[发明专利]一种浪涌抑制保护器

说明书

本发明提出了一种浪涌抑制保护器，属于电路技术领域，用于在当外接直流电源形成浪涌电压时，为负载提供持续和稳定的电压，同时简化浪涌抑制保护器的结构，包括防反接电路、开关电路、隔离反馈电路和钳位电路，防反接电路包括TVS管和第一限流电阻，实现防电源反接功能；开关电路包括场效应管和第二限流电阻，用于实现对浪涌电压的控制；隔离反馈电路包括光耦和第三限流电阻，实现对浪涌电压的检测和反馈；钳位电路包括稳压二极管和反馈分压电阻，实现在直流电源输入浪涌电压时对负载输出保护电压；提高了浪涌抑制保护器可以抑制的浪涌电压时间，简化了电路结构，降低了成本；用于实现对机载或车载用电设备的防浪涌保护功能。

技术领域

本发明属于电路技术领域，涉及一种浪涌抑制保护器，具体涉及一种机载或车载设备的浪涌抑制保护器。

背景技术

浪涌是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电压或电流峰值的过载电压或电流，它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏，如PN结电容击穿，电阻烧断等等。在机载或车载电源系统中，供电系统会在工作时产生浪涌电压，一般浪涌时间接近50ms，浪涌电压峰值可以达到80V，甚至浪涌时间会持续更长，对负载设备造成影响，严重时会对引起负载设备不可逆的损坏。因此，通常需要在负载的前端加入浪涌抑制保护器，保护负载电路。

浪涌抑制保护器一般需要反向保护电路，包括电阻、电容、二极管、三极管或TVS管；由采样电阻组成的输入电压检测电路；浪涌控制电路，一般包括场效应管，三极管，浪涌控制芯片以及电阻；输出电压反馈电路，主要由电阻组成；钳位电压电路，包括电阻、二极管或三极管等。其中浪涌控制电路为核心，一般通过开关电路或者成熟的浪涌抑制控制芯片实现。浪涌抑制保护器的工作原理为通过反向保护防止输入电源不慎接反损坏浪涌抑制保护器和其后端连接的负载，通过输入检测电路来判断直流电源输入是否存在浪涌电压，浪涌控制电路和钳位电路在直流输入存在浪涌电压时调整输出电压，在浪涌电压到来时为负载持续提供一个稳定安全的输出电压。对于车载尤其是机载的浪涌抑制保护器，需要满足浪涌电压出现时输出电压接近工作电压，浪涌抑制工作状态时输出稳定等防浪涌指标。现阶段，浪涌抑制保护器的研究发展方向为使浪涌抑制保护器承受浪涌电压时间更长、电路结构更简单、体积重量更小、成本更低的方向发展。目前的现有技术针对上述需求进行了减少器件来优化结构和降低成本，采用成熟的控制芯片等方法缩小浪涌保护器体积等，如申请公布号为CN 108233351 A，名称为“一种浪涌抑制保护器”的专利申请，公开了一种防浪涌保护电路，该发明由电源反向保护电路、输入电源电压检测电路、浪涌控制芯片、浪涌抑制电路、预警时间设置电路、输出钳位电压调节电路。当浪涌电压到来时该浪涌抑制保护器输出钳位电压，但是当浪涌电压持续时间长时，定时器充电超过阈值，该浪涌抑制保护器断开对负载的输出。该发明以浪涌抑制芯片作为浪涌抑制电路的核心，减少元器件，缩小了占用空间；但浪涌电压持续时间过长时会断开后续负载电压，虽然保护了浪涌抑制保护器和负载，却会造成负载无法正常工作；另外其芯片配套电路采用器件仍然较多，电路结构简化有限，占用空间仍然较大；且浪涌控制芯片价格高，不利于降低成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供了一种浪涌抑制保护器，用于在当外接直流电源形成浪涌电压时，为负载提供持续和稳定的电压，同时简化浪涌抑制保护器的结构。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括防反接电路、开关电路、隔离反馈电路和钳位电路，其中：

所述防反接电路，包括TVS管D1和第一限流电阻R1；所述TVS管D1负极与外接直流电源相连，正极与R1相连，用于防止因外接直流电源不慎反接对开关电路、隔离反馈电路和钳位电路及负载的损坏，同时实现当外接直流电源形成浪涌电压时与第一限流电阻R1的导通；所述第一限流电阻R1另一端接地，用于防止浪涌电流对TVS管D1的损坏；

所述开关电路，包括场效应管Q和与Q的G级相连的第二限流电阻R2；所述场效应管Q的S级与防反接电路中的TVS管D1的负极相连；所述第二限流电阻R2的另一端接地；