一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路，包括N沟道结型场效应管、P沟道功率开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；电容一端与用电设备电源输入端连接，另一端依次与第二电阻和第三电阻串联后接地；第一电阻并联在电容两端；N沟道结型场效应管的漏极连接用电设备电源输入端，栅极连接第二电阻和第三电阻连接的一端，源极连接第二电阻的另一端；P沟道功率开关管的漏极作为用电设备电源输出端，栅极连接至第一电阻和第二电阻连接的一端，源极连接至用电设备电源输入端正端。该保护电路在设备频繁开关机时，能够达到每一次开关机的浪涌保护。具有结构简单、成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路，包括N沟道结型场效应管、P沟道功率开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和电容；电容一端与用电设备电源输入端连接，另一端依次与第二电阻和第三电阻串联后接地；第一电阻并联在电容两端；N沟道结型场效应管的漏极连接用电设备电源输入端，栅极连接第二电阻和第三电阻连接的一端，源极连接第二电阻的另一端；P沟道功率开关管的漏极作为用电设备电源输出端，栅极连接至第一电阻和第二电阻连接的一端，源极连接至用电设备电源输入端正端。该保护电路在设备频繁开关机时，能够达到每一次开关机的浪涌保护。具有结构简单、成本低等优点。【专利说明】—种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路
本技术涉及一种电源开关的保护电路，特别涉及一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路。
技术介绍
大功率的直流用电设备内部往往有较大容量的滤波电容,用来滤除电源杂波,保证设备的性能。在设备加电的瞬间，这些大容量的滤波电容会带来非常大的充电电流，也就是通电浪涌电流。这个电流的强度可达到用电设备正常工作所需电流强度的几倍甚至几十倍。经测量，如果设备内有4700uF的电容，通过2米电缆连接到+24V直流电源上，在设备开机瞬间可产生高达150A的浪涌电流。如果不作处理，浪涌电流极易对用电设备或者电源带来破坏性的冲击。如在用机械开关作为通断电切换的用电设备中，经常发生机械开关触点被通电瞬间的大电流烧蚀而最终失效的现象。 目前常用两种方式来减缓浪涌电流的冲击。第一种是利用热敏电阻的负温度特性来限制浪涌电流。其工作原理是通电瞬间，热敏电阻温度尚处于室温，有一定的电阻，大大减少了浪涌电流的强度。在电流的作用下，热敏电阻发热，温度升高，电阻逐渐减小到可以忽略的程度，不影响设备的正常工作。这种方式因实现方式简单且成本低而获得了大量的应用。但是在温度变化范围大(如_40°C?+65°C )的场合，热敏电阻因其温度效应而难以应用。 第二种是设计限流电路控制浪涌电流。其形式多样，适用场合广泛。这类电路的核心思想是用各种各样的控制电路去控制电阻可变的器件，如功率开关管等，达到限流目的。但功能较全的控制电路往往电路复杂，甚至需借助专用的集成电路芯片，成本相对较高。而且芯片的工作电压一般不超过80V，不适合更高电压的场合。而分立器件组成的控制电路由于参数可灵活选择，可适应更广泛的要求。但往往有器件数量偏多，占用空间大，可靠性不高的缺点。此外，一般的开关浪涌保护电路由于时间控制电路的滞后性，在设备频繁开关机时，可能达不到浪涌抑制的作用。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路；该电源开关保护电路能够有效降低设备在开机瞬间的浪涌电流，并且在设备频繁开关机时，能够达到每一次开关机的浪涌保护，支持设备连续多次快速拨动开关机的极端操作方式。 本技术的目的通过下述技术方案实现:一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路，包括N沟道结型场效应管、P沟道功率开关管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容Cl ； 所述电容一端与用电设备电源输入端连接，另一端依次与第二电阻R2和第三电阻R3串联后接地；第一电阻Rl并联在电容Cl两端； 所述N沟道结型场效应管的漏极连接用电设备电源输入端，所述N沟道结型场效应管的栅极连接至第二电阻R2和第三电阻R3所连接的一端，源极连接至第二电阻R2与电容Cl连接的一端； 所述P沟道功率开关管的漏极作为用电设备电源输出端，所述P沟道功率开关管的栅极连接至第一电阻Rl与第二电阻R2连接的一端，源极连接至用电设备电源输入端。 