一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路，用于对串联于供电电源的干路上的用电设备进行保护，防护电路包括单向TVS管、用于在供电电源正接时导通且在供电电源反接时断开的第一防反接开关和第二防反接开关；本实用新型专利技术可以同时满足抛负载防护需求和电源防反接需求，针对电源反接，可以利用供电电源的负电源端增加的第二防反接开关来进行抑制；针对跳线启动时的电源反接，可通过供电电源的正电源端增加的第一防反接开关来进行防护，而且由于实现了电源防反，所以抛负载防护采用贴片形式的单向TVS管即可，可减少对PCB空间的占用，布局布线更加方便，提高功率密度；降低了料本，同时贴片生产减少了插件工艺，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路
本技术涉及汽车领域，尤其涉及一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路。
技术介绍
抛负载测试(5a脉冲测试)是当前新能源汽车电控系统和电气零部件的电气性能测试(参考标准ISO16750)中的一种。抛负载脉冲模拟的是车载发电机对供电电源(主要是低压蓄电池)持续充电时，电池瞬间断开，发电机输出的较大功率能量瞬间叠加在被测设备的电源端口时形成的瞬态大功率干扰脉冲。在电压等级不同的电源系统中，该脉冲的干扰可以高达100V和200V，上升时间约5ms，持续时间长达400ms，瞬态功率高至千瓦数量级，1分钟的时间内可能重复10次左右。为抑制抛负载瞬态脉冲的巨大能量，当前的主流的防护方案是在被测设备的电源端口增加具有较大瞬时功率的瞬态抑制二极管(TransientVoltageSuppressor，简称TVS)来对抛负载脉冲进行钳位(根据系统电源电压等级来选择具有合适钳位电压的TVS)。TVS管分单向和双向两种，当前市面上使用的双向TVS绝大部分为插件封装，而单向TVS则主要采用贴片封装。在正常的情况下，采用单向的TVS可以满足抛负载防护功能，其电路如图1所示。但是在电源线缆极性反接或者产生的脉冲为持续的负极性脉冲时，单向TVS在上电瞬间导通，使得电池通过导线、TVS形成短路，瞬间的大电流会烧毁线缆或者TVS，严重时会引起整车起火，这也是目前较少采用单向TVS的原因。采用双向TVS可以避免上述问题，提高产品的可靠性，如图2所示，为采用双向TVS的电路。但是，采用双向TVS存在如下缺陷：插件封装不利于产线的贴片自动化生产；同时，考虑到引脚弯折半径，插件封装在单板上占用较大安装面积，不利于单板布局布线，不利于提高产品功率密度；并且插件封装使得单板正面和背面都无法布线。此外，该双向TVS器件需放置在端口，占用较大的单板面积，不利于EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性)接口滤波电路布局设计，降低电路EMC性能。另外，继续参考图1，考虑到汽车蓄电池的负极直接与车架连接，并且当前众多新能源零部件为了满足EMC标准，将被测设备参考地直接与机壳连接，机壳通过接地线再与车架连接搭铁。当车载电子设备的电源线缆极性被反接，或者在电池严重亏电而采用外部电池跳线启动并出现反接时，其电池的能量会经过车架，被测设备参考地与低压配线形成回路(如图1中箭头所示)，引起电源负极上串联的器件烧毁或者电子设备内部负极的电路板走线被烧毁，或者通过某些器件形成通路，引起电子器件的损坏(损坏的设备必须要更换才能满足要求)，降低了设备的鲁棒性。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中采用双向TVS进行抛负载防护给生产、组装、布线带来麻烦的缺陷，提供一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路，用于对串联于供电电源的干路上的用电设备进行保护，所述防护电路包括单向TVS管、用于在所述供电电源正接时导通且在所述供电电源反接时断开的第一防反接开关和第二防反接开关；其中：所述单向TVS管并联连接在所述供电电源两端，所述第一防反接开关位于所述供电电源的正电源端和用电设备的正电源端之间，所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和用电设备的负电源端之间，且满足以下条件中的至少一个：所述第一防反接开关还位于所述供电电源的正电源端和所述单向TVS管的阴极之间、所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和所述单向TVS管的阳极之间。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第一防反接开关位于所述单向TVS管的阴极与所述用电设备的正电源端之间，所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和所述单向TVS管的阳极之间。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第一防反接开关位于所述供电电源的正电源端和所述单向TVS管的阴极，所述第二防反接开关位于单向TVS的阳极和所述单向TVS管的阳极之间。