一種雙向浪涌保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種雙向浪涌保護(hù)電路，包括向負(fù)載輸送電流的正極線路和負(fù)極線路，在正極線路和負(fù)極線路之間連接有防止電源方向浪涌沖擊的正向保護(hù)電路，在正向防護(hù)電路和負(fù)載之間還連接有防止負(fù)載方向浪涌沖擊的負(fù)向保護(hù)電路。本實(shí)用新型在常規(guī)浪涌電路上再配置防止負(fù)載方向浪涌沖擊的反向防護(hù)電路，以避免個(gè)別負(fù)載的大電流損壞正向防護(hù)電路以及并聯(lián)的其它設(shè)備，提高了電路的穩(wěn)定性，保證了電子設(shè)備的安全。
【專利說明】—種雙向浪涌保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種防止電路上因?yàn)槔讚舳斐呻妷鹤兓睦擞糠雷o(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備在工作時(shí)，常常在電源接通的瞬間發(fā)生浪涌現(xiàn)象，或是在電路出現(xiàn)異常(如雷擊而產(chǎn)生的電流波動)情況下而產(chǎn)生遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)電流的峰值電流或過載電流，其電流短時(shí)間內(nèi)會產(chǎn)生強(qiáng)力脈沖，它很可能使電子設(shè)備在浪涌的一瞬間燒壞，如PN結(jié)電容擊穿，電阻燒斷等等，因此一般電路上都設(shè)置有浪涌保護(hù)電路，常規(guī)做法是利用非線性元器件對高頻(浪涌)敏感的特性而設(shè)計(jì)的保護(hù)電路，簡單而常用的是并聯(lián)大小電容和串聯(lián)電感，這雖然能夠起到抑制浪涌的作用，但是在不發(fā)生浪涌的時(shí)間內(nèi)，其也在消耗功率，提高了電路中的無功損耗。此外現(xiàn)有浪涌電路僅能夠防止電流輸入方向的浪涌，但是實(shí)際使用時(shí)，浪涌現(xiàn)象也會由負(fù)載方向產(chǎn)生，這種負(fù)向浪涌現(xiàn)象會燒壞保護(hù)電路，進(jìn)而會對電路上的其它負(fù)載造成破壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中浪涌保護(hù)電路的無功損耗大以及無法雙向防止浪涌的問題，本實(shí)用新型提供一種能夠減少電路不工作時(shí)的功率消耗以及防止負(fù)載方向浪涌的雙向保護(hù)電路。具體方案如下:一種雙向浪涌保護(hù)電路，包括向負(fù)載輸送電流的正極線路和負(fù)極線路，在正極線路和負(fù)極線路之間連接有防止電源方向浪涌沖擊的正向保護(hù)電路，其特征在于，在正向防護(hù)電路和負(fù)載之間還連接有防止負(fù)載方向浪涌沖擊的負(fù)向保護(hù)電路。
[0004]為減少浪涌電路的無功損耗:所述正向保護(hù)電路包括并聯(lián)在正極線路上的場效應(yīng)管Ql和三極管VT1，其中場效應(yīng)管Ql的漏極和柵極分別與三極管VTl的發(fā)射極、基極連接，正極線路的輸入端連接在場效應(yīng)管Ql漏極與三極管VTl發(fā)射極的連線上，而輸出端與場效應(yīng)管Ql的源極連接，在場效應(yīng)管Ql的漏極和源極兩端連接有降流電阻R1，在正極線路的輸出端與負(fù)載之間連接有接地的電容C，三極管VTl的集電極與基極連接后通過限流電阻R2與負(fù)極線路連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與漏極連接后與三極管VTl的集電極連接。
[0005]為防止負(fù)載的浪涌沖擊:所述負(fù)向保護(hù)電路包括串聯(lián)在正極線路和負(fù)極線路之間的二極管Dl和場效應(yīng)管Q2，其中二極管Dl的陰極與正極線路連接陽極與場效應(yīng)管Q2的漏極連接，場效應(yīng)管Q2的源極與負(fù)極線路連接，柵極與正極線路連接。
[0006]優(yōu)選方案為:所述場效應(yīng)管Q2的源極和漏極之間連接有寄生二極管D2。
[0007]另一優(yōu)選方案為:所述場效應(yīng)管Q2的柵極與正極線路之間連接有分流電阻R3。
[0008]另一優(yōu)選方案為:所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接降壓二極管D3。
[0009]另一優(yōu)選方案為:所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接有與降壓二極管D3并聯(lián)的緩沖電容C2。