优选的，所述P沟道功率开关管为自带雪崩二极管的功率开关管。 优选的，所述电容Cl两端并联有稳压二极管V2，所述稳压二极管V2的负端连接电容Cl与用电设备电源输入正端连接的一端，正端连接电容Cl的另一端。 优选的，所述第二电阻R2并联有稳压二极管V4，所述稳压二极管V4的负端连接第二电阻R2与电容Cl连接的一端，正端连接第二电阻R2的另一端。 优选的，所述P沟道功率开关管的数量为多个，并且为并联关系。 优选的，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3为数百千欧级别的电阻，所述电容Cl为微法级别。 更进一步的，所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值为10kQ至300k Ω，所述电容Cl的容值为3uF至10uF。 本技术一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路的工作原理如下: 在用电设备电源开关由断开切换为闭合状态时，连接在P沟道功率开关管V3栅极和源极之间的电容Cl两端的初始电压差为0V，此时P沟道功率开关管V3不导通，因此开关闭合瞬间设备电源开关上基本无电流，从而保护开关触点免受电弧的烧蚀。同时在设备电源开关闭合瞬间，与电容Cl并联的第一电阻Rl两端电压非常小，使得第二电阻R2两端电压差较大，本技术N沟道结型场效应管Vl的电压Ugs不能达到导通电压，处于截止状态，因此此时N沟道结型场效应管Vl不影响电容的充电。 在用电设备电源开关从闭合状态切换为断开状态时，由于设备内部电源电路大容量滤波电容上还有电压，设备仍在工作，使得滤波电容能够急速放电，一般在数百毫秒内便下降到设备工作电压最低值。此后，设备内电路由于电压过低不再工作，滤波电容上电压开始以极其缓慢的速度下降。因此滤波电容上放电电压的曲线有一个明显转折点。随着滤波电容上电压的下降，本实施例第二电阻R2两端电压差也随之下降，当第二电阻R2两端电压差减小到可以使得本技术N沟道结型场效应管Vl电压Ugs达到导通电压时，N沟道结型场效应管Vl导通，电容Cl通过N沟道结型场效应管Vl能够非常快速的实现放电，使得电容Cl两端电压差快速减小，从而使得P沟道功率开关管V3在设备电源开关断开后快速截止复位，在设备电源开关再次快速闭合时同样能够限制浪涌电流，因此在用拨动开关方式对设备进行连续多次快速开关机操作时，依然能有效保护开关及相关电路。 本技术相对于现有技术具有如下的优点及效果: (I)本技术保护电路通过电阻电容构成的充电电路控制P沟道功率开关管的导通电压，在用电设备电源开关闭合瞬间，由于电容Cl两端初始电压差为0V，P沟道功率开关管处于截止状态，保护电路通过RC充电电路对电容Cl进行充电，使得P沟道功率开关管从截止状态缓慢过渡到完全导通状态，从而通过其沟道阻抗从高阻抗向低阻抗转变时的过渡过程有效避免了浪涌电流的冲击。本技术在用电设备电源开关从闭合转换到断开瞬间，保护电路利用用电设备电源滤波电容电压的快速下降过程使得N沟道结型场效应管导通，电容Cl通过该N沟道结型场效应管进行快速放电，控制P沟道功率开关管从导通状态快速转换为截止状态，以实现快速复位，使得用电设备电源开关在断开后再次快速闭合时，P沟道功率开关管能够再次发挥保护作用，因此本技术实现在设备频繁开关机时能够达到每一次开关机的浪涌保护，支持设备连续多次快速拨动开关机的极端操作方式，延长电源以及用电设备的使用寿命。 (2)本技术中N沟道结型场效应管在用电设备电源开关闭合瞬间，由于与栅极和源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可频繁开关操作的防浪涌电源开关保护电路，其特征在于，包括N沟道结型场效应管、P沟道功率开关管、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1；所述电容一端与用电设备电源输入端连接，另一端依次与第二电阻R2和第三电阻R3串联后接地；第一电阻R1并联在电容C1两端；所述N沟道结型场效应管的漏极连接用电设备电源输入端，所述N沟道结型场效应管的栅极连接至第二电阻R2和第三电阻R3所连接的一端，源极连接至第二电阻R2与电容C1连接的一端；所述P沟道功率开关管的漏极作为用电设备电源输出端，所述P沟道功率开关管的栅极连接至第一电阻R1与第二电阻R2连接的一端，源极连接至用电设备电源输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈斌，牛绍伍，胡晓东，孙旭其，
申请(专利权)人：广州海格通信集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44