CN219999224U - 一种直流电源尖峰浪涌抑制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种直流电源尖峰浪涌抑制电路，其包括直流电源、光耦继电器V1、MOS管M1、双向TVS管Q1，所述直流电源的正极经电阻R1、稳压管D1与光耦继电器V1的正输入端连接，且与双向TVS管Q1的一端、MOS管M1的漏极连接，直流电源的负极与光耦继电器V1的负输入端、双向TVS管Q1的另一端连接，光耦继电器V1的正、负输出端分别与MOS管M1的源极、栅极连接，且正输出端经二极管D7接直流电压正输出端；还包括输入电压检测电路。本实用新型通过输入电压检测电路，使光耦继电器的输出端闭合，从而使MOS管栅极和源极之间的电压拉低，关闭MOS管，避免了尖峰对MOS管的冲击，提高了电路的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电源技术领域，尤其是涉及一种直流电源尖峰浪涌抑制电路。
背景技术
在电源设计中，电源输入端需要防止电压尖峰和电压浪涌，因此需要设计合适的尖峰和浪涌抑制电路。目前，常用的尖峰浪涌抑制电路，是大功率 MOSFET管使输出的直流电压的被钳位，降低输出电压，实现直流过压抑制，保护用电设备不受过压损坏；利用大功率的TVS 管（Transient Voltage Suppressor，尖峰抑制二极管）抑制尖峰干扰。上述的电路可以良好地抑制浪涌电压，然而，在负向尖峰试验中，由于MOS管栅源极之间的结电容存在，MOS管仍处于开启状态，因此，负向尖峰进入了栅极，导致MOS管的栅源极承受了高电压，损坏了MOS管。
发明内容
为解决现有技术中的直流输入电源在负向尖峰试验中MOS管易损坏的问题，本实用新型的目的是提供一种直流电源尖峰浪涌抑制电路。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种直流电源尖峰浪涌抑制电路，其包括直流电源、光耦继电器V1、MOS管M1、双向TVS管Q1、基准源U1、555集成定时器N1，所述直流电源的正极经电阻R1、稳压管D1与光耦继电器V1的正输入端连接，且与双向TVS管Q1的一端、MOS管M1的漏极连接，直流电源的负极与光耦继电器V1的负输入端、双向TVS管Q1的另一端连接，光耦继电器V1的正、负输出端分别与MOS管M1的源极、栅极连接，且正输出端经二极管D7接直流电压正输出端；所述MOS管M1的漏极经电阻R2、二极管D2与基准源U1的阴极连接，漏极与栅极之间接有电阻R3，源极经正向串联的二极管D6、二极管D5与栅极连接，栅极经稳压管D3、二极管D4与直流电源的负极连接；所述基准源U1的阳极与直流电源的负极连接，阴极与参考端之间接有电阻R4，阳极与参考端之间接有电阻R5，阴极经电容C2与直流电源的负极连接；所述555集成定时器N1的外接电源端、清零端与基准源U1的阴极连接，输入端经电阻R6与基准源U1的阴极连接，控制电压端经电容C3、输入端经电容C5、接地端与直流电源的负极连接，输入端与放电端之间接有电阻R7，输出端经电阻R8、电容C4与二极管D5的阳极连接；所述直流电源的负极接直流电压负输出端。
由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性：
该直流电源尖峰浪涌抑制电路，其结构简单，设计合理，制作成本低，实用性强，在负向尖峰到来时，通过输入电压检测电路，使光耦继电器的输出端闭合，从而使MOS管栅极和源极之间的电压拉低，关闭MOS管，避免了尖峰对MOS管的冲击，提高了电路的可靠性，能够广泛应用于电源设计中。
附图说明
图1是本实用新型直流电源尖峰浪涌抑制电路的原理图。
实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示，该直流电源尖峰浪涌抑制电路，其包括直流电源、光耦继电器V1、MOS管M1、双向TVS管Q1、基准源U1、555集成定时器N1，所述MOS管M1为N沟道增强型MOS管，所述直流电源的正极VIN+经电阻R1、稳压管D1与光耦继电器V1的正输入端连接，且直流电源的正极与双向TVS管Q1的一端、MOS管M1的漏极连接，直流电源的负极VIN-与光耦继电器V1的负输入端、双向TVS管Q1的另一端连接，光耦继电器V1的正、负输出端分别与MOS管M1的源极、栅极