專利名稱：一種防超壓防浪涌電壓控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防超壓防浪涌電壓控制電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，汽車以及船舶上的電子設(shè)備的供電都是由汽車船舶上的供電系統(tǒng)提供。但 是汽車船舶上的供電系統(tǒng)存在著浪涌電壓、有時電壓不穩(wěn)定。目前用電設(shè)備通常所使用的 穩(wěn)定電壓的辦法是使用一個穩(wěn)壓管，將負載兩端的電壓限定在某個上限范圍，但是如果供 電系統(tǒng)所提供的是一個持續(xù)時間較長的高壓，這樣就很容易損壞用電設(shè)備供電系統(tǒng)，從而 造成設(shè)備失效。因此目前還很難實現(xiàn)即防止超壓防浪涌又能確保設(shè)備工作正常。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種防超壓防浪涌電壓控制電路。 本發(fā)明使用場效應(yīng)管來控制電路的開閉，使用電容來保證電路的持續(xù)供電。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明包括防超壓電路和判斷控制電路。所述的防超壓電路包括2個電阻，分別為R12、R13 ；1個二極管VD12 ；2個穩(wěn)壓管， 分別為VS11、VS12 ;1個電容Cll ；1個場效應(yīng)管Mll ；其中，輸入電源的正極與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連，場效應(yīng)管Mll的源極S與二 極管VD12的正端相連，二極管VD12的負端與電容Cll的一端相連，電容Cll的另一端接地， 場效應(yīng)管Mll的S極與穩(wěn)壓管VSll的正端相連，穩(wěn)壓管VSll的負端與場效應(yīng)管Mll的柵 極G、穩(wěn)壓管VS12的負端、電阻R13的一端及電阻R12的一端分別相連，穩(wěn)壓管VS12的正端 和電阻R13的另一端分別接地，電阻R12的另一端與判斷控制電路中組合場效應(yīng)管P4中P 溝道場效應(yīng)管的漏極相連；二極管VD12的負端輸出經(jīng)控制后的電壓；所述的判斷控制電路包括10個電阻，分別為R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、 R28、R29、R210 ；1 個二極管 VD21 ；1 個穩(wěn)壓管 VS21 ；6 個電容，分別為 C21、C22、C23、C24、 C25、C26 ；1個電感，為L21 ；4個芯片，分別為升降壓芯片P1，電壓監(jiān)控芯片P2，觸發(fā)器P3A， 組合場效應(yīng)管P4 ；其中，升降壓芯片Pl的EN腳、VCC腳、SWVIN腳以及電容C21、C22的一端分別連接 5V的電壓，電容C21和C22的另一端接地，升降壓芯片Pl的SWOUT腳通過電感L21與升降 壓芯片Pl的LX腳相連，升降壓芯片Pl的LX腳與二極管VD21的正端相連，二極管VD21的 負端分別與電阻R21的一端、電容C23及電容C24相連，電容C23和電容C24的另一端同時 接地，電阻R21的另一端分別與升降壓芯片Pl的FB腳及電阻R22的一端相連，電阻R22的 另一端接地，二極管VD21的負端與電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳相連，電壓監(jiān)控芯片P2的VCC 腳、EN腳相連并通過電容C25接地，電阻R25的一端分別與電阻R26的一端以及電壓監(jiān)控 芯片P2的INB-腳相連，電阻R26的另一端接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+腳通過電阻R27 接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+腳通過電阻R28與電阻R25的另一端以及防超壓電路的電
4容Cll的一端相連，電壓監(jiān)控芯片P2的LOGIC腳接地，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳通過電 阻R29與5V電源的正極相連，5V電源的正極通過電阻R210與電壓監(jiān)控芯片P2的OUTB腳 及觸發(fā)器P3A的⑶腳相連，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳與觸發(fā)器P3A的SD腳相連，觸發(fā)器 P3A的D腳和CLK腳相連并接地，觸發(fā)器P3A的VCC腳通過電容C26接地同時觸發(fā)器P3A的 VCC腳接5V電源的正極，觸發(fā)器P3A的Q腳與組合場效應(yīng)管P4中N溝道場效應(yīng)管的柵極相 連，組合場效應(yīng)管P4中N溝道場效應(yīng)管的源極接地，組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的 源極分別與電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳、穩(wěn)壓管VS21的負端及電阻R23的一端相連，穩(wěn)壓管 VS21的正端、電阻R23的另一端、組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的柵極及電阻R24的 一端相連，電阻R24的另一端與組合場效應(yīng)管P4的中N溝道場效應(yīng)管的漏極相連。