專利名稱：瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于低壓DC電源與DC/DC功率變換器之間，具有能夠抑制 瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌功能的電子線路，尤其是涉及一種瞬時(shí)電壓尖峰 與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器。
背景技術(shù)：
在一個(gè)系統(tǒng)中通常包括低壓DC電源和子系統(tǒng)，而低壓DC電源不可能為其 系統(tǒng)中眾多的子系統(tǒng)提供子系統(tǒng)需要的多種工作電壓。 一般都需要由開關(guān)式 DC/DC功率變換器為子系統(tǒng)供電。開關(guān)式DC/DC功率變換器通常包括逆變器，輸 入輸出隔離變壓器，和在隔離變壓器次級(jí)側(cè)的整流器。該逆變器通常包括主功 率開關(guān)，如場(chǎng)效應(yīng)管(FET)，其將DC輸入電壓變換為AC電壓，然后，輸入輸 出隔離變壓器將AC電壓轉(zhuǎn)換為其它值，并且整流器在功率變換器的輸出產(chǎn)生所 需的DC電壓。以達(dá)到為子系統(tǒng)供電的目的。但是低壓DC電源里不可避免的存 在有瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌，并且它的出現(xiàn)是隨機(jī)的和不可預(yù)知的。由 于有瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌的存在，體現(xiàn)在功率變換器上，就會(huì)使主功 率開關(guān)和隔離變壓器次級(jí)側(cè)的更高峰值電壓額定值的電壓應(yīng)力增大，會(huì)對(duì)功率 變換器的設(shè)計(jì)造成困難，盡管它可以釆用更高峰值電壓額定值的功率開關(guān)和整 流開關(guān)，這對(duì)于二到三伏輸出穩(wěn)定狀態(tài)輸出電壓的功率變換器尤可，但對(duì)于更 高穩(wěn)定狀態(tài)輸出電壓(例如24伏或36伏)的功率變換器而言這個(gè)問題就顯的 非常嚴(yán)重，這是因?yàn)楦叻逯惦妷侯~定值的主功率開關(guān)體積更大導(dǎo)通電阻也更 高，更高峰值電壓額定值的整流開關(guān)它的導(dǎo)通壓降也大。采用這種方法的結(jié)果 就是功率變換器的效率降低，功率變換器本身會(huì)變的很熱，使得功率變換器的 工作性能更差而且成本更高。因此，采用更高峰值電壓額定值的主功率開關(guān)和 更高峰值電壓額定值的整流開關(guān)的方法是不切實(shí)際的。而瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)
3電壓浪涌對(duì)電子設(shè)備的危害極大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí) 電壓浪涌抑制器，其將瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制在一個(gè)可以接受的范 圍內(nèi)，用于安裝在需要保護(hù)的各種各樣的裝備中(如低壓DC源的輸出與DC/DC 功率變換器輸入之間)。從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為所述的瞬時(shí)電壓尖峰浪涌抑 制器，瞬時(shí)電壓尖峰浪涌抑制器，包括有低壓DC電源、DC/AC變換器、DC/AC 變換器供電的啟動(dòng)電路和倍壓整流電路，其特點(diǎn)是還包括有所述的低壓DC電 源的正極Vin+與電容器Cl的一端相連，電容器C1的另一端連接到低壓DC源的 負(fù)極Vin-,浪涌抑制二極管Dzl的一端連接到低壓DC源的正極Vin+，另一端 連接剄低壓DC源的負(fù)極Vin-， DC/AC變換器一端通過DC/AC變換器的啟動(dòng)電路 與低壓DC源的正極Vin+相連，DC/AC變換器另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-， DC/AC變換器的輸出端與倍壓整流電路的輸入端相連，倍壓整流電路的輸出端分 別與場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極、電阻器Rl —端和穩(wěn)壓管Dz2的負(fù)極相連，電阻 器Rl的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，穩(wěn)壓管Dz2的正極連接到場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl源極，場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl漏極與低壓DC源的正極Vin+相連，電容器Cll的 一端連接到輸出端Vout+，電容器Cll的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，浪涌 抑制二極管Dz3 —端連接到輸出端Vout+，浪涌抑制二極管Dz3另一端接低壓 DC源的負(fù)極Vin-，主要作用是抑制由負(fù)載電路產(chǎn)生的尖峰浪涌電壓。
其中倍壓整流電路將DC/AC變換器輸出的交流AC電壓整流成直流DC電壓 為場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極提供需要的柵極電壓，用以保證柵極電壓與輸出電壓 的差值能使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。并使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl源 極電壓(即抑制器電路輸出電壓Vout)小于或等于(V2-4)伏，從而保證使場(chǎng) 效應(yīng)管源極輸出電壓也就是尖峰浪涌電壓抑制器電路輸出電壓在正常范圍內(nèi)。
