CN215601039U - 一种防浪涌电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防浪涌电路，包括电压输入端、压降电阻、开关管、采样电阻、比较反馈电路和电压输出端；所述电压输入端与开关管的一输入端连接，开关管的一输出端还与采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端与电压输出端连接，所述电压输入端接压降电阻的一端，所述比较反馈电路用于采集所述采样电阻的两端电压值，并与预设值进行比对，且用于当所述采样电阻的两端电压值大于所述预设值时，向所述开关管的使能端输出截止信号。当采样电阻上的电压值高于预设值时，就可以进行电压浪涌的检测，当电压浪涌大于预设电压时就能够向开关管发出截止信号，截断电路从而防止浪涌输入伤害其他电路。

Description

一种防浪涌电路

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，尤其涉及一种能够防止输入电压浪涌的电路设计。

背景技术

目前，环境能源问题使社会进步面临严峻形势，低碳环保成为未来经济发展的一大主题。能量的储存和高效利用引起了各方面的重视，锂离子电池单元作为能量储存的最小单元而存在。电池是将多个电池单体有效连接的一种结构形式，通过将一定数量的电池单体进行串联/并联/串并混联来满足为用电设备供电的需求。如何保障这些电池的附属电路在使用时的工况以及安全性能，是当今电池亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种新型的防浪涌电路，解决电压输入浪涌损坏电路的问题。

本实用新型是这样实现的：一种防浪涌电路，包括电压输入端、压降电阻、开关管、采样电阻、比较反馈电路和电压输出端；

电压输入端与开关管的一输入端连接，开关管的一输出端还与采样电阻的一端连接，采样电阻的另一端与电压输出端连接，电压输入端接压降电阻的一端，压降电阻的另一端与开关管的使能端连接，比较反馈电路的输出端还与开关管的使能端连接，

比较反馈电路用于采集采样电阻的两端电压值，并与预设值进行比对，且用于当采样电阻的两端电压值大于预设值时，向开关管的使能端输出截止信号。

可选地，比较反馈电路还包括放大器，放大器用于将采样电阻的两端电压值放大，比较反馈电路还用于将放大后的采样电阻的两端电压值后再与预设值进行比对。

可选地，开关管为MOS管，截止信号为电压输出端的电压Vout。

可选地，开关管为三极管，截止信号为低电平或接地电压。

可选地，还包括第二二极管，开关管的一输出端还通过第二二极管与开关管的使能端连接。

可选地，还包括第一电容，开关管的一输出端还通过电容C1与开关管的使能端连接。

可选地，还包括瞬态二极管TVS1，开关管的使能端还通过瞬态二极管 TVS1与高压地连接。

可选地，还包括变压线圈，变压线圈的一绕组与电压输出端连接，变压线圈的另一绕组与开关管的使能端连接。

可选地，变压线圈的另一绕组在叠加了电压输出端的电压Vout之后与开关管的使能端连接。

可选地，压降电阻包括若干串联的电阻集合。

本实用新型具有如下优点：通过采样电阻分压电压输入端的电压输入，当采样电阻上的电压值高于预设值时，就可以进行电压浪涌的检测，当电压浪涌大于预设电压时就能够向开关管发出截止信号，截断电路从而防止浪涌输入伤害其他电路。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的防浪涌电路示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的比较反馈电路示意图；

图3为本实用新型另一实施例所述的比较反馈电路示意图；

图4为本实用新型一实施例所述的防浪涌电路回扫示意图；

图5为本实用新型另一实施例所述的防浪涌电路回扫示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，为本实用新型的一种防浪涌电路，包括电压输入端Vin、压降电阻Rx、开关管Q1、采样电阻R8、比较反馈电路和电压输出端Vout；

