CN218124305U - 一种高尖峰电压抑制电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高尖峰电压抑制电路及电子设备，高尖峰电压抑制电路包括正极电源线、负极电源线、第一级抑制电路、稳压电路、开关电路以及第二级抑制电路，第一级抑制电路的输入端与正极电源线连接，稳压电路的输入端与第一级抑制电路的输出端连接，稳压电路的输出端与负极电源线连接，开关电路的受控端与稳压电路的输入端连接，开关电路的第二端与负极电源线连接，第二级抑制电路的输入端与正极电源线连接，第二级抑制电路的输出端与开关电路的第一端连接。以解决现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题。

Description

一种高尖峰电压抑制电路及电子设备

技术领域

本实用新型涉及电源系统技术领域，特别涉及一种高尖峰电压抑制电路及电子设备。

背景技术

现有技术中，电源系统前端均需要设置高尖峰电压抑制电路以抑制高尖峰电压，而现存的抑制电路大都多个TVS管并联的方式进行钳位抑制，在抑制时多管并联会存在不均流现象，从而造成TVS管的损害。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高尖峰电压抑制电路及电子设备，解决现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种高尖峰电压抑制电路，所述高尖峰电压抑制电路包括：

正极电源线，用于接入电源电压；

负极电源线；

第一级抑制电路，所述第一级抑制电路的输入端与所述正极电源线连接，并用于将所述电源电压钳位在第一电压值；

稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述第一级抑制电路的输出端连接，所述稳压电路的输出端与所述负极电源线连接，并用于在所述正极电源线接入电源电压时，将所述开关电路的受控端的电压稳压在第三电压值；

开关电路，所述开关电路的受控端与所述稳压电路的输入端连接，所述开关电路的第二端与所述负极电源线连接，并用于根据所述第三电压值导通；

第二级抑制电路，所述第二级抑制电路的输入端与所述正极电源线连接，所述第二级抑制电路的输出端与所述开关电路的第一端连接，并用于在所述开关电路导通时，将所述电源电压从所述第一电压值再次钳位至第二电压值。

可选地，所述第一级抑制电路包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的阴极为所述第一级抑制电路的输入端，所述瞬态抑制二极管的阳极为所述第一级抑制电路的输出端。

可选地，所述第二级抑制电路包括至少一个压敏电阻，当所述压敏电阻的数量为多个时，多个所述压敏电阻串联以形成压敏电阻串第一端以及第二端，所述压敏电阻串的第一端为所述第二级抑制电路的输入端，所述压敏电阻串的第二端为所述第二级抑制电路的输出端；或，

当所述压敏电阻的数量为一个时，所述压敏电阻的第一端为所述第二级抑制电路的输入端，所述压敏电阻的第二端为所述第二级抑制电路的输出端。

可选地，所述稳压电路包括至少一个稳压二极管，当所述稳压二极管的数量为多个时，每一所述稳压二极管的阴极与前一所述稳压二极管的阳极连接，多个所述稳压二极管按照上述方式串联以形成稳压串的阳极端以及阴极端，所述稳压串的阴极端为所述稳压电路的输入端，所述稳压串的阳极端为所述稳压电路的输出端；或，

当所述稳压二极管的数量为一个时，所述稳压二极管的阴极为所述稳压电路的输入端，所述稳压二极管的阳极为所述稳压电路的输出端。

可选地，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的受控端为所述开关电路的受控端，所述第一开关管的第一端为所述开关电路的第一端，所述第一开关管的第二端为所述开关电路的第二端。

可选地，所述第一开关管为N沟道MOS管。

可选地，所述高尖峰电压抑制电路还包括分流电路，所述分流电路的第一端与所述第一开关管的受控端连接，所述分流电路的第二端与所述开关电路的第二端连接。

可选地，所述分流电路包括至少一个分流电阻，当所述分流电阻的数量为多个时，多个所述分流电阻串联以形成分流电阻串的第一端以及第二端，所述分流电阻串的第一端为所述分流电路的第一端，所述分流电阻串的第二端为所述分流电路的第二端；或，

当所述稳压二极管的数量为一个时，所述分流电阻的第一端为所述分流电路的第一端，所述分流电阻的第二端为所述分流电路的第二端。

为了实现上述目的，本实用新型还提出一种电子设备，包括如上所述的高尖峰电压抑制电路。

本实用新型通过正极电源线接入电源电压，第一级抑制电路将所述电源电压钳位在第一电压值；稳压电路在所述正极电源线接入电源电压时，将所述开关电路的受控端的电压稳压在第三电压值；开关电路根据所述第三电压值导通；第二级抑制电路在所述开关电路导通时，将所述电源电压从所述第一电压值再次钳位至第二电压值，从而能通过第一级抑制电路先行抑制，随后通过开关电路接入第二级抑制电路进行抑制实现两层钳位，从而实现有效高尖峰电压抑制，另外，由于此时的两级抑制电路以及开关电路的存在，即使第一级抑制电路以及第二级抑制电路均为TVS管，也可以避免并联TVS管的情况，同时还能实现有效的高尖峰电压抑制，从而解决现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明；