本發(fā)明還包括一個二極管VDll，輸入電源的正極通過二極管VDll與場效應(yīng)管Mll 的漏極D相連。本發(fā)明還包括一個電阻R11，輸入電源的正極通過電阻Rll與場效應(yīng)管Mll的漏極 D相連。本發(fā)明還包括一個自恢復(fù)保險絲CB1，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl 與電容Cll的一端相連。本發(fā)明還包括一個自恢復(fù)保險絲CB2，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CB2 輸出經(jīng)控制后的電壓。本發(fā)明還包括一個二極管VDll和自恢復(fù)保險絲CB2，輸入電源的正極通過二極管 VDll與場效應(yīng)管Ml 1的漏極D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CB2輸出經(jīng)控制 后的電壓。本發(fā)明還包括一個電阻Rll和自恢復(fù)保險絲CB2，輸入電源的正極通過電阻Rll與 場效應(yīng)管Mll的漏極D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CB2輸出經(jīng)控制后的電壓。本發(fā)明還包括一個二極管VDll和自恢復(fù)保險絲CB1，輸入電源的正極通過二極管 VDll與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll 的一端相連。本發(fā)明還包括一個電阻Rll和自恢復(fù)保險絲CB1，輸入電源的正極通過電阻Rll與 場效應(yīng)管Mll的漏極D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll的一端 相連。本發(fā)明還包括一個電阻Rll和一個二極管VD11，輸入電源的正極通過二極管VDll 與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連。本發(fā)明還包括一個電阻Rl 1、一個二極管VDl 1和一個自恢復(fù)保險絲CBl，輸入電源 的正極通過二極管VDll與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與場效應(yīng)管Mll的漏極 D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll的一端相連。本發(fā)明還包括一個電阻Rl 1、一個二極管VDl 1、一個自恢復(fù)保險絲CBl和一個自恢 復(fù)保險絲CB2，輸入電源的正極通過二極管VDll與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端 與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl和自恢復(fù)保險絲 CB2輸出控制后的電壓。有益效果
5
本發(fā)明的防超壓防浪涌電路通過控制場效應(yīng)管來實現(xiàn)對輸出電壓的控制，防止持 續(xù)的高壓以及浪涌電壓損壞負載，同時通過電容來保證在電路關(guān)閉時持續(xù)對負載進行供 H1^ ο其次，本發(fā)明可以根據(jù)負載的額定電壓調(diào)節(jié)電阻R21和電阻R22的阻值，當(dāng)組合場 效應(yīng)管導(dǎo)通時，實現(xiàn)對場效應(yīng)管Mll柵極最高電位的設(shè)定，通過調(diào)整電阻R25、R26、R27以及 R28來設(shè)置輸出電壓的上下限，當(dāng)輸出電壓高于所設(shè)置的上限時，判斷控制電路控制場效應(yīng) 管Mll處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)輸出電壓低于所設(shè)置的下限時，判斷控制電路控制場效應(yīng)管Mll處 于導(dǎo)通狀態(tài)，保證了負載可以持續(xù)的工作。而且，本發(fā)明中包括，二極管VDll可以防止輸入電壓的反接，電阻Rll可以防止開 機沖擊電流太大，自恢復(fù)保險絲CBl可以防止場效應(yīng)管Mll導(dǎo)通時電流過大，自恢復(fù)保險絲 CB2可以防止負載電流過大。