连接，且正输出端经二极管D7接直流电压正输出端VOUT+；所述MOS管M1的漏极经电阻R2、二极管D2与基准源U1的阴极连接，漏极与栅极之间接有电阻R3，源极经正向串联的二极管D6、二极管D5与栅极连接，栅极经串联的稳压管D3和二极管D4、以及与二者并联的电容C1与直流电源的负极VIN-连接；所述基准源U1的阳极与直流电源的负极VIN-连接，阴极与参考端之间接有电阻R4，阳极与参考端之间接有电阻R5，阴极经电容C2与直流电源的负极VIN-连接；所述555集成定时器N1的外接电源端（引脚8）、清零端（引脚4）与基准源U1的阴极连接，且输入端（引脚2、引脚6）经电阻R6与基准源U1的阴极连接，控制电压端（引脚5）经电容C3、输入端（引脚2、引脚6）经电容C5、接地端（引脚1）与直流电源的负极VIN-连接，输入端（引脚2、引脚6）与放电端（引脚7）之间接有电阻R7，输出端（引脚3）经电阻R8、电容C4与二极管D5的阳极连接；所述直流电源的负极VIN-接直流电压负输出端VOUT-。
本实用新型直流电源尖峰浪涌抑制电路，其工作原理为：电源输入正常时，电流由VIN+端口输入，经过电阻R1、稳压管D1、光耦继电器V1的输入臂，再到VIN-端口形成回路，此时常闭光耦继电器V1的输出臂由常闭状态变为开路状态，MOS管M1的栅极和源极断开；当正向尖峰和过压浪涌注入电源输入端时，光耦的输出臂仍为开路状态，栅极电压被稳压管D3钳位在40V左右，浪涌电压被施加在MOS管M1的漏源极之间，后端电路仍能正常工作。
当输入端注入负向尖峰时，由于VIN+端口、电阻R1、稳压管D1和光耦继电器V1的输入臂到VIN-端口的回路不同，因而输出臂为常闭状态，短接了MOS管M1的栅极和源极，使MOS管M1关断，从而在负向尖峰器件避免了对MOSM1管的冲击。
上述的光耦继电器V1的型号为M212。
上述的MOS管M1的型号为IFRP260。
上述的基准源U1的型号为TL431。
上述的555集成定时器N1的型号为TLC555。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其包括直流电源、光耦继电器V1、MOS管M1、双向TVS管Q1、基准源U1、555集成定时器N1，所述直流电源的正极经电阻R1、稳压管D1与光耦继电器V1的正输入端连接，且与双向TVS管Q1的一端、MOS管M1的漏极连接，直流电源的负极与光耦继电器V1的负输入端、双向TVS管Q1的另一端连接，光耦继电器V1的正、负输出端分别与MOS管M1的源极、栅极连接，且正输出端经二极管D7接直流电压正输出端；所述MOS管M1的漏极经电阻R2、二极管D2与基准源U1的阴极连接，漏极与栅极之间接有电阻R3，源极经正向串联的二极管D6、二极管D5与栅极连接，栅极经稳压管D3、二极管D4与直流电源的负极连接；所述基准源U1的阳极与直流电源的负极连接，阴极与参考端之间接有电阻R4，阳极与参考端之间接有电阻R5，阴极经电容C2与直流电源的负极连接；所述555集成定时器N1的外接电源端、清零端与基准源U1的阴极连接，输入端经电阻R6与基准源U1的阴极连接，控制电压端经电容C3、输入端经电容C5、接地端与直流电源的负极连接，输入端与放电端之间接有电阻R7，输出端经电阻R8、电容C4与二极管D5的阳极连接；所述直流电源的负极接直流电压负输出端。
2.根据权利要求1所述的直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其光耦继电器V1的型号为M212。
3.根据权利要求1所述的直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其MOS管M1为N沟道增强型MOS管。
4.根据权利要求3所述的直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其MOS管M1的型号为IFRP260。
5.根据权利要求1所述的直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其基准源U1的型号为TL431。
6.根据权利要求1所述的直流电源尖峰浪涌抑制电路，其特征是：其555集成定时器N1的型号为TLC555。
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