[0010]另一優(yōu)選方案為:8、在電容C2與正極線路和負(fù)極線路連接點(diǎn)的前面分別設(shè)置有二極管D4和二極管D5，其中二極管D5為反向連接在負(fù)極線路上。
[0011]本實(shí)用新型在常規(guī)浪涌電路上再配置防止負(fù)載方向浪涌沖擊的反向防護(hù)電路，以避免個(gè)別負(fù)載的大電流損壞正向防護(hù)電路以及并聯(lián)的其它設(shè)備，提高了電路的穩(wěn)定性，保證了電子設(shè)備的安全。反向保護(hù)電路用于抑制由負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)而沿供電線路發(fā)出的逆向電流。本實(shí)用新型的負(fù)向保護(hù)電路通過一個(gè)二極管和一個(gè)場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)負(fù)向浪涌電流的泄放，與現(xiàn)有技術(shù)中通過壓敏電阻或瞬態(tài)電壓抑制器泄放浪涌電流的技術(shù)相比，由于二極管和場效應(yīng)管的導(dǎo)通壓降很低，能夠有效壓低負(fù)向浪涌的鉗位電壓，從而方便關(guān)斷電路的器件選型，避免負(fù)向浪涌導(dǎo)致器件損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本實(shí)用新型的浪涌抑制電路圖；
[0013]附圖中標(biāo)號說明:1-正極線路、2-負(fù)極線路。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型的一種雙向浪涌保護(hù)電路，包括向負(fù)載輸送電流的正極線路I和負(fù)極線路2，在正極線路I和負(fù)極線路2之間連接有防止電源方向浪涌沖擊的正向保護(hù)電路，在正向防護(hù)電路和負(fù)載之間還連接有防止負(fù)載方向浪涌沖擊的負(fù)向保護(hù)電路。本實(shí)用新型在常規(guī)浪涌電路上再配置防止負(fù)載方向浪涌沖擊的反向防護(hù)電路，以避免個(gè)別負(fù)載的大電流損壞正向防護(hù)電路以及并聯(lián)的其它設(shè)備，提高了電路的穩(wěn)定性，保證了電子設(shè)備的安全。反向保護(hù)電路用于抑制由負(fù)載出現(xiàn)短路時(shí)而沿供電線路發(fā)出的逆向電流。
[0015]為抑制和消除供電線路上產(chǎn)生的浪涌電流，本實(shí)用新型采用的正向保護(hù)電路如下:所述正向保護(hù)電路包括并聯(lián)在正極線路I上的場效應(yīng)管Ql和三極管VT1，其中場效應(yīng)管Ql的漏極和柵極分別與三極管VTl的發(fā)射極、基極連接，正極線路I的輸入端連接在場效應(yīng)管Ql漏極與三極管VTl發(fā)射極的連線上，而輸出端與場效應(yīng)管Ql的源極連接，在場效應(yīng)管Ql的漏極和源極兩端連接有降流電阻R1，在正極線路的輸出端與負(fù)載之間連接有與負(fù)極線路連接的電容C，三極管VTl的集電極與基極連接后通過限流電阻R2與負(fù)極線路2連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與漏極連接后與三極管VTl的集電極連接。
[0016]正向保護(hù)電路的工作過程如下:當(dāng)外部電源接通時(shí)，由于場效應(yīng)管Ql內(nèi)部電阻和降流電阻Rl的電阻都大于三極管VTl的電阻，因此由正極線路輸送的電流使三極管VTl導(dǎo)通，場效應(yīng)管Ql保持?jǐn)嚅_，直到電容Cl兩端的電壓升高到足以關(guān)斷三極管VTl時(shí)為止，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，限流電阻R2的阻值小于分流降流電阻Rl的阻值，其為電容Cl及電路中其它組件提供啟動電流，當(dāng)電容Cl兩端電壓升高到使三極管VTl的壓降低于場效應(yīng)管Ql的導(dǎo)通電壓時(shí)，三極管VTl斷開，場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通并在降流電阻Rl兩端提供一條低阻傳輸通道，為負(fù)載提供一條正常輸電線路，當(dāng)外部電源關(guān)斷后正極線路無電壓輸入時(shí)，正向保護(hù)電路隨電容Cl放電而復(fù)位。在發(fā)生浪涌的情況下，隨著通過場效應(yīng)管Ql的電流增大，場效應(yīng)管Ql兩端的壓降也由于其內(nèi)部存在電阻而增大，當(dāng)場效應(yīng)管Ql兩端的電壓降至三極管VTl的導(dǎo)通電壓時(shí)，三極管VTl導(dǎo)通且場效應(yīng)管Ql斷開，迫使負(fù)載電流通過降流電阻R1，使負(fù)載電流減小。