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第一防反接开关为二极管。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第一防反接开关为TVS管。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第一防反接开关为反并联了二极管的MOS管，MOS管的栅极通过一驱动电路连接所述单向TVS管的阳极。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第二防反接开关为反并联了二极管的MOS管，MOS管的栅极通过一驱动电路连接所述单向TVS管的阴极。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第二防反接开关为二极管。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述第二防反接开关为TVS管。在本技术所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路中，所述防护电路还包括第一电容和第二电容，所述第一电容与所述单向TVS管并联，所述第二电容与所述用电设备并联。实施本技术的基于防反接电路的车用抛负载防护电路，具有以下有益效果：本技术可以同时满足抛负载防护需求和电源防反接需求，针对电源反接，可以利用供电电源的负电源端增加的第二防反接开关来进行抑制；针对跳线启动时的电源反接，可通过供电电源的正电源端增加的第一防反接开关来进行防护，而且由于实现了电源防反，不用担心电源反接的问题，所以抛负载防护采用贴片形式的单向TVS管即可，可减少对PCB空间的占用，布局布线更加方便，提高功率密度；降低了料本，同时贴片生产减少了插件工艺，降低了生产成本，而且贴片形式的单向TVS管选型范围更广。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是采用单向TVS的车用抛负载防护电路在电源反接时的示意图；图2是采用双向TVS车用抛负载防护电路的结构示意图；图3是本技术的车用抛负载防护电路的实施例一的结构示意图；图4是本技术的车用抛负载防护电路的实施例二的结构示意图；图5是本技术的车用抛负载防护电路的实施例三的结构示意图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的典型实施例。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本专利技术的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路，用于对串联于供电电源的干路上的用电设备进行保护，其特征在于，所述防护电路包括单向TVS管、用于在所述供电电源正接时导通且在所述供电电源反接时断开的第一防反接开关和第二防反接开关；其中：所述单向TVS管并联连接在所述供电电源两端，所述第一防反接开关位于所述供电电源的正电源端和用电设备的正电源端之间，所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和用电设备的负电源端之间，且满足以下条件中的至少一个：所述第一防反接开关还位于所述供电电源的正电源端和所述单向TVS管的阴极之间、所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和所述单向TVS管的阳极之间。

【技术特征摘要】
1.一种基于防反接电路的车用抛负载防护电路，用于对串联于供电电源的干路上的用电设备进行保护，其特征在于，所述防护电路包括单向TVS管、用于在所述供电电源正接时导通且在所述供电电源反接时断开的第一防反接开关和第二防反接开关；其中：所述单向TVS管并联连接在所述供电电源两端，所述第一防反接开关位于所述供电电源的正电源端和用电设备的正电源端之间，所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和用电设备的负电源端之间，且满足以下条件中的至少一个：所述第一防反接开关还位于所述供电电源的正电源端和所述单向TVS管的阴极之间、所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和所述单向TVS管的阳极之间。2.根据权利要求1所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路，其特征在于，所述第一防反接开关位于所述单向TVS管的阴极与所述用电设备的正电源端之间，所述第二防反接开关位于所述供电电源的负电源端和所述单向TVS管的阳极之间。3.根据权利要求1所述的基于防反接电路的车用抛负载防护电路，其特征在于，所述第一防反接开关位于所述供电电源的正电源端和所述单向TVS管的阴极，所述第二防反接开关位于单...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄落成，
申请(专利权)人：苏州汇川联合动力系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32