CN217935089U - 一种防反接防冲击电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防反接防冲击电路，包括主电路和控制电路，主电路包括直流输入端、直流输出端、防反接MOS管、防冲击MOS管和限流电阻；防冲击MOS管的漏极接直流输入端的正极，源极接直流输出端的正极，限流电阻与防冲击MOS管并接；防反接MOS管的漏极接直流输入端的负极，源极接直流输出端的负极；控制电路包括直流输入端的正极电压采样电路，防反接MOS管驱动电路和防冲击MOS管驱动电路；防反接MOS管驱动电路的控制端和和防冲击MOS管驱动电路的控制端接正极电压采样电路的输出端。本实用新型的主电路通过两个MOS管和限流电阻实现防反接防冲击的需求，降低了主电路的损耗，电路正常工作时损耗较低。

Description

一种防反接防冲击电路

技术领域

本实用新型涉及直流电源，尤其涉及一种防反接防冲击电路。

背景技术

随着科学技术的不断进步，对UPS电池和集中供电的电源的要求也越来越高；集中供电的电源向高节能、高转换效率、汇集多台独立电源供电带载能力强及多用途化发展已是社会发展的必然趋势；但集中供电的电源上电与带电插拨过程中常常出现超大电流致后端的电池或设备损坏；以及集中供电反向接入也会导致电池或设备损坏。

传统防反接防电路通常在输入主电路中串联了一个大功率二极管,利用二极管的正向导通而反向截止的特性,制成一个直流输入防反接保护电路。当电源的输入直流电压正负极性正确接入开机时,二极管导通，后级输入主电路可正常工作,当电源的输入直流电压正负极性反向接入开机时，二极管反向截止,后级输入主电路不能工作,从而达到了保护电源的目的。

这种直流输入的防反接保护电路虽然电路简单,能够很好的起到直流输入防反接保护的作用，但由于二极管是串连在输入主电路中的，二极管始终参与工作，在电路正常工作时会消耗电能,造成不必要的功率损耗；而且大功率电源为了降低二极管的电流应力和二极管的散热,通常采用两个大功率二极管并联，并对二极管加装散热器，增加了产品成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电路正常工作时损耗较低的防反接防冲击电路。

本实用新型进一步要解决的技术问题是提供一种防冲击效果好的防反接防冲击电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种防反接防冲击电路，包括主电路和控制电路，主电路包括直流输入端、直流输出端、防反接MOS管、防冲击MOS管和限流电阻；防冲击MOS管的漏极接直流输入端的正极，源极接直流输出端的正极，限流电阻与防冲击MOS管并接；防反接MOS管的漏极接直流输入端的负极，源极接直流输出端的负极；控制电路包括直流输入端的正极电压采样电路，防反接MOS管驱动电路和防冲击MOS管驱动电路；防反接MOS管驱动电路的控制端和和防冲击MOS管驱动电路的控制端接正极电压采样电路的输出端。

以上所述的防反接防冲击电路，直流输入端的正极电压采样电路包括第一比较器和分压电路，分压电路的第一端接直流输入端的正极，第二端接地；第一比较器的同相输入端接分压电路的电压信号输出端，反相输入端接基准电压；第一比较器的输出端为正极电压采样电路的输出端。

以上所述的防反接防冲击电路，防反接MOS管驱动电路包括第四NPN三极管和第一光耦，第一光耦发光二极管的阳极接第二辅助电源，第一光耦发光二极管的阴极接第四NPN三极管的集电极，第四NPN三极管的发射极接地；第四NPN三极管的基极接正极电压采样电路的输出端；第一光耦光敏NPN三极管的集电极接直流输入端的正极，发射极接防反接MOS管的的栅极。

以上所述的防反接防冲击电路，防反接MOS管驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十四电阻，第一光耦发光二极管的阳极通过第十四电阻接第二辅助电源；第四NPN三极管的基极通过第十一电阻接地，通过第十二电阻接正极电压采样电路的输出端；第一光耦光敏NPN三极管的集电极通过第一电阻接直流输入端的正极，第二电阻接在防反接MOS管的栅极与源极之间。

以上所述的防反接防冲击电路，防冲击MOS管驱动电路包括第五NPN三极管、第六NPN三极管、第二光耦、PNP三极管和第五电阻。第二光耦发光二极管的阳极接第二辅助电源，阴极接第六NPN三极管的集电极；第六NPN三极管的发射极接地，基极接第五NPN三极管的集电极；第五NPN三极管的基极接所述正极电压采样电路的输出端，集电极接第二辅助电源，发射极接地；第二光耦光敏三极管的集电极通过第五电阻接第一辅助电源，发射极接直流输入端的正极；PNP三极管的发射极接第一辅助电源，基极接第二光耦光敏三极管的集电极；PNP三极管的集电极接直流输入端的正极，防冲击MOS管的栅极接PNP三极管的发射极。