电压输入端Vin与开关管Q1的一输入端连接，开关管Q1的一输出端还与采样电阻R8的一端连接，采样电阻R8的另一端与电压输出端Vout连接，电压输入端Vin接压降电阻Rx的一端，压降电阻Rx的另一端与开关管Q1 的使能端连接，比较反馈电路的输出端还与开关管Q1的使能端连接，比较反馈电路用于采集采样电阻R8的两端电压值，并与预设值进行比对，且用于当采样电阻R8的两端电压值大于预设值时，向开关管Q1的使能端输出截止信号。在具体的实施例中，防浪涌电路可以用于车载端，电压输入可以是车载共模抑制器的输入。电压输入后，电压输入经过压降电阻Rx降压后用于开关管的控制信号，开关管导通，采样电阻R8两端具有电压，若比较反馈电路比较发现采样电阻R8的两端电压值大于预设值时，向开关管Q1的使能端输出截止信号，这里的截止信号可以是低电平、接地电平、或其他开关管Q1对应的预设截止信号，从而截断开关管Q1。则达到了防止高电压突然输入导致的浪涌的技术效果。综上，本申请通过采样电阻R8分压电压输入端Vin的电压输入，当采样电阻R8上的电压值高于预设值时，就可以进行电压浪涌的检测，当电压浪涌大于预设电压时就能够向开关管Q1发出截止信号，截断电路从而防止浪涌输入伤害其他电路。在简化的实施例中，比较反馈电路可以直接通过一个比较器就能够实现。

在其他一些可选的实施例中，比较反馈电路还包括放大器，放大器用于将采样电阻R8的两端电压值放大，比较反馈电路还用于将放大后的采样电阻R8的两端电压值后再与预设值进行比对，通过放大器放大采样电阻R8的两端电压值，能够让采样电阻R8的两端电压值的微小波动也能够得到检测，因此上述设置能够提升本方案的响应精度。

如图2所示的实施例中，可以看到比较反馈电路中的一种具体实现方式，包括差分运算放大单元、限制比较单元，其中采用的元器件均为现有技术，其原理在于将电阻R8的采样电压放大后与阈值电压V2进行比对，从而输出反馈信号。比较反馈电路的输出端可以连接一开关管Q2，当比较反馈电路输出高电平时，开关管Q2将被导通。如图3所示的为另一种比较反馈电路的实现方式，通过差分放大电路将R8小信号放大，通过R25/R26进行分压后与开关管Q2的导通阈值进行比较，大于开关管Q2的导通阈值后驱动开关管Q2去关断开关管Q1，其中二极管D20的作用是将R8的浪涌信号(时间短)进行锁存，变成长时间信号去驱动开关管Q2，当浪涌消失后，通过R26 进行放电，关断开关管Q2后使能开关管Q1，使高压回路导通。

在一些实施例中，开关管为MOS管Q1，Q1的D极接电压输入端Vin， S极接采样电阻R8。截止信号为电压输出端的电压Vout。比较反馈电路的输出端可以连接一开关管Q2，当比较反馈电路输出高电平时，开关管Q2将被导通。在图中我们可以看到，开关管Q1为MOS管的导通条件是，开关管 Q1的GS电压大于GSth。当Vout作为截止信号连通开关管Q1的G极后，开关管Q1的栅极电压被拉到Vout，GS电压小于GSth,开关管Q1关闭。通过上述方案可以达到信号反馈，通过Vout输入开关管Q1达到电路截止的功能。

其他一些可选的实施例中，还可以将开关管Q1为三极管(图中未示出)，三极管的集电极接电压输入端Vin，发射极接采样电阻R8，再将截止信号为低电平或接地电压。这样当比较反馈电路向三极管的基极输入截止信号后，基极被拉低电平，三极管同样会被关断从而达到电路截止的功能。