場(chǎng)效應(yīng)管(FET)源極輸出電路由場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl，穩(wěn)壓二極管Dz2和 電阻器Rl構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)管(FET)源極輸出電路，場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl相當(dāng)于一個(gè) 開關(guān)用來輸出電流，穩(wěn)壓二極管Dz2使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵源極間電壓值在一個(gè)安全范圍。保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)不受損害，由于場(chǎng)效應(yīng)管(FET)是電壓控 制器件，所以要由R1為場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極提供一個(gè)電流回路。
所述的電容器Cl與浪涌抑制二極管Dzl并聯(lián)，所述的低壓DC源的負(fù)極Vin-接地。構(gòu)成中輸入瞬時(shí)電壓尖峰抑制電路，其主要作用是抑制輸入瞬時(shí)電壓尖 峰。
電容器C2和浪涌抑制二極管Dz3與輸出端Vout+相連端接場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl 的源極。
所述的DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路包括有電阻R2和并聯(lián)在電阻R2兩端 的恒流源，電阻R2的一端接低壓DC電源的正極Vin+，電阻R2的另一端通過穩(wěn) 壓電路接DC/AC變換器輸入端。所述的穩(wěn)壓電路包括有并接的穩(wěn)壓二極管Dz2 和鉭電容C2，穩(wěn)壓二極管Dz2的負(fù)極和鉭電容C2的的正極接DC/AC變換器Vcc 端，穩(wěn)壓二極管Dz2的正極和鉭電容C2的負(fù)極接地。其為DC/AC變換器提供一 個(gè)穩(wěn)定的電壓和恒定的電流，用以保證DC/AC變換器輸出的AC電壓幅度恒定。
本發(fā)明的有益效果是所述的瞬時(shí)電壓尖峰浪涌抑制器，其可被集成為獨(dú) 立完整的既能抑制瞬時(shí)電壓尖峰，又能抑制瞬時(shí)電壓浪涌，同時(shí)又能高效傳導(dǎo) 電流，容易設(shè)計(jì)在DC/DC電源模塊輸入級(jí)或其它須要被保護(hù)的系統(tǒng)的電子線路。


圖l是本發(fā)明的電路原理圖2是本發(fā)明圖1中的DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路原理圖； 圖3是本發(fā)明圖1中的DC/AC變換器原理圖； 圖4是本發(fā)明圖1中的倍壓整流電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。
實(shí)施例，見圖l，所述的瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，包括有低壓 DC電源、DC/AC變換器、DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路和倍壓整流電路，其特點(diǎn) 是還包括有所述的低壓DC電源的正極Vin+與電容器Cl的一端相連，電容器 Cl的另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-，浪涌抑制二極管Dzl的一端連接到
5低壓DC源的正極Vin+，另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-, DC/AC變換器一 端通過DC/AC變換器的啟動(dòng)電路與低壓DC源的正極Vin+相連，DC/AC變換器另 一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-， DC/AC變換器的輸出端與倍壓整流電路的輸 入端相連，倍壓整流電路的輸出端分別與場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極、電阻器Rl 一端和穩(wěn)壓管Dz2的負(fù)極相連，電阻器Rl的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-， 穩(wěn)壓管Dz2的正極連接到場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl源極，場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl漏極與 低壓DC源的正極Vin+相連，電容器Cll的一端連接到輸出端Vout+，電容器Cll 的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，浪涌抑制二極管Dz3 —端連接到輸出端 Vout+，浪涌抑制二極管Dz3另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，主要作用是抑制
由負(fù)載電路產(chǎn)生的尖峰浪涌電壓。
其中倍壓整流電路將DC/AC變換器輸出的交流AC電壓整流成直流DC電壓 為場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極提供需要的柵極電壓，用以保證柵極電壓與輸出電壓 的差值能使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。并使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl源 極電壓(即抑制器電路輸出電壓Vout)小于或等于(V2-4)伏，從而保證使場(chǎng) 效應(yīng)管(FET) Tl源極輸出電壓也就是尖峰浪涌電壓抑制器電路輸出電壓在正常 范圍內(nèi)。
場(chǎng)效應(yīng)管(FET)源極輸出電路由場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl，穩(wěn)壓二極管Dz2和 電阻器Rl構(gòu)成場(chǎng)效應(yīng)管(FET)源極輸出電路，場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl相當(dāng)于一個(gè) 開關(guān)用來輸出電流，穩(wěn)壓二極管Dz2使場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵源極間電壓值在一 個(gè)安全范圍。保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl不受損害，由于場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl是電 壓控制器件，所以要由Rl為場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl柵極提供一個(gè)電流回路。