图1为一个实施例中高尖峰电压抑制电路的模块示意图。

图2为一个实施例中高尖峰电压抑制电路的电路示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

为了解决现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题，本实用新型提出一种高尖峰电压抑制电路以及装置及电子设备。

在一实施例中，如图1所示，高尖峰电压抑制电路包括正极电源线N、负极电源线L、稳压电路20、稳压电路、开关电路30以及第二级抑制电路40，稳压电路20的输入端与正极电源线N连接，稳压电路的输入端与稳压电路20的输出端连接，稳压电路的输出端与负极电源线L连接，开关电路30的受控端与稳压电路的输入端连接，开关电路30的第二端与负极电源线L连接，第二级抑制电路40的输入端与正极电源线N连接，第二级抑制电路40的输出端与开关电路30的第一端连接。

其中，正极电源线N接入电源电压；稳压电路20将电源电压钳位在第一电压值；稳压电路在正极电源线N接入电源电压时，将开关电路30的受控端的电压稳压在第三电压值；开关电路30根据第三电压值导通；第二级抑制电路40在开关电路30导通时，将电源电压从第一电压值再次钳位至第二电压值。从而能通过稳压电路20先行抑制，随后通过开关电路30接入第二级抑制电路40进行抑制实现两层钳位，从而实现有效高尖峰电压抑制，另外，由于此时的两级抑制电路以及开关电路30的存在，即使稳压电路20以及第二级抑制电路40均为TVS管，也可以避免并联TVS管的情况，同时还能实现有效的高尖峰电压抑制，从而解决现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题。

需要说明的是，此时第二电压值小于第一电压值，第一电压值与稳压电路20的具体器件以及参数相关，可根据用户需要进行设置，第二电压值与第二级抑制电路40的具体器件以及参数相关，可根据用户需要进行设置。第三电压值一遍设置为开关电路30的开启电压，以保证开关电路30的开启状态的稳定。

可选地，稳压电路20包括瞬态抑制二极管，瞬态抑制二极管的阴极为稳压电路20的输入端，瞬态抑制二极管的阳极为稳压电路20的输出端。

其中，如图2所示，将稳压电路20设置为瞬态抑制二极管D1，可以直接快速选用现有的成熟的器件，在本申请中，以瞬态抑制二极管D1的钳位电压为456v-500v测试高尖峰电压抑制电路的抑制效果。实际使用时，可以根据需要选用其他参数的尖峰电压抑制电路。

可选地，第二级抑制电路40包括至少一个压敏电阻R2，当压敏电阻R2的数量为多个时，多个压敏电阻R2串联以形成压敏电阻R2串第一端以及第二端，压敏电阻R2串的第一端为第二级抑制电路40的输入端，压敏电阻R2串的第二端为第二级抑制电路40的输出端。

可选地，第二级抑制电路40包括至少一个压敏电阻R2，当压敏电阻R2的数量为一个时，压敏电阻R2的第一端为第二级抑制电路40的输入端，压敏电阻R2的第二端为第二级抑制电路40的输出端。

在上述实施例中，压敏电阻R2是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，单个或者多个可以在电路承受过压时进行电压钳位，因此，通过合理的选用可以实现有效的二级抑制以及电压钳位。避免高尖峰电压对后续电源的接入电路造成损害。

可选地，稳压电路包括至少一个稳压二极管D2，当稳压二极管D2的数量为多个时，每一稳压二极管D2的阴极与前一稳压二极管D2的阳极连接，多个稳压二极管D2按照上述方式串联以形成稳压串的阳极端以及阴极端，稳压串的阴极端为稳压电路的输入端，稳压串的阳极端为稳压电路的输出端。

可选地，稳压电路包括至少一个稳压二极管D2，当稳压二极管D2的数量为一个时，稳压二极管D2的阴极为稳压电路的输入端，稳压二极管D2的阳极为稳压电路的输出端。

在上述实施例中，稳压二极管D2可以直接将电压钳位在稳压二极管D2的参数电压值，保证两端电压值的稳定，从而能在电源电压接入时，保证开关电路30的稳定导通，进一步保证高尖峰电压抑制电路的每个电路均正常工作。另外，设置有此时的稳压电路，避了稳压电路20以及第二级抑制电路40的直接并联，从而在稳压电路20以及第二级抑制电路40均为TVS管时，也能避免并联TVS管钳位不均流对TVS管造成的损害。

可选地，开关电路30包括第一开关管Q1，第一开关管Q1的受控端为开关电路30的受控端，第一开关管Q1的第一端为开关电路30的第一端，第一开关管Q1的第二端为开关电路30的第二端。

