

增加浪涌抑制器是防护手段之一，但成本高。或者采用瞬变电压抑制二极管(TVS管)限压对电路中的浪涌电压进行抑制，但浪涌过大时TVS管容易被击穿造成短路，后果更严重。

发明内容

本发明提供一种浪涌抑制电路，其成本低，可靠性好，而且可以精确的抑制浪涌电压值，适用于车辆。具体的：

一种浪涌抑制电路，包括：电压输入端、MOS管、第一电阻、三极管、第二电阻、稳压管、第三电阻和电压输出端，其中，所述MOS管为P沟道型，所述三极管为PNP型；

所述MOS管的S极、第一电阻的一端、三极管的E极并联于所述电压输入端，MOS管的D极连接所述电压输出端；

所述第一电阻的另一端与所述三极管的C极并联于所述MOS管的G极；

所述三极管的B极连接第二电阻的一端；

所述第二电阻的另一端连接稳压管的负极；

所述稳压管的正极接地；

所述第三电阻的一端连接所述MOS管的D极，另一端接地。

浪涌抑制器的成本为七元左右，而本电路只需要几毛钱，具有成本优势。利用稳压管和三极管特性，结合MOS管，本电路构成门坎阀值选择电路，可以设定浪涌电压抑制阀值。当输入电压低于阀值时，稳压管断开、三极管断开， MOS管导通，电压输出；当输入电压高于阀值时，稳压管导通、三极管导通，MOS 管断开，电压不能输出，从而截止过高电压输入负载。

附图说明

图1，浪涌电压变化波形图；

图2，现有的一种浪涌抑制电路；

其中图2-1，TVS管式保护电路，图2-2，嵌位后的电压波形

图3，现有的另一种浪涌抑制电路；

图4，本发明的浪涌抑制电路较佳实施例,其中：Vin：电压输入端，Q1：P 沟道型MOS管，R1：第一电阻，Q2：PNP型三极管，R2：第二电阻，ZD1：稳压管， R3：第三电阻，Vout：电压输出端，R4：第四电阻，TVS1：TVS管。

具体实施方式

下面结合附图对现有技术、本发明较佳的一个实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术方案的保护范围以权利要求书为准。

说明书中所述的负载是实现车辆系统一些功能的电路或者电器设备或者电子元器件。例如：ECU控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、倒车后视、组合仪表、中控锁、电动门窗、后视镜、照明灯、点火装置、各种传感器。

如图1所示是浪涌电压变化波形图。

浪涌电压先快速上升再缓慢下降，可能t时间段内的电压远远高出了负载的工作电压。

在电路没有干扰时，不影响负载的正常运行。一旦有浪涌电压干扰时，必须将浪涌电压抑制在负载可接受的阀值范围内，保证负载能够正常运行，并且防止负载的损坏。常用的方法有给浪涌电压提供泄放通道，最终使浪涌电压不作用到被保护的负载上。

如图2所示是现有的一种浪涌抑制电路。

如图2-1所示在受保护的负载两端增加TVS管，浪涌电压被嵌位后其波形表现如图2-2所示。浪涌时产生的大电压被嵌位降低从而保护了负载，相对于浪涌的持续时间t，TVS管的响应时间是比较理想的。但是当浪涌过大时TVS管容易被击穿发生短路，致使TVS管不仅丧失保护功能，还会出现烧线或者烧保险丝，甚至引发明火等更为严重的后果。

如图3所述是现有的另一种浪涌抑制电路。

专利号为2006100607912公开了一种浪涌抑制电路，文献中已对电路工作原理进行详细说明，本申请不再赘述。该文献中对浪涌的抑制时长由其电路中的电阻R1和电容C充电常数决定，保护时长会受到温度、湿度、电压差的影响，没有过电压保护的功能，不适用于车辆复杂多变的应用环境中。例如：专利号中浪涌抑制电路设计的可保护时长是t1，而车辆环境中某一时刻产生的浪涌电压需要抑制的电压时长t值小于可保护的时长t1；某一时刻产生的浪涌电压需要抑制的电压时长t值大于可保护的时长t1。任意时刻产生的浪涌电压需要抑制的电压时长t值是可变的。当需要抑制的电压时长t值大于可保护的时长t1 时，漏抑制的电压会作用在负载上，还是会影响负载或者损坏负载。

因此，本发明方案采用的是：当电压大于阀值时，就将负载从受干扰的工作电路中断开。例如车辆中的传感器，通常是间歇式的采集数据，瞬时切断电压输入，不会损坏传感器。

如图4是所示是本发明的浪涌抑制电路较佳实施例。

一种浪涌抑制电路，包括：电压输入端、MOS管、第一电阻、三极管、第二电阻、稳压管、第三电阻和电压输出端，其中，所述MOS管为P沟道型，所述三极管为PNP型；

所述MOS管的S极、第一电阻的一端、三极管的E极并联于所述电压输入端，MOS管的D极连接所述电压输出端；

所述第一电阻的另一端与所述三极管的C极并联于所述MOS管的G极；

所述三极管的B极连接第二电阻的一端；

所述第二电阻的另一端连接稳压管的负极；

所述稳压管的正极接地；

所述第三电阻的一端连接所述MOS管的D极，另一端接地。

上述电路可抑制浪涌电压，保护负载。

进一步的，所述电压输入端连接第四电阻；

进一步的，所述MOS管的D极连接TVS管的负极，所述TVS管的正极接地。

增加电路的可靠性。

当输入电压低于阀值时，稳压管断开、三极管断开，MOS管导通，电压输出；当输入电压高于阀值时，稳压管导通、三极管导通，MOS管断开，电压不能输出，从而截止过高电压输入负载，损坏负载。

例如：正常输入电压是12V,稳压管电压阀值为24V,浪涌导致瞬态输入电压达到30V,30V大于阀值24V，则稳压管导通，三极管导通，MOS管断开，电压不能输出。

本方案通过切断负载的输入，将负载从受干扰的工作电路中断开从而保护负载。本电路构成门坎阀值选择电路，可以设定浪涌电压抑制阀值，阀值是一个可以确定的值，负载保护与时间无关，只与阀值有关。

例如：车辆的某个负载工作电压是12V，负载被误装到24V系统中，如果采用2006100607912文献中的电路进行保护，负载保护时长由电阻R1和电容C充电常数决定，只能瞬时保护，保护的瞬间过后，负载就会被损坏报废。而如果采用本发明方案，如果阀值设定为24V，只要电压大于24V，输入电压就被截止，可以实现持续过压保护，不会损坏负载。

Claims (3)

1.一种浪涌抑制电路，其特征在于，包括：电压输入端、MOS管、第一电阻、三极管、第二电阻、稳压管、第三电阻和电压输出端，其中，所述MOS管为P沟道型，所述三极管为PNP型；

所述MOS管的S极、第一电阻的一端、三极管的E极并联于所述电压输入端，MOS管的D极连接所述电压输出端；

所述第一电阻的另一端与所述三极管的C极并联于所述MOS管的G极；

所述三极管的B极连接第二电阻的一端；

所述第二电阻的另一端连接稳压管的负极；

所述稳压管的正极接地；

所述第三电阻的一端连接所述MOS管的D极，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的浪涌抑制电路，其特征在于：所述电压输入端连接第四电阻。

3.根据权利要求1或2所述的浪涌抑制电路，其特征在于：所述MOS管的D极连接TVS管的负极，所述TVS管的正极接地。

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