所述的電容器CI與浪涌抑制二極管Dzl并聯(lián)，所述的低壓DC源的負(fù)極Vin-接地。構(gòu)成中輸入瞬時(shí)電壓尖峰抑制電路，其主要作用是抑制輸入瞬時(shí)電壓尖 峰。
電容器Cll和浪涌抑制二極管Dz3并聯(lián)后一端與輸出端Vout+和場(chǎng)效應(yīng)管源極相連， 另一端接地。
見圖2，所述的DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路包括有電阻R2和并聯(lián)在電阻 R2兩端的恒流源，電阻R2的一端接低壓DC電源的正極Vin+，電阻R2的另一 端通過穩(wěn)壓電路接DC/AC變換器Vcc端。所述的穩(wěn)壓電路包括有并接的穩(wěn)壓二
6極管Dz2和鉭電容C2，穩(wěn)壓二極管Dz2的負(fù)極和鉭電容C2的正極接DC/AC變換 器的Vcc端，穩(wěn)壓二極管Dz2的正極和鉭電容C2的負(fù)極接地。其為DC/AC變換 器提供一個(gè)穩(wěn)定的電壓和恒定的電流，用以保證DC/AC變換器輸出的AC電壓幅 度恒定。
見圖3，所述的DC/AC變換器包括振蕩電路IC1及外圍電路，其中外圍電路 包括有電容C3、電容C4、電阻R4和電阻R5。
見圖4，所述的倍壓整流電路包括有二極管D1、 二極管D2、 二極管D3、 二 極管D4、 二極管D5、 二極管D6、 二極管D7、電容C5、電容C6、電容C7、電容 C8、電容C9和電容C10。
權(quán)利要求
1. 一種瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，包括有低壓DC電源、DC/AC變換器、DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路和倍壓整流電路，其特征是還包括有所述的低壓DC電源的正極Vin+與電容器C1的一端相連，電容器C1的另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-，浪涌抑制二極管Dz1的一端連接到低壓DC源的正極Vin+，另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-，DC/AC變換器一端通過DC/AC變換器的啟動(dòng)電路與低壓DC源的正極Vin+相連，DC/AC變換器另一端連接到低壓DC源的負(fù)極Vin-，DC/AC變換器的輸出端與倍壓整流電路的輸入端相連，倍壓整流電路的輸出端分別與場(chǎng)效應(yīng)管(FET)T1柵極、電阻器R1一端和穩(wěn)壓管Dz4的負(fù)極相連，電阻器R1的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，穩(wěn)壓管Dz4的正極連接到場(chǎng)效應(yīng)管(FET)源極，場(chǎng)效應(yīng)管(FET)漏極與低壓DC源的正極Vin+相連，電容器C11的一端連接到輸出端Vout+，電容器C11的另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，浪涌抑制二極管Dz3一端連接到輸出端Vout+，浪涌抑制二極管Dz3另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-。
2. 如權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，其特征在于所述 的電容器CI與浪涌抑制二極管Dzl并聯(lián)，所述的低壓DC源的負(fù)極Vin-接地。
3. 如權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，其特征在于所述 的電容器C2和浪涌抑制二極管Dz3與輸出端Vout+相連端接場(chǎng)效應(yīng)管(FET) Tl 源極。
4. 如權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，其特征在于所述 的DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路包括有電阻R2和并聯(lián)在電阻R2兩端的恒流 源，電阻R2的一端接低壓DC電源的正極Vin+,電阻R2的另一端通過穩(wěn)壓 電路接DC/AC變換器輸入端。
5. 如權(quán)利要求4所述的瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器，其特征在于所述 的穩(wěn)壓電路包括有并接的穩(wěn)壓二極管Dz2和鉭電容C2，穩(wěn)壓二極管Dz2的負(fù) 極和鉭電容C2的的正極接DC/AC變換器Vcc端，穩(wěn)壓二極管Dz2的正極和鉭 電容C2的負(fù)極接地。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于低壓DC電源與DC/DC功率變換器之間，具有能夠抑制瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌功能的電子線路，尤其是涉及一種瞬時(shí)電壓尖峰與瞬時(shí)電壓浪涌抑制器。包括有低壓DC電源、DC/AC變換器、DC/AC變換器供電的啟動(dòng)電路和倍壓整流電路，其特點(diǎn)是還包括有所述的低壓DC電源與輸入瞬時(shí)電壓尖峰抑制電路相連，輸入瞬時(shí)電壓尖峰抑制電路與DC/AC變換器、DC/AC變換器的啟動(dòng)電路、倍壓整流電路相連，倍壓整流電路與場(chǎng)效應(yīng)管相連，浪涌抑制二極管Dz3一端連接到輸出端Vout+，浪涌抑制二極管Dz3另一端接低壓DC源的負(fù)極Vin-，其可被集成為獨(dú)立完整的既能抑制瞬時(shí)電壓尖峰，又能抑制瞬時(shí)電壓浪涌，同時(shí)又能高效傳導(dǎo)電流，應(yīng)用在DC/DC電源模塊輸入級(jí)或其它須要被保護(hù)的系統(tǒng)的電子線路。
文檔編號(hào)H02M3/24GK101499654SQ20081023210
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者郭誠(chéng)實(shí) 申請(qǐng)人:天水華天微電子股份有限公司