因此，當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，正向保護(hù)電路通過降流電阻Rl減小負(fù)載電流，避免負(fù)載發(fā)生燒毀現(xiàn)象，浪涌消除后，三極管VTl斷開且場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，電路恢復(fù)正常工作，由于場效應(yīng)管Ql內(nèi)部電阻能夠充當(dāng)短路負(fù)載保護(hù)功能的檢測電阻器，故短路門限電流可隨場效應(yīng)管Ql的特性而變化，通過選擇限流電阻Rl的阻值大小與場效應(yīng)管Ql的導(dǎo)通電阻特性，即可調(diào)整場效應(yīng)管Ql的導(dǎo)通和斷開閥值。本實(shí)用新型的正向保護(hù)電路不僅可以有效抑制浪涌電壓，而且還降低了整個(gè)電路的功率損耗，并提供斷路負(fù)載保護(hù)功能，可有效保護(hù)電源及數(shù)據(jù)設(shè)備不受浪涌電壓影響并穩(wěn)定工作。
[0017]為防止負(fù)載的反向浪涌破壞電路，本實(shí)用新型的所述負(fù)向保護(hù)電路包括串聯(lián)在正極線路I和負(fù)極線路2之間的二極管Dl和場效應(yīng)管Q2，其中二極管Dl的陰極與正極線路I連接陽極與場效應(yīng)管Q2的漏極連接，場效應(yīng)管Q2的源極與負(fù)極線路2連接，柵極與正極線路I連接。本實(shí)用新型中各場效應(yīng)管全部采用N-MOS型晶體管，也可以根據(jù)不同的需要選擇其它類型的場效應(yīng)管，如P-MOS型、Ν-jFET等，當(dāng)負(fù)向保護(hù)電路正常工作時(shí)，正極線路正常向負(fù)載供電，加在場效應(yīng)管Q2柵極和漏極之間的正向電壓使得場效應(yīng)管Q2的柵極和源極之間形成電勢，完成場效應(yīng)管Q2的充電。當(dāng)發(fā)生負(fù)向浪涌時(shí)，保護(hù)電路中出現(xiàn)瞬間的反向電壓，此時(shí)，由于場效應(yīng)管Q2已被充電，發(fā)生反向浪涌時(shí)可以釋放之前已存儲的電勢，場效應(yīng)管Q2形成導(dǎo)通狀態(tài)，使得負(fù)向浪涌電流由場效應(yīng)管Q2的漏極流入，并由源極流出再由二極管Dl完成負(fù)向浪涌的泄放。通過二極管Dl和場效應(yīng)管Q2的連接，使得發(fā)生負(fù)向浪涌時(shí)，正極線路上承受的電壓(鉗位電壓)為場效應(yīng)管Q2的導(dǎo)通壓降與二極管Dl的正向?qū)▔航抵?，例如?20v輸入電壓的前提下，若發(fā)生負(fù)向浪涌場效應(yīng)管Q2的導(dǎo)通壓降約60v左右，而二極管Dl的正向?qū)▔航祪H為0.lv，因此鉗位電壓可以被控制到60.1v左右的低壓狀態(tài)。從而既為負(fù)向浪涌提供了可靠的泄放路徑，又能在負(fù)向浪涌時(shí)將鉗位到很低，降低浪涌保護(hù)電路的成本。
[0018]為防止輸入供電的正負(fù)極發(fā)生反接現(xiàn)象，而使場效應(yīng)管損壞，本實(shí)用新型在所述場效應(yīng)管Q2的源極和漏極之間連接有寄生二極管D2。初始工作時(shí)場效應(yīng)管Q2未充電，若發(fā)生輸入端正負(fù)極反接的狀況，場效應(yīng)管Q2的寄生二極管D2將處于截止?fàn)顟B(tài)，不會有電流流過，防止了輸入端電源反接導(dǎo)致較大的反向電流流入而損壞電路中的電子器件。
[0019]為了防止場效應(yīng)管Q2的柵極和漏極之間的電壓發(fā)生劇烈振蕩，本實(shí)用新型在所述場效應(yīng)管Q2的柵極與正極線路之間連接有分流電阻R3。分流電阻R3在浪涌或電壓不穩(wěn)定時(shí)能夠分擔(dān)部分電壓，減小場效應(yīng)管Q2承受的電壓，起到保護(hù)場效應(yīng)管Q2的作用。為降低場效應(yīng)管的電壓，本實(shí)用新型的所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接降壓二極管D3。降壓二極管D3的陽極與場效應(yīng)管Q2的源極相連，陰極與場效應(yīng)管Q2的柵極相連，將場效應(yīng)管Q2的柵極和漏極之間的電壓鉗位到降壓二極管D3的工作電壓，因此輸入端接入的電壓值就可以有更大的調(diào)整空間。為維持場效應(yīng)管Q2的導(dǎo)通時(shí)間，本實(shí)用新型的所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接有與降壓二極管D3并聯(lián)的緩沖電容C2。