[发明专利]一种电源预处理电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源预处理电路。

背景技术

随着机载电子设备的不断进步与发展，过压浪涌、瞬态尖峰浪涌等“电污染”已成为一项严重影响用电设备使用和损坏的重要的实现的问题，某型号任务对航空加固计算机要求研制满足相关要求电源，同时要具有灵活的配置，满足安全性、散热性、可靠性和电磁兼容方面的要求。在某机载设备计算机中，电源模块的主要功能是实现电源转换，将机上一次电源电压转换为计算机需要的各种直流电压。由于该型号飞机供电情况复杂，存在传导噪声、磁场辐射干扰、过压浪涌、尖峰浪涌、欠压浪涌等一系列问题，其中会造成电源模块、以及用电模块损坏等严重故障的主要问题是过压浪涌和尖峰浪涌，目前不同飞机有不同类型的供电系统，执行的标准也不同，根据使用条件的不同，常在功率转换功能模块前采用预处理技术，常用的有压敏电阻(VSR)法和TVS法。

参见图1，压敏电阻(VSR)法在输出负载较轻时，可以通过在电源模块输入端并接一组压敏电阻VSR(Voltage Sensitiv resistor)，如图1所示的方案来处理浪涌。压敏电阻VSR是过压保护元件，抗冲击电流的能力很强，通流量可达到100A～20KA；漏电流低于几至几十微安，工作稳定，电阻温度系数低于0.05％/℃。压敏电阻是以氧化锌(ZnO)为主要材料制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元件，其电阻值随电压的变化而变化。

参见图2，瞬态二极管TVS(Transient Voltage Suppressor)法在输出负载轻时，可以在输入端串入一个二端口网络，这里我们要注意电阻R的额定功率(P)，要满足在正常供电输入电流(I)时的电阻功耗(I²R)小于P。在浪涌期间，电压将被钳位在大功率TVS的设定电压，浪涌功率被消耗在电阻(R)与TVS管上，达到我们的设计值。此方案主要针对小功率输入的情况，不但可以抑制短时间的过压浪涌，而且可以抑制瞬态尖峰。

在实际应用中，压敏电阻(VSR)法和瞬态二极管(TVS)法，只能在轻载使用，应用范围比较窄；正常使用时功率损耗大；保护效果有限；也影响速度。

发明内容

为了解决现有的电源预处理电路应用范围局限、功率损耗大、保护效果不好的技术问题，本发明提供一种电源预处理电路。

本发明的技术方案如下：

一种电源预处理电路，其特殊之处在于：该电路包括尖峰抑制电路、保护电路、隔离电路、控制电路；所述尖峰抑制电路并联于供电端的供电母线上；所述保护电路与隔离电路串联于DC/DC转换模块的供电母线上；所述控制电路控制保护电路的状态。

上述电源预处理电路还包括用于给控制电路供电的辅助电源。

上述辅助电源包括降压单元2。

上述控制电路包括依次连接的稳压单元3和驱动单元4，所述稳压单元3是用于根据驱动单元需要提供稳定的电压，所述驱动单元4是用于通过自身电压与保护电路输出端电压的压差驱动保护电路的开合；所述稳压单元3的输入端与辅助电源的降压单元2连接，所述驱动单元4的输出端与保护电路连接。

上述保护电路由场效应管5组成，所述场效应管5的D端接母线，场效应管5的S端接隔离电路的输入端，场效应管5的G端接控制电路。

上述尖峰抑制电路由两个反向的瞬态抑制二极管1串联组成。

上述隔离单元由隔离二极管6组成。

上述电路还包括位于供电端和尖峰抑制电路之间的用于防止故障蔓延的保险丝7。

本发明的所具有的优点：

1、应用范围广：本发明在整个预处理电路中将尖峰抑制电路和保护电路结合起来，既可以完成尖峰浪涌的处理，又可以完成过压浪涌的处理，应用范围广。

2、功率损耗小：本发明在正常供电范围内，尖峰抑制电路处于开路状态，无能量损耗；保护电路处于低阻抗导通状态，导通阻抗为毫欧级，功率损耗很低，满足安全性、散热性和可靠性方面的要求。

3、保护效果好：本发明钳位电路法采用综合分层逐级处理的方式，电压较高、时间较短的尖峰浪涌通过尖峰抑制电路钳位、吸收；电压较低、时间较长的过压浪涌和尖峰抑制器未吸收的尖峰电压通过保护电路钳位、吸收。

4、响应时间比较快：本发明过压浪涌的时间是毫秒级的，钳位电路法中的尖峰抑制电路、保护电路的响应时间是微秒级，满足对过压浪涌的响应时间要求。

附图说明

图1为现有的压敏电阻法电路示意图；

图2为现有的瞬态二极管法的电路示意图；

图3为本发明的电源预处理电路的示意图；