[发明专利]一种高压浪涌抑制电路

说明书

本发明公开了一种高压浪涌抑制电路，属于电路设计技术领域，通过第一开关管和第二开关管的串联及一种较为简单的栅极的稳压控制电路，使串联的第一开关管和第二开关管能共同且相对均衡的吸收过压功率，从而增加电压浪涌抑制能力、扩展输入电压范围及功率适用等级，有效控制输出电压，实现对高压浪涌的抑制，保护后级器件。本发明采用的栅极稳压控制电路可实现自主均压，使过压功率能相对均衡的分布在两个串联的第一开关管和第二开关管上，使其共同承担压降，避免单管烧毁，从而可增加浪涌抑制电路的电压浪涌抑制能力，扩展浪涌抑制电路的输入电压范围及功率适用等级，有效控制输出电压，实现对高压浪涌的箝位抑制。

技术领域

本发明属于电路设计技术领域，涉及一种高压浪涌抑制电路。

背景技术

在电源系统中，设备开关、电源切换、负载突变或受到干扰时，直流供电母线上会产生电压瞬变和浪涌电压，若不对直流母线上的浪涌电压进行抑制，会导致后级电源停止工作或过压烧毁，造成系统故障。因此，采用浪涌抑制电路对浪涌电压进行抑制是极其必要的，能够使电源输入电压保持在安全工作范围，从而保护整个系统。对于有源阻抗低(0.5Ω)，持续时间长(50ms)，总能量比较大的瞬态浪涌，浪涌抑制电路一般都是基于功率开关管的控制电路来实现浪涌电压保护。目前基于功率开关管设计的过压浪涌抑制模块有两种类型：PMOS管浪涌抑制电路和NMOS管浪涌抑制电路。

(1)PMOS管浪涌抑制电路的原理框图如图1所示，工作原理为：采样电路将输入端电压反馈至控制电路，控制PMOS管的栅极电压，当正常输入时，PMOS管正向导通，当有浪涌电压时，检测到输入端电压大于基准值，控制电路动作使PMOS管栅极电压上升，PMOS管截止，从而防止浪涌电压对用电设备造成冲击。在此方法中，PMOS管相当于一个电子开关，在浪涌期间，电源供电会暂时中断，用电设备需完全依靠输出端电容C0来维持电压，此电容必然体积大、重量大、成本高，不利于低成本和小型化设计。

(2)NMOS管浪涌抑制电路的原理框图如图2所示，工作原理为：由二极管、电阻、电容构成的电荷泵作为自举驱动电路进行电平移位，给栅极端电容充电，该充电电压受电压限制电路的控制，当输入电压正常时，NMOS管正向导通，当输入电压出现过压浪涌时，栅极端电压受到限制，NMOS管进入线性工作区，导通电阻迅速增加，承受过压浪涌的电压，确保后级用电设备的输入电压在正常范围内。

NMOS管浪涌抑制电路中所用器件成本低且易于小型化，但NMOS管承受较大的应力和温升，浪涌抑制电路能承受的浪涌功率受到单个NMOS管功率的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中，NMOS管承受较大应力和温升的缺点，提供一种高压浪涌抑制电路。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高压浪涌抑制电路，包括电源、稳压控制电路、第一开关管和第二开关管；第一开关管和第二开关管上均设有漏极、源极和栅极；第一开关管和第二开关管串联，所述电源包括输入端和输出端，输入端与第一开关管的漏极连接，输出端与第二开关管的源极连接；第一开关管的栅极和第二开关管的栅极分别连接有自举驱动电路；

稳压控制电路包括第一稳压管、第二稳压管、第一电容、第二电容、三极管，三极管的基极和分压电阻连接；第一稳压管和第二稳压管串联，第一稳压管的阴极通过第一电容与第一开关管的栅极连接，第二稳压管的阴极通过第二电容与第二开关管的栅极连接。

优选地，所述分压电阻包括两个串联的第三电阻和第四电阻；三极管的基极连接在第三电阻和第四电阻之间，三极管的发射极与第四电阻的另一端共同接地。

进一步优选地，所述稳压控制电路还包括三极管的集电极，三极管的集电极与第三电阻的另一端连接在第一稳压管的阳极上。