以上所述的防反接防冲击电路，防冲击MOS管驱动电路包括第三电阻、第四电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十二电阻和第二十三电阻，PNP三极管的发射极通过第三电阻接第一辅助电源，防冲击MOS管的栅极通过第四电阻接防冲击MOS管的源极；第五NPN三极管的基极通过第十八电阻接所述正极电压采样电路的输出端，并通过第十九电阻接地；第五NPN三极管的集电极通过第二十电阻接第二辅助电源，第六NPN三极管的基极通过第二十二电阻接地；第二光耦发光二极管的阳极通过第二十三电阻接第二辅助电源。

以上所述的防反接防冲击电路，防冲击MOS管驱动电路包括第二比较器、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管，第二比较器的同相输入端接基准电压，第二比较器的反相输入端通过第六电阻接直流输出端的正极，并通过第七电阻接地；第二比较器的输出端接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极接第六NPN三极管的基极；第五NPN三极管的集电极接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第六NPN三极管的基极。

以上所述的防反接防冲击电路，防冲击MOS管驱动电路包括第七NPN三极管、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻，第七NPN三极管的集电极接第二光耦发光二极管的阴极，发射极接地；第七NPN三极管的基极通过第二十四电阻接地，并接第二十五电阻的第一端；第二十五电阻的第二端通过第二十六电阻接第一辅助电源，第二十五电阻的第二端接直流输出端的负极。

以上所述的防反接防冲击电路，包括基准电压发生电路，基准电压发生电路包括可控精密稳压源、第十电阻和第二电容，可控精密稳压源的阴极通过第十电阻接第二辅助电源，阳极接地；可控精密稳压源的参考极接可控精密稳压源的阴极，并通过第二电容接地；可控精密稳压源的阴极为基准电压发生电路的基准电压输出端。

本实用新型的主电路通过两个MOS管和限流电阻实现防反接防冲击的需求，降低了主电路的损耗，电路正常工作时损耗较低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例防反接防冲击电路主电路的电路图。

图2是本实用新型实施例防反接防冲击电路控制电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型实施例的防反接防冲击电路如图1和图2所示，包括主电路和控制电路。

主电路包括直流输入端、直流输出端、防反接MOS管K1、防冲击MOS管K2和限流电阻PT1。防冲击MOS管K2的漏极接直流输入端的正极VIN+，源极接直流输出端的正极54VOUT+，限流电阻PT1与防冲击MOS管K2并接。防反接MOS管K1的漏极接流输入端的负极VIN-，源极接直流输出端的负极(地)AGND。

控制电路包括直流输入端的正极电压采样电路，防反接MOS管K1的驱动电路和防冲击MOS管K2的驱动电路。防反接MOS管K1的驱动电路的控制端和和防冲击MOS管K2的驱动电路的控制端接正极电压采样电路的输出端V1。

直流输入端的正极电压采样电路包括第一比较器IC1-B和分压电路，分压电路由电阻R13和电阻R15串联组成，分压电路的第一端通过引脚VIN+_SEN接直流输入端的正极VIN+，第二端接地。第一比较器IC1-B的同相输入端接分压电路的电压信号输出端(电阻R13和电阻R15的连接点)，第一比较器IC1-B的反相输入端接基准电压VREF。第一比较器IC1-B的输出端接正极电压采样电路的输出端V1。

防反接MOS管K1的驱动电路包括第四NPN三极管Q4、第一光耦OT1、第一电阻R1、第二电阻R2、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十四电阻R14。第一光耦OT1发光二极管OT1-B的阳极通过第十四电阻R14接第二辅助电源VCC2。第一光耦OT1发光二极管OT1-B的阴极接第四NPN三极管Q4的集电极，第四NPN三极管Q4的基极通过第十一电阻R11接地，通过第十二电阻R12接正极电压采样电路的输出端V1。第一光耦OT1光敏NPN三极管Q的集电极通过第一电阻R接直流输入端的正极VIN+，发射极接防反接MOS管K1的的栅极。第二电阻R接在防反接MOS管K1的栅极与源极之间。

