[发明专利]一种车载电源抗浪涌装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源附属设备。

背景技术

汽车电源由蓄电池和发电机组成。汽车在使用过程中，存在汽车 浪涌电压(瞬变)，它是随机的、可重复性的。重复性的瞬变(例如引 擎的转动)可能产生数百伏特的电压，对于车载电子组件来说，最为 剧烈的瞬变来源于负载突降(load dump)。负载突降是急促的能量卸 放，当发电机向负载提供充电电流时，蓄电池的快速断开所引起的能 量突然释放就是负载突降。此外，由于使用了串联堆叠的蓄电池，汽 车发动时能产生过压条件。其它的瞬变可能源于点火系统的噪声、继 电器开启及关闭以及诸如保险丝熔断等单稳态事件。由于汽车电压的 瞬变，由车载电源系统供电的负载电路就必须要能耐受这种严酷的环 境。由于信息技术的发展，车主的需求日新月异。很多汽车都加装了 后装电子设备，以实现某些特别需要的功能，这些后装电子设备必须 要能够抵抗很高的汽车浪涌电压冲击。传统的方法是在这些电子设备 前端采用等级比较高的浪涌抑制芯片。目前等级比较高的浪涌抑制芯 片往往价格比较高且不能抵抗持续的高浪涌电压冲击，不适应各种后 装电子设备的基本安全要求。

发明内容

本发明旨在提供一种车载电源抗浪涌装置，它成本比较便宜又可 以抵御持续的高浪涌电压冲击，保护负载不受其危害。

本发明的技术方案是：一种车载电源抗浪涌装置，一个N沟道 MOS管的输入端-D端和地线分别连接汽车电源的正负极，该MOS 管的输出端-S端向负载提供直流输出；一个充电泵电路连接在该 MOS管的S端与控制端-G端之间，为该MOS管G端提供驱动电压； 一个启动电路连接在该MOS管的D端与G端之间，在汽车电源最初 提供输入电压时为该MOS管的G端提供初始驱动电压，启动本装置； 一个箝位电路连接在该MOS管G端与地线之间，在D端的电压高于 箝位电压而低于关断电压时控制该MOS管S端直流输出略低于箝位 电压，在D端的电压低于箝位电压时控制该MOS管S端直流输出略 低于D端的电压；一个过压保护电路连接在该MOS管D端与地线之 间，该过压保护电路的输出端连接该MOS管G端，控制该MOS管 在D端的电压高于关断电压时切断S端直流输出。

所述的启动电路包含串联使用的二极管和限流电阻。

所述的箝位电路包含并联使用的稳压二极管和电容器。

所述的过压保护电路中串联使用的稳压二极管和限流电阻从N 沟道MOS管D端获得过压信号并提供给开关三极管的控制端，使开 关三极管的输出端所连接的N沟道MOS管G端接近地电平，N沟道 MOS管截止，停止直流输出。

所述的充电泵电路包含以运算放大器为核心的方波发生器、两个 串联的二极管和一个电容；这两个二极管连接在N沟道MOS管的G 端与S端之间；电容连接在这两个二极管的连接点与运算放大器的输 出端之间。

所述的方波发生器中有三个阻值相等的电阻，这三个电阻中的两 个串联在N沟道MOS管S端与地线之间，上述两个电阻的连接点连 接运算放大器的正输入端及这三个电阻中的另一个电阻，该电阻的另 一端连接运算放大器的输出端；方波发生器中另有一个电阻串接在运 算放大器的输出端与负输入端之间，运算放大器的负输入端经一个电 容接地线，该电阻与该电容构成调整方波发生器输出方波频率的RC 充放电电路。

所述的汽车电源的正极与N沟道MOS管D端之间串接一个功率 二极管，抑制负电压尖峰并防电源反接。