可选地，第一开关管Q1为N沟道MOS管。

N沟道MOS管为高电压开启，从而在栅极电压为第三电压值时，就能稳定开启，实现稳定工作。

可选地，高尖峰电压抑制电路还包括分流电路，分流电路的第一端与第一开关管Q1的受控端连接，分流电路的第二端与开关电路30的第二端连接。

其中，分流电路可以将稳压电路的电流进行分流，避免电流过大对稳压电路中元器件造成损害。

可选地，分流电路包括至少一个分流电阻R1，当分流电阻R1的数量为多个时，多个分流电阻R1串联以形成分流电阻R1串的第一端以及第二端，分流电阻R1串的第一端为分流电路的第一端，分流电阻R1串的第二端为分流电路的第二端。

可选地，分流电路包括至少一个分流电阻R1，当稳压二极管D2的数量为一个时，分流电阻R1的第一端为分流电路的第一端，分流电阻R1的第二端为分流电路的第二端。

以下结合图1以及图2说明本实用新型的工作原理：

以瞬态抑制二极管D1的钳位电压在465-500V，即第一电压值在465-500V，第一开关管Q1的栅极开启电压，即第三电压值在10V为例，压敏电阻R2的参数在180V，即第二电压值为180V，此时选用稳压10V的稳压二极管D2：具体如下：

高电尖峰输入时，瞬态抑制二极管(TVS管D1)将电压钳位在500V，稳压二极管D2(稳压10V)将第一开关管Q1栅极电压稳压在10V，第一开关管Q1导通，压敏电阻R2开始工作，将尖峰电压抑制在180V，实现两级抑制效果。在避免并联TVS管的情况，同时还能实现有效的高尖峰电压抑制。解决了现有技术中并联TVS管钳位不均流对TVS管造成损害的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型还提出一种电子设备，包括如上的高尖峰电压抑制电路。

需要说明的是，由于本申请的电子设备包含上述高尖峰电压抑制电路的所有步骤，因此，电子设备也可以实现高尖峰电压抑制电路的所有方案，并具有同样的有益效果，在此不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (9)

1.一种高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述高尖峰电压抑制电路包括：

正极电源线，用于接入电源电压；

负极电源线；

第一级抑制电路，所述第一级抑制电路的输入端与所述正极电源线连接，并用于将所述电源电压钳位在第一电压值；

稳压电路，所述稳压电路的输入端与所述第一级抑制电路的输出端连接，所述稳压电路的输出端与所述负极电源线连接，并用于在所述正极电源线接入电源电压时，将开关电路的受控端的电压稳压在第三电压值；

开关电路，所述开关电路的受控端与所述稳压电路的输入端连接，所述开关电路的第二端与所述负极电源线连接，并用于根据所述第三电压值导通；

第二级抑制电路，所述第二级抑制电路的输入端与所述正极电源线连接，所述第二级抑制电路的输出端与所述开关电路的第一端连接，并用于在所述开关电路导通时，将所述电源电压从所述第一电压值再次钳位至第二电压值。

2.如权利要求1所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述第一级抑制电路包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的阴极为所述第一级抑制电路的输入端，所述瞬态抑制二极管的阳极为所述第一级抑制电路的输出端。

3.如权利要求1所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述第二级抑制电路包括至少一个压敏电阻，当所述压敏电阻的数量为多个时，多个所述压敏电阻串联以形成压敏电阻串第一端以及第二端，所述压敏电阻串的第一端为所述第二级抑制电路的输入端，所述压敏电阻串的第二端为所述第二级抑制电路的输出端；或，

当所述压敏电阻的数量为一个时，所述压敏电阻的第一端为所述第二级抑制电路的输入端，所述压敏电阻的第二端为所述第二级抑制电路的输出端。

4.如权利要求1所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述稳压电路包括至少一个稳压二极管，当所述稳压二极管的数量为多个时，每一所述稳压二极管的阴极与前一所述稳压二极管的阳极连接，多个所述稳压二极管按照上述方式串联以形成稳压串的阳极端以及阴极端，所述稳压串的阴极端为所述稳压电路的输入端，所述稳压串的阳极端为所述稳压电路的输出端；或，

当所述稳压二极管的数量为一个时，所述稳压二极管的阴极为所述稳压电路的输入端，所述稳压二极管的阳极为所述稳压电路的输出端。

5.如权利要求4所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关管，所述第一开关管的受控端为所述开关电路的受控端，所述第一开关管的第一端为所述开关电路的第一端，所述第一开关管的第二端为所述开关电路的第二端。

6.如权利要求5所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述第一开关管为N沟道MOS管。

7.如权利要求5-6任一项所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述高尖峰电压抑制电路还包括分流电路，所述分流电路的第一端与所述第一开关管的受控端连接，所述分流电路的第二端与所述开关电路的第二端连接。

8.如权利要求7所述的高尖峰电压抑制电路，其特征在于，所述分流电路包括至少一个分流电阻，当所述分流电阻的数量为多个时，多个所述分流电阻串联以形成分流电阻串的第一端以及第二端，所述分流电阻串的第一端为所述分流电路的第一端，所述分流电阻串的第二端为所述分流电路的第二端；或，

当所述稳压二极管的数量为一个时，所述分流电阻的第一端为所述分流电路的第一端，所述分流电阻的第二端为所述分流电路的第二端。

9.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的高尖峰电压抑制电路。

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