防冲击MOS管K2的驱动电路包括第五NPN三极管Q5、第六NPN三极管Q6、第二光耦OT2、PNP三极管Q3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十二电阻R22和第二十三电阻R23。第二光耦OT2发光二极管OT2-B的阳极通过第二十三电阻R23接第二辅助电源VCC2，阴极接第六NPN三极管Q6的集电极。第六NPN三极管Q6的发射极接地，基极接第五NPN三极管Q5的集电极，并通过第二十二电阻R22接地。第五NPN三极管Q5的基极通过第十八电阻R18接正极电压采样电路的输出端V1，并通过第十九电阻R19接地。第五NPN三极管Q5的集电极通过第二十电阻R20接第二辅助电源VCC2，发射极接地。第二光耦OT2光敏三极管OT2-A的集电极通过第五电阻R5接第一辅助电源VCC1，发射极接直流输入端的正极VIN+。PNP三极管Q3的发射极通过第三电阻R3接第一辅助电源VCC1，基极接第二光耦OT2光敏三极管OT2-A的集电极。PNP三极管Q3的集电极接直流输入端的正极VIN+，防冲击MOS管K2的栅极接PNP三极管Q3的发射极，防冲击MOS管K2的栅极通过第四电阻R4接防冲击MOS管K2的源极。

防冲击MOS管K2的驱动电路还包括第二比较器IC1-A、第七电阻R7、第一二极管D1和第二二极管D2，第二比较器IC1-A的同相输入端接基准电压VREF，第二比较器IC1-A的反相输入端通过引脚VOUT_SENSE接直流输出端的正极54VOUT+，并通过第七电阻R7接地。引脚VOUT_SENSE与直流输出端的正极54VOUT+之间接有第六电阻R6。第二比较器IC1-A的输出端M1接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极接第六NPN三极管Q6的基极。第五NPN三极管Q5的集电极接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极接第六NPN三极管Q6的基极。

防冲击MOS管K2的驱动电路还包括24、第二十四电阻R、第二十五电阻R25和第二十六电阻R26，第七NPN三极管Q7的集电极接第二光耦OT2发光二极管OT2-B的阴极，发射极接地。第七NPN三极管Q7的基极通过第二十四电阻R24接地，并接第二十五电阻R25的第一端。第二十五电阻R25的第二端通过第二十六电阻R26接第一辅助电源VCC1，第二十五电阻R25的第二端通过引脚PREWENT接直流输出端的负极。

基准电压VREF发生电路包括可控精密稳压源IC2、第十电阻R10和第二电容C2，可控精密稳压源IC2的阴极通过第十电阻R10接第二辅助电源VCC2，阳极接地。可控精密稳压源IC2的参考极接可控精密稳压源IC2的阴极，并通过第二电容C2接地。可控精密稳压源IC2的阴极为基准电压VREF发生电路的基准电压VREF输出端。

本实用新型实施例的防反接防冲击电路防反接防冲击的工作原理如下：

防反接MOS管K1未开通时，防反接MOS管K1的体内二极管可以截止反向输入电压，具有防止反向接入的功能，防反接MOS管K1后端不会出现极性反的电压，可以避免损坏器件。仅当输入电压极性正确且引脚VIN+_SEN监控到直流输入端的电压达到一定时，正极电压采样电路的输出端V1的电压为高电平，从而开通NPN三极管Q4，使光耦OT1导通，开通防反接MOS管K1,短接防反接MOS管K1的体内二极管。

本实用新型实施例的防冲击电路有三条控制电路：

初始状态下，光耦OT2导通，防冲击MOS管K2未开通，主电路的直流输入端正极的电流经由电阻PT1限流到直流输出端正极，以避免过大的冲击电流；在主电路的正常工作状态下，光耦OT2截止，MOS管K2开通，将限流电阻PT1短路。

1、防冲击控制电路之一是上电接入时，光耦OT2导通，防冲击MOS管K2的Vgs为低电平，防冲击MOS管K2未开通，电流由电阻PT1限流缓充电提升直流输出VOUT电压，避免过大的冲击电流；

输入电压正常后，正极电压采样电路的输出端V1的电压为高电平使第五NPN三极管Q5输出的信号M2为低电平，第六NPN三极管Q6截止，为光耦OT2截止提供要求的条件一。

2、防冲击控制电路之二是，当直流输出端有输出设备接入时，引脚RESENT侦测到有设备接通，拉低电阻R25的第二端的电平，使M3为低电平，为光耦OT2截止截止提供要求的条件二。

3、防冲击控制电路三是，引脚VOUT_SENSE输出直流输出端正极的监控电压，当直流输出端正极的电压达到一定值时，第二比较器IC1-A的输出端M1输出低电平，第六NPN三极管Q6截止，为光耦OT2截止提供要求的条件三。

同时满足条件一，二，三后，光耦OT2截止,MOS管K2的Vgs使能为高电平，MOS管K2开通，短路限流电阻PT1，以达到限制冲击电流的要求。

Claims (9)