为了达到稳压滤波的技术效果，请参阅图1，还包括第二二极管D2，开关管Q1的一输出端还通过第二二极管D2与开关管Q1的使能端连接。将开关管Q1的输出端与使能端通过第二二极管D2连接，就能够起到稳压的效果。还可以将第二二极管D2替换为瞬态二极管TVS3，也能够达到稳压滤波的技术效果。另一些可选的实施例中，还包括第一电容C1，开关管Q1的一输出端还通过电容C1与开关管Q1的使能端连接。将开关管Q1的输出端与使能端连接通过第一电容C1相连，可以起到稳压滤波的作用。

其他一些如图1所示的实施例中，还包括瞬态二极管TVS1，开关管Q1 的使能端还通过瞬态二极管TVS1与高压地连接。在这一实施例中，当比较反馈电路的截止信号输入开关管Q1后，开关管Q1关闭，浪涌能量从瞬态二极管TVS1连入高压地，从而能够更好地保护后续电路。

作为本方案的其中一个实施例，如图4所示，还包括变压线圈，变压线圈的一绕组与电压输出端Vout连接，变压线圈的另一绕组与开关管Q1的使能端连接。在本申请的方案中，变压线圈的一绕组，即在图中flyback部分，线圈左侧的上绕组，输入由电压输出端的电压Vout确定，另一绕组即图中线圈左侧的下绕组可以通过第四二极管D4和第七电阻R7与开关管Q1的使能端连接。上绕组与下绕组的绕组比例可以根据实际需要确定，通过将电压输出端的电压Vout通过变压后按特定比例(根据上述绕组比例确定)回传给防浪涌电路中，连接到开关管Q1的使能端，能够达到减少电路电压浪涌波动的技术效果。一些实施例中还可以通过控制芯片控制上绕组中接地通路的开关从而对上绕组的线圈部分的分压进行调整。而在一些其他的可选实施例中，如图5所示，变压线圈的另一绕组在叠加了电压输出端的电压Vout之后与开关管的使能端连接。同样也能够达到电压输出端Vout的回扫，减少电路电压浪涌波动的技术效果。

为了更好地起到分压效果，避免单个压降电阻Rx被击穿导致的电路损毁，压降电阻Rx包括若干串联的电阻集合。在图中，我们用电阻R1～R6来表示串联的电阻集合，实际上串联的电阻个数可以根据需要确定。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种防浪涌电路，其特征在于，包括电压输入端、压降电阻、开关管、采样电阻、比较反馈电路和电压输出端；

所述电压输入端与开关管的一输入端连接，开关管的一输出端还与采样电阻的一端连接，所述采样电阻的另一端与电压输出端连接，所述电压输入端接压降电阻的一端，所述压降电阻的另一端与开关管的使能端连接，所述比较反馈电路的输出端还与开关管的使能端连接，

所述比较反馈电路用于采集所述采样电阻的两端电压值，并与预设值进行比对，且用于当所述采样电阻的两端电压值大于所述预设值时，向所述开关管的使能端输出截止信号。

2.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，所述比较反馈电路还包括放大器，所述放大器用于将所述采样电阻的两端电压值放大，所述比较反馈电路还用于将放大后的采样电阻的两端电压值与预设值进行比对。

3.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，所述开关管为MOS管，所述截止信号为电压输出端的电压Vout。

4.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，所述开关管为三极管，所述截止信号为低电平或接地电压。

5.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，还包括第二二极管，所述开关管的一输出端还通过第二二极管与所述开关管的使能端连接。

6.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，还包括第一电容，所述开关管的一输出端还通过电容C1与所述开关管的使能端连接。

7.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，还包括瞬态二极管TVS1，所述开关管的使能端还通过瞬态二极管TVS1与高压地连接。

8.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，还包括变压线圈，所述变压线圈的一绕组与所述电压输出端连接，所述变压线圈的另一绕组与所述开关管的使能端连接。

9.根据权利要求8所述的防浪涌电路，其特征在于，所述变压线圈的另一绕组在叠加了电压输出端的电压Vout之后与所述开关管的使能端连接。

10.根据权利要求1所述的防浪涌电路，其特征在于，所述压降电阻包括若干串联的电阻集合。

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