緩沖電容C2可以暫時(shí)存儲場效應(yīng)管Q2釋放的在正常工作時(shí)所存儲的電勢，減緩場效應(yīng)管Q2柵源極之間電勢的流失，可以維持場效應(yīng)管Q的導(dǎo)通狀態(tài)，延長負(fù)向保護(hù)電路承受負(fù)向浪涌的時(shí)間，從而充分泄放負(fù)向浪涌。為了防止負(fù)向浪涌進(jìn)入后級電路，本實(shí)用新型在在電容C2與正極線路I和負(fù)極線路2連接點(diǎn)的前面分別設(shè)置有二極管D4和二極管D5，其中二極管D5為反向連接在負(fù)極線路上。本實(shí)用新型的負(fù)向保護(hù)電路通過一個(gè)二極管和一個(gè)場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)負(fù)向浪涌電流的泄放，與現(xiàn)有技術(shù)中通過壓敏電阻或瞬態(tài)電壓抑制器泄放浪涌電流的技術(shù)相比，由于二極管和場效應(yīng)管的導(dǎo)通壓降很低，能夠有效壓低負(fù)向浪涌的鉗位電壓，從而方便關(guān)斷電路的器件選型，避免負(fù)向浪涌導(dǎo)致器件損壞。
[0020]以上所述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專利的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述提示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙向浪涌保護(hù)電路，包括向負(fù)載輸送電流的正極線路(I)和負(fù)極線路(2)，在正極線路(I)和負(fù)極線路(2)之間連接有防止電源方向浪涌沖擊的正向保護(hù)電路，其特征在于，在正向防護(hù)電路和負(fù)載之間還連接有防止負(fù)載方向浪涌沖擊的負(fù)向保護(hù)電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述正向保護(hù)電路包括并聯(lián)在正極線路(I)上的場效應(yīng)管Ql和三極管VT1，其中場效應(yīng)管Ql的漏極和柵極分別與三極管VTl的發(fā)射極、基極連接，正極線路的輸入端連接在場效應(yīng)管Ql漏極與三極管VTl發(fā)射極的連線上，而輸出端與場效應(yīng)管Ql的源極連接，在場效應(yīng)管Ql的漏極和源極兩端連接有降流電阻Rl，在正極線路(I)的輸出端與負(fù)載之間連接有接地的電容C，三極管VTl的集電極與基極連接后通過限流電阻R2與負(fù)極線路(2)連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與漏極連接后與三極管VTl的集電極連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述負(fù)向保護(hù)電路包括串聯(lián)在正極線路(I)和負(fù)極線路(2)之間的二極管Dl和場效應(yīng)管Q2，其中二極管Dl的陰極與正極線路(I)連接陽極與場效應(yīng)管Q2的漏極連接，場效應(yīng)管Q2的源極與負(fù)極線路(2)連接，柵極與正極線路(I)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述場效應(yīng)管Q2的源極和漏極之間連接有寄生二極管D2。
5.如權(quán)利要求3所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述場效應(yīng)管Q2的柵極與正極線路(I)之間連接有分流電阻R3。
6.如權(quán)利要求3所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接降壓二極管D3。
7.如權(quán)利要求3所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，所述場效應(yīng)管Q2的源極和柵極之間連接有與降壓二極管D3并聯(lián)的緩沖電容C2。
8.如權(quán)利要求7所述的一種雙向浪涌保護(hù)電路，其特征在于，在電容C2與正極線路(I)和負(fù)極線路(2)連接點(diǎn)的前面分別設(shè)置有二極管D4和二極管D5，其中二極管D5為反向連接在負(fù)極線路(2)上。
【文檔編號】H02H9/04GK203415975SQ201320507782
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】栗寶卿, 柯小星, 藺殿軍, 劉洋 申請人:中國大唐集團(tuán)財(cái)務(wù)有限公司