1.一种防反接防冲击电路，其特征在于，包括主电路和控制电路，主电路包括直流输入端、直流输出端、防反接MOS管、防冲击MOS管和限流电阻；防冲击MOS管的漏极接直流输入端的正极，源极接直流输出端的正极，限流电阻与防冲击MOS管并接；防反接MOS管的漏极接直流输入端的负极，源极接直流输出端的负极；控制电路包括直流输入端的正极电压采样电路，防反接MOS管驱动电路和防冲击MOS管驱动电路；防反接MOS管驱动电路的控制端和和防冲击MOS管驱动电路的控制端接正极电压采样电路的输出端。

2.根据权利要求1所述的防反接防冲击电路，其特征在于，直流输入端的正极电压采样电路包括第一比较器和分压电路，分压电路的第一端接直流输入端的正极，第二端接地；第一比较器的同相输入端接分压电路的电压信号输出端，反相输入端接基准电压；第一比较器的输出端为正极电压采样电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防反接MOS管驱动电路包括第四NPN三极管和第一光耦，第一光耦发光二极管的阳极接第二辅助电源，第一光耦发光二极管的阴极接第四NPN三极管的集电极，第四NPN三极管的发射极接地；第四NPN三极管的基极接正极电压采样电路的输出端；第一光耦光敏NPN三极管的集电极接直流输入端的正极，发射极接防反接MOS管的栅极。

4.根据权利要求3所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防反接MOS管驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十四电阻，第一光耦发光二极管的阳极通过第十四电阻接第二辅助电源；第四NPN三极管的基极通过第十一电阻接地，通过第十二电阻接正极电压采样电路的输出端；第一光耦光敏NPN三极管的集电极通过第一电阻接直流输入端的正极，第二电阻接在防反接MOS管的栅极与源极之间。

5.根据权利要求1所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防冲击MOS管驱动电路包括第五NPN三极管、第六NPN三极管、第二光耦、PNP三极管和第五电阻，第二光耦发光二极管的阳极接第二辅助电源，阴极接第六NPN三极管的集电极；第六NPN三极管的发射极接地，基极接第五NPN三极管的集电极；第五NPN三极管的基极接所述正极电压采样电路的输出端，集电极接第二辅助电源，发射极接地；第二光耦光敏三极管的集电极通过第五电阻接第一辅助电源，发射极接直流输入端的正极；PNP三极管的发射极接第一辅助电源，基极接第二光耦光敏三极管的集电极；PNP三极管的集电极接直流输入端的正极，防冲击MOS管的栅极接PNP三极管的发射极。

6.根据权利要求5所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防冲击MOS管驱动电路包括第三电阻、第四电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十二电阻和第二十三电阻，PNP三极管的发射极通过第三电阻接第一辅助电源，防冲击MOS管的栅极通过第四电阻接防冲击MOS管的源极；第五NPN三极管的基极通过第十八电阻接所述正极电压采样电路的输出端，并通过第十九电阻接地；第五NPN三极管的集电极通过第二十电阻接第二辅助电源，第六NPN三极管的基极通过第二十二电阻接地；第二光耦发光二极管的阳极通过第二十三电阻接第二辅助电源。

7.根据权利要求5所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防冲击MOS管驱动电路包括第二比较器、第六电阻、第七电阻、第一二极管和第二二极管，第二比较器的同相输入端接基准电压，第二比较器的反相输入端通过第六电阻接直流输出端的正极，并通过第七电阻接地；第二比较器的输出端接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极接第六NPN三极管的基极；第五NPN三极管的集电极接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第六NPN三极管的基极。

8.根据权利要求5所述的防反接防冲击电路，其特征在于，防冲击MOS管驱动电路包括第七NPN三极管、第二十四电阻、第二十五电阻和第二十六电阻，第七NPN三极管的集电极接第二光耦发光二极管的阴极，发射极接地；第七NPN三极管的基极通过第二十四电阻接地，并接第二十五电阻的第一端；第二十五电阻的第二端通过第二十六电阻接第一辅助电源，第二十五电阻的第二端接直流输出端的负极。

9.根据权利要求2或权利要求7所述的防反接防冲击电路，其特征在于，包括基准电压发生电路，基准电压发生电路包括可控精密稳压源、第十电阻和第二电容，可控精密稳压源的阴极通过第十电阻接第二辅助电源，阳极接地；可控精密稳压源的参考极接可控精密稳压源的阴极，并通过第二电容接地；可控精密稳压源的阴极为基准电压发生电路的基准电压输出端。

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