一种输入/输出过电压保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种输入／输出过电压保护电路，主要包括“电压采样及逻辑判断电路”、“主回路切断电路”及“自动限制浪涌电流电路”三个功能模块；工作电压首先经过“采样和逻辑判断电路”来判断电压是否高于安全范围，如果在安全范围内，则开通“主回路切断电路”；如果高于安全电压范围，则通过关断“主回路切断电路”，以此切断主供电回路，保护后级电路。当电路开通时，主回路切断电路后级的限制浪涌电流电路自动开始工作，限制工作电流的峰值，保护切断电路中的开关管和后级用电设备电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种保护电路，尤其涉及一种可以切断主回路的输入/输出过电压 保护电路。
技术介绍
在某些应用场合，用电设备在输入电压过高的场合会损坏，而此种过电压的 可能性又始终存在，那么可以切断电源供电主回路的输入过电压保护电路是十分 必要的。如在三相四线制供电系统中，存在相电压和线电压共存的情况，如果线 路故障或者人为误操作等因素，会使得原本应用与相电压220V电压的用电设备接 入线电压380V接线端。在220V供电的电源电路中， 一些通用器件如输入bulk 电容最高只有450V选择，而通用的开关管MOSFET常用的也是600V。而如果没 有过电压保护电路，线电压380V上浮20。/。误差范围整流后将是645V，这样高的 电压必将导致设备损坏。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够切断主回路且具有限制浪涌电流功能的输入/ 输出过电压保护电路。本专利技术的目的通过以下方案实现 一种输入/输出过压保护电路，包括电压采 样及逻辑判断电路、用于切断主供电回路的第一MOSFET管、用于自动限制浪涌 电流的第二 MOSFET管和分流电阻；输入电压采样及逻辑判断电路的控制输出端 连接第一 MOSFET管的栅极，第一 MOSFET管的栅极连接第一分压回路，第一 MOSFET管的源极和漏极连接于主回路工作电压的负电压端，第一 MOSFET管 的源极连接第二 MOSFET管的漏极，第二 MOSFET管的源极作为输出到后级电 路的负电压端，分流电阻并联于第二 MOSFET管的源极和漏极之间，第二 MOSFET管的栅极连接第二分压回路；所述第二 MOSFET管的栅极与第二分压回 路的分压输出端之间连接用于延迟导通第二 MOSFET的第二延时电路；当工作电压高于安全电压范围，采样及逻辑判断电路控制输出端输出低电平 拉低第一 MOSFET管的栅极电压，使第一 MOSFET管截止以此切断主供电回路；当工作电压在安全电压范围，采样及逻辑判断电路没有控制输出，第一MOSFET 管的栅极由第一分压回路提供栅极电压，使其处于工作状态；同时，通过分流电 阻先向后级供电，限制电流的峰值，经第二延时电路延时后再开通第二MOSFET 管处于工作状态，保护第一 MOSFET管和后级用电设备电路。所述第一MOSFET管的栅极与第一分压回路的分压输出端之间连接用于防止 第一 MOSFET管误动作的第一延时电路。所述采样及逻辑判断电路控制输出端连接于第一分压回路的分压输出端或第 一 MOSFET管的栅极。为了提供不超过MOSFET安全驱动电压范围的分压，所述第一分压电路包括 稳压二极管D3和分压电阻R5，稳压二极管D3的阳极接工作电压的负电压端， 稳压二极管D3的阴极为第一分压电路分压输出端，并经分压电阻R5接工作电压 的正电压端。为了提供不超过MOSFET安全驱动电压范围的分压，所述第二分压电路包括 稳压二极管D4和分压电阻R9，稳压二极管D4的阳极接工作电压的负电压端， 稳压二极管D4的阴极为第二分压电路分压输出端，并经分压电阻R9接工作电压的正电压端。所述第二分压电路包括稳压二极管D4，稳压二极管D4的阳极接输入电压的 负电压端，稳压二极管D4的阴极为第二分压电路分压输出端，并连接第一分压电 路分压输出端。本专利技术还可以通过以下措施实现 一种输入/输出过压保护电路，包括电压采 样及逻辑判断电路、控制电路、用于切断主供电回路的第一 MOSFET管、用于自 动限制浪涌电流的第二 MOSFET管和分流电阻；输入电压采样及逻辑判断电路的 输出端连接控制电路的触发端，第一 MOSFET管的源极和漏极连接于主回路电压 的负电压端，第一 MOSFET管的源极连接第二 MOSFET管的漏极，第二 MOSFET 管的源极作为输出到后级电路的负电压端，分流电阻并联于第二 MOSFET管的源 极和漏极之间；所述控制电路的驱动信号输出端分别连接第一 MOSFET管和第二 MOSFET管的栅极；当输电压高于安全电压范围，采样及逻辑判断电路输出触发信号到控制电路， 使控制电路输出截止驱动信号到两个开关管，以此切断主供电回路；当电压在安5全电压范围，采样及逻辑判断电路输出触发信号到控制电路，使控制电路输出导 通驱动信号到两个开关管，使其处于工作状态，限制输入电流的峰值，保护第一 MOSFET管和后级用电设备电路。