圖1是本發(fā)明的電路圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種防超壓防浪涌電壓控制電路，包括防超壓電路和判斷控制電路。所述的防超壓電路包括3個電阻，分別為Rll、R12、R13 ；2個二極管，分別為 VD1LVD12 ；2個穩(wěn)壓管，分別為VS11，VS12 ；1個電容Cll ；1個場效應(yīng)管Mll ；2個自恢復(fù)保 險絲，分別為CB1、CB2。其中，二極管VDll (S5MHE3)的正端與電源的正極相連，二極管VDll的負端通過電 阻Rll (MF73-1R-020-20)與場效應(yīng)管Mil (IRFP4668PbF)的D極相連，場效應(yīng)管Mll的S極 與二極管VD12 (S5MHE3)的正端相連，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl (AHEF1000) 與電容Cll(CAP)的一端相連，并進一步通過自恢復(fù)保險絲CB2(AHEF1000)輸出控制后的 電壓，電容Cll的另一端接地，場效應(yīng)管Mll的S極與穩(wěn)壓管VS11(1.5SMC24⑶2)的正端 相連，穩(wěn)壓管VSll的負端與場效應(yīng)管Mll的G極、穩(wěn)壓管VS12(3KASMC33A)的負端、電阻 R13(49. 9K)的一端及電阻R12(5K)的一端分別相連，穩(wěn)壓管VS12的正端和電阻R13的另一 端分別接地，電阻R12的另一端與判斷控制電路組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的漏極 (5)和(6)相連。所述的判斷控制電路包括10個電阻，分別為R21，R22，R23，R24，R25，R26，R27， R28, R29, R210;l 個二極管 VD21 ;1 個穩(wěn)壓管 VS21 ;6 個電容，分別為 C21，C22, C23, C24, C25，C26 ；1個電感L21 ；4個芯片，分別為升降壓芯片P1，電壓監(jiān)控芯片P2，觸發(fā)器P3A，組 合場效應(yīng)管P4。其中，升降壓芯片Pl (AS1340A-BTDT)的 EN 腳(1)、VCC 腳(2)、SffVIN 腳(3)以及 電容C21 (4. 7uF/50V)、C22 (0. luF/50V)的一端分別連接+5V，電容C21和C22的另一端接 地，升降壓芯片Pl的SWOUT腳(6)通過電感L21 (4R7M)與升降壓芯片Pl的LX腳(5)相 連，升降壓芯片Pl的LX腳(5)與二極管VD21(VSSA210)的正端相連，二極管VD21的負端 分別與電阻R21(3.6M)的一端、電容C23(4. 7uF/50V)及電容C24(0. luF/50V)相連，電容 C23和電容C24的另一端同時接地，電阻R21的另一端分別與升降壓芯片Pl的FB腳(8)及電阻R22(124K)的一端相連，電阻R22的另一端接地，二極管VD21的負端與電壓監(jiān)控芯 片P2(MAX16011TAA+)的VCC腳(1)相連，電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳(1)、EN腳(6)相連并 通過電容C25(0. luF/50V)接地，電阻R25(953K)的一端分別與電阻R26 (49. 9K)的一端以 及電壓監(jiān)控芯片P2的INB-腳(5)相連，電阻R26的另一端接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+ 腳⑶通過電阻R27 (49. 9K)接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+腳⑶通過電阻R28 (910K)與 電阻R25的另一端相連以及防超壓電路的電容Cll的一端相連，電壓監(jiān)控芯片P2的LOGIC 腳⑶接地，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳(7)通過電阻R29(100k)與5V電源的正極相 連，5V電源的正極通過電阻R210 (100K)與電壓監(jiān)控芯片P2的OUTB腳(4)相連及觸發(fā)器 P3A(SN74HC74D)的CD腳(1)相連，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳(7)與觸發(fā)器P3A的SD腳 ⑷相連，觸發(fā)器P3A的D腳⑵和CLK腳(3)相連并接地，觸發(fā)器P3A的VCC腳(14)通 過電容C26(0. luF/50V)接地同時觸發(fā)器P3A的VCC腳(14)接5V電源，觸發(fā)器P3A的Q腳 (5)與組合場效應(yīng)管P4(IRF7350PBF)中N溝道場效應(yīng)管的柵極(2)相連，組合場效應(yīng)管P4 中N溝道場效應(yīng)管的源極(1)接地，組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的源極(3)分別與 電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳(1)、穩(wěn)壓管VS21 (1. 