本专利技术相对现有技术优点在于1、 输入/输出过电压保护能够彻底切断输入高电压与后级设备主回路的供电 线路，保护彻底，安全系数高；2、 保护范围设定十分灵活，从几伏到上千伏的场合都可以应用该电路；3、 自动限制浪涌电流电路可以将输入浪涌电流峰值限定在一个安全范围内， 即保护了该专利中电路中的开关器件、也保护了后级用电设备，且使得整个设备 很容易符合浪涌电流限制的相关各种国际国内行业标准。附图说明图l是本专利技术电路结构示意图2是本专利技术应用于三相四线制供电系统中的框图； 图3是本专利技术的实施例一电路图； 图4是本专利技术的实施例二电路图5是本专利技术中电压采样及逻辑判断电路的电路形式二； 图6是本专利技术中电压采样及逻辑判断电路的电路形式三； 图7是本专利技术中是本专利技术中电压采样及逻辑判断电路的电路形式四； 图8是采用本专利技术通过外控制电路实现方案原理框图； 图9是本专利技术电路用于输出保护电路的示意图。具体实施例方式如图1所示的本专利技术电路的结构框图，本专利技术电路主要包括"电压采样及逻 辑判断电路"、"主回路切断电路"及"自动限制浪涌电流电路"三个功能模块； 输入电压首先经过"采样和逻辑判断电路"来判断输入电压是否高于安全范围， 如果在安全范围内，则开通"主回路切断电路"；如果高于安全电压范围，则通过 关断"主回路切断电路"，以此切断主供电回路，保护后级电路。当电路开通时， 主回路切断电路后级的限制浪涌电流电路自动开始工作，限制输入电流的峰值，6保护切断电路中的开关管和后级用电设备电路。上述"电压采样及逻辑判断电路"可以采用多种电路形式来实现。如采用一 个MOS管实现，也可采用两个MOS管实现，还可采用TL431类似功能的芯片实 现；同样采用比较器亦可实现，以下的具体电路图中会详细阐述。上述主回路切断电路主要由一个MOSFET管实现，MOSFET管的栅极电压 由电压采样及逻辑判断回路输出控制；还可设置一个RC延时回路或其他常用的 延时电路，用以实现上电的时序。上述自动限制浪涌电流电路主要由一个MOSFET管、 一个延时回路和一个限 制浪涌电流电阻实现，在MOSFET管的源极和漏极间并联一个分流电阻R，让开 机的浪涌电流不通过MOSFET管而仅通过与之并联的电阻，从而避免电路开通瞬 间的过大电流损坏MOSFET管和后级用电设备电路。如图2所示，当将本专利技术应用于三相四线制供电系统时，需要先在电压采样 及逻辑判断电路前将电网上的交流电整流为直流，因此增加整流电路。 下面结合具体的实施电路对本专利技术进行阐述。如图3所示实施例一， 一种输入过压保护电路，包括"电压采样及逻辑判断 电路"、"主回路切断电路"及"自动限制浪涌电流电路"三个功能模块。电压采样及逻辑判断电路主要包括一个PNP型晶体管Ql ， 一个NPN型晶体 管Q4，采样电阻R1及R2、 R3及R4，电阻R13，电阻R14，电阻R6，稳压二极 管D1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入／输出过压保护电路，其特征在于：包括电压采样及逻辑判断电路、用于切断主供电回路的第一ＭＯＳＦＥＴ管、用于自动限制浪涌电流的第二ＭＯＳＦＥＴ管和分流电阻；输入电压采样及逻辑判断电路的控制输出端连接第一ＭＯＳＦＥＴ管的栅极，第一ＭＯＳＦＥＴ管的栅极连接第一分压回路，第一ＭＯＳＦＥＴ管的源极和漏极连接于主回路工作电压的负电压端，第一ＭＯＳＦＥＴ管的源极连接第二ＭＯＳＦＥＴ管的漏极，第二ＭＯＳＦＥＴ管的源极作为输出到后级电路的负电压端，分流电阻并联于第二ＭＯＳＦＥＴ管的源极和漏极之间，第二ＭＯＳＦＥＴ管的栅极连接第二分压回路；所述第二ＭＯＳＦＥＴ管的栅极与第二分压回路的分压输出端之间连接用于延迟导通第二ＭＯＳＦＥＴ的第二延时电路；　当工作电压高于安全电压范围，采样及逻辑判断电路控制输出端输出低电平拉低第一 ＭＯＳＦＥＴ管的栅极电压，使第一ＭＯＳＦＥＴ管截止以此切断主供电回路；当工作电压在安全电压范围，采样及逻辑判断电路没有控制输出，第一ＭＯＳＦＥＴ管的栅极由第一分压回路提供栅极电压，使其处于工作状态；同时，通过分流电阻先向后级供电，限制工作电流的峰值，经第二延时电路延时后再开通第二ＭＯＳＦＥＴ管处于工作状态，保护第一ＭＯＳＦＥＴ管和后级用电设备电路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江剑，龚晟，王中于，张红军，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]