5MC15C)的負端及電阻R23 (30K)的一端相 連，穩(wěn)壓管VS21的正端、電阻R23的另一端、組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的柵極(4) 及電阻R24(30K)的一端相連，電阻R24的另一端與組合場效應(yīng)管P4的中N溝道場效應(yīng)管 的漏極(7)和⑶相連。該電路的工作過程如下根據(jù)負載的額定電壓調(diào)節(jié)電阻R21和R22，使二極管VD21的負極輸出的電壓比負 載所需電壓高約10 30V。根據(jù)負載額定電壓調(diào)節(jié)電阻R25、R26、R27和R28來設(shè)置比較 電壓的上下限。當(dāng)電路輸入一個高壓的時候，場效應(yīng)管Mll若處于導(dǎo)通狀態(tài)，對負載供電、 對電容Cll進行充電，當(dāng)電容Cll兩端的電壓高于比較電壓的上限時，即電壓監(jiān)控芯片P2 的INB-腳和INA+腳的電位皆高于額定上限值，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTB腳輸出低電平，使 得觸發(fā)器P3A的Q腳輸出低電平，組合場效應(yīng)管P4處于關(guān)閉狀態(tài)，則電阻R13將場效應(yīng)管 Mll的柵極電位拉低，場效應(yīng)管Mll關(guān)閉，負載消耗電容Cll內(nèi)存儲的電荷。隨著負載對電 容Cll內(nèi)存儲的電荷的消耗，電容Cll兩端的電壓逐漸下降，當(dāng)電容Cll兩端的電壓低于比 較電壓的下限時，即電壓監(jiān)控芯片P2的INB-腳和INA+腳兩端的電位均低于額定下限值， 電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳輸出低電平，將觸發(fā)器P3A的Q腳置為高電平，使得組合場效應(yīng) 管P4處于導(dǎo)通狀態(tài)，從而使二極管VD21的負端通過組合場效應(yīng)管中P溝道的場效應(yīng)管與 電阻R12短路，因此場效應(yīng)管柵極電位被拉高，場效應(yīng)管Mll處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時輸入的電 流提供負載所需的能量同時對電容Cll進行充電。因此本發(fā)明在持續(xù)高壓輸入的情況下， 可以實現(xiàn)不損壞負載同時對其持續(xù)供電。
權(quán)利要求
一種防超壓防浪涌電壓控制電路，包括防超壓電路和判斷控制電路，其特征在于所述的防超壓電路包括2個電阻，分別為R12、R13；1個二極管VD12；2個穩(wěn)壓管，分別為VS11、VS12；1個電容C11；1個場效應(yīng)管M11；其中，輸入電源的正極與場效應(yīng)管M11的漏極D相連，場效應(yīng)管M11的源極S與二極管VD12的正端相連，二極管VD12的負端與電容C11的一端相連，電容C11的另一端接地，場效應(yīng)管M11的S極與穩(wěn)壓管VS11的正端相連，穩(wěn)壓管VS11的負端與場效應(yīng)管M11的柵極G、穩(wěn)壓管VS12的負端、電阻R13的一端及電阻R12的一端分別相連，穩(wěn)壓管VS12的正端和電阻R13的另一端分別接地，電阻R12的另一端與判斷控制電路中組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的漏極相連；二極管VD12的負端輸出經(jīng)控制后的電壓；所述的判斷控制電路包括10個電阻，分別為R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R210；1個二極管VD21；1個穩(wěn)壓管VS21；6個電容，分別為C21、C22、C23、C24、C25、C26；1個電感，為L21；4個芯片，分別為升降壓芯片P1，電壓監(jiān)控芯片P2，觸發(fā)器P3A，組合場效應(yīng)管P4；其中，升降壓芯片P1的EN腳、VCC腳、SWVIN腳以及電容C21、C22的一端分別連接5V的電壓，電容C21和C22的另一端接地，升降壓芯片P1的SWOUT腳通過電感L21與升降壓芯片P1的LX腳相連，升降壓芯片P1的LX腳與二極管VD21的正端相連，二極管VD21的負端分別與電阻R21的一端、電容C23及電容C24相連，電容C23和電容C24的另一端同時接地，電阻R21的另一端分別與升降壓芯片P1的FB腳及電阻R22的一端相連，電阻R22的另一端接地，二極管VD21的負端與電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳相連，電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳、EN腳相連并通過電容C25接地，電阻R25的一端分別與電阻R26的一端以及電壓監(jiān)控芯片P2的INB 腳相連，電阻R26的另一端接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+腳通過電阻R27接地，電壓監(jiān)控芯片P2的INA+腳通過電阻R28與電阻R25的另一端以及防超壓電路的電容C11的一端相連，電壓監(jiān)控芯片P2的LOGIC腳接地，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳通過電阻R29與5V電源的正極相連，5V電源的正極通過電阻R210與電壓監(jiān)控芯片P2的OUTB腳及觸發(fā)器P3A的CD腳相連，電壓監(jiān)控芯片P2的OUTA腳與觸發(fā)器P3A的SD腳相連，觸發(fā)器P3A的D腳和CLK腳相連并接地，觸發(fā)器P3A的VCC腳通過電容C26接地同時觸發(fā)器P3A的VCC腳接5V電源的正極，觸發(fā)器P3A的Q腳與組合場效應(yīng)管P4中N溝道場效應(yīng)管的柵極相連，組合場效應(yīng)管P4中N溝道場效應(yīng)管的源極接地，組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的源極分別與電壓監(jiān)控芯片P2的VCC腳、穩(wěn)壓管VS21的負端及電阻R23的一端相連，穩(wěn)壓管VS21的正端、電阻R23的另一端、組合場效應(yīng)管P4中P溝道場效應(yīng)管的柵極及電阻R24的一端相連，電阻R24的另一端與組合場效應(yīng)管P4的中N溝道場效應(yīng)管的漏極相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個二極管 VDl 1，輸入電源的正極通過二極管VDll與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個電阻 R11，輸入電源的正極通過電阻Rll與場效應(yīng)管Mll的漏極D相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自恢復(fù) 保險絲CB1，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll的一端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自恢復(fù) 保險絲CB2，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CB2輸出經(jīng)控制后的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自 恢復(fù)保險絲CB2，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CB2輸出經(jīng)控制后的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自 恢復(fù)保險絲CB1，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll的一端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個二極管 VD11，輸入電源的正極通過二極管VDll與電阻Rll的一端相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自恢復(fù) 保險絲CB1，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl與電容Cll的一端相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的防超壓防浪涌電壓控制電路，其特征在于還包括一個自恢 復(fù)保險絲CB2，二極管VD12的負端通過自恢復(fù)保險絲CBl和自恢復(fù)保險絲CB2輸出控制后 的電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種防超壓防浪涌電壓控制電路。通過控制場效應(yīng)管的開閉來實現(xiàn)對輸出電壓的控制，當(dāng)輸出的電壓高于設(shè)置的電壓上限時，場效應(yīng)管的柵極電位被拉低，場效應(yīng)管處于關(guān)閉狀態(tài)，此時負載消耗電容中存儲的電荷；當(dāng)輸出的電壓低于設(shè)置的電壓下限時，場效應(yīng)管的柵極電位被拉高，場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時通過場效應(yīng)管輸入的電流對負載進行供電并對電容進行充電。本發(fā)明可以防止持續(xù)的高壓及浪涌損壞負載，同時通過電容來保證在場效應(yīng)管關(guān)閉時持續(xù)對負載進行供電。同時本發(fā)明可以根據(jù)負載的額定電壓對電路進行調(diào)節(jié)，使得輸出的電壓與負載的額定電壓相匹配，以便適用于具有不同額定電壓的負載。
文檔編號H02H9/04GK101950955SQ20101026915
公開日2011年1月19日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者張長杰, 曲秀杰 申請人:北京理工大學(xué)