本发明专利技术一种车载电源抗浪涌装置，涉及一种直流电源附属设备。它的Ｎ沟道ＭＯＳ管Ｄ端连接汽车电源，Ｓ端向负载提供直流输出；该ＭＯＳ管的Ｓ端与Ｇ端之间设充电泵电路，为Ｇ端提供驱动电压；该ＭＯＳ管的Ｄ端与Ｇ端之间设启动电路，在汽车电源最初提供输入电压时为Ｇ端提供初始驱动电压，启动本装置；该ＭＯＳ管Ｇ端与地线之间设箝位电路，在Ｄ端的电压高于箝位电压而低于关断电压时控制Ｓ端输出略低于箝位电压，在Ｄ端的电压低于箝位电压时控制Ｓ端输出略低于Ｄ端的电压；该ＭＯＳ管Ｄ端与地线之间设过压保护电路，其输出端连接该ＭＯＳ管Ｇ端，控制该ＭＯＳ管在Ｄ端电压高于关断电压时切断Ｓ端输出。解决抵抗持续的高浪涌电压冲击的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种直流电源附属设备。
技术介绍
汽车电源由蓄电池和发电机组成。汽车在使用过程中，存在汽车浪涌电压(瞬 变)，它是随机的、可重复性的。重复性的瞬变(例如引擎的转动)可能产生数百伏特的电 压，对于车载电子组件来说，最为剧烈的瞬变来源于负载突降(load dump)。负载突降是急 促的能量卸放，当发电机向负载提供充电电流时，蓄电池的快速断开所引起的能量突然释 放就是负载突降。此外，由于使用了串联堆叠的蓄电池，汽车发动时能产生过压条件。其它 的瞬变可能源于点火系统的噪声、继电器开启及关闭以及诸如保险丝熔断等单稳态事件。 由于汽车电压的瞬变，由车载电源系统供电的负载电路就必须要能耐受这种严酷的环境。 由于信息技术的发展，车主的需求日新月异。很多汽车都加装了后装电子设备，以实现某些 特别需要的功能，这些后装电子设备必须要能够抵抗很高的汽车浪涌电压冲击。传统的方 法是在这些电子设备前端采用等级比较高的浪涌抑制芯片。目前等级比较高的浪涌抑制芯 片往往价格比较高且不能抵抗持续的高浪涌电压冲击，不适应各种后装电子设备的基本安 全要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种车载电源抗浪涌装置，它成本比较便宜又可以抵御持续的高 浪涌电压冲击，保护负载不受其危害。 本专利技术的技术方案是一种车载电源抗浪涌装置，一个N沟道MOS管的输入端-D 端和地线分别连接汽车电源，该MOS管的输出端-S端向负载提供直流输出；一个充电泵电 路连接在该M0S管的S端与控制端-G端之间，为该M0S管G端提供驱动电压；一个启动电 路连接在该M0S管的D端与G端之间，在汽车电源最初提供输入电压时为该M0S管的G端 提供初始驱动电压，启动本装置；一个箝位电路连接在该M0S管G端与地线之间，在D端的 电压高于箝位电压而低于关断电压时控制该M0S管S端直流输出略低于箝位电压，在D端 的电压低于箝位电压时控制该M0S管S端直流输出略低于D端的电压；一个过压保护电路 连接在该M0S管D端与地线之间，该过压保护电路的输出端连接该M0S管G端，控制该M0S 管在D端的电压高于关断电压时切断S端直流输出。 所述的启动电路包含串联使用的二极管和限流电阻。 所述的箝位电路包含并联使用的稳压二极管和电容器。 所述的过压保护电路中串联使用的稳压二极管和限流电阻从N沟道M0S管D端获 得过压信号并提供给开关三极管的控制端，使开关三极管的输出端所连接的N沟道M0S管 G端接近地电平，N沟道M0S管截止，停止直流输出。 所述的充电泵电路包含以运称放大器为核心的方波发生器、两个串联的二极管和 一个电容；这两个二极管连接在N沟道MOS管的G端与S端之间；电容连接在这两个二极管的连接点与运称放大器的输出端之间。 所述的方波发生器中有三个阻值相等的电阻，这三个电阻中的两个串联在N沟道MOS管S端与地线之间，上述两个电阻的连接点连接运称放大器的正输入端及这三个电阻中的另一个电阻，该电阻的另一端连接运称放大器的输出端；方波发生器中另有一个电阻串接在运称放大器的输出端与负输入端之间，运称放大器的负输入端经一个电容接地线，该电阻与该电容构成调整方波发生器输出方波频率的RC充放电电路。 所述的汽车电源的正极与N沟道MOS管D端之间串接一个功率二极管，抑制负电压尖峰并防电源反接。 本专利技术车载电源抗浪涌装置，采用N沟道MOS管作为向负载提供直流输出的执行 元件，N沟道MOS管具有耐压高的特点，抵抗高浪涌电压冲击的能力强；同时N沟道MOS管 的价格低，有利于推广应用。该抗浪涌装置中设置启动电路，在汽车电源上电时为该MOS管 的G端提供初始驱动电压，启动本装置。该装置设箝位电路，在D端的电压高于箝位电压而 低于关断电压时控制该MOS管S端直流输出略低于箝位电压，在D端的电压低于箝位电压 时控制该MOS管S端直流输出略低于D端的电压。该装置设过压保护电路，在汽车电源输 入的电压高于关断电压时控制N沟道MOS管截止，从而切断负载的电源，保护负载不受高浪 涌电压冲击；即使是持续的高浪涌电压，由于N沟道MOS管已经处于截止状态，也不会对负 载造成危害。该电源设备中的启动电路、箝位电路、过压保护电路的零件数量少，简单可靠。 采用以运称放大器为核心的方波发生器、两个二极管串联而成的二极管升压器和电容组成 的充电泵电路，成本低且易于实施。附图说明 图1为本专利技术车载电源抗浪涌装置的电路结构方框示意图。 图2为本专利技术车载电源抗浪涌装置一个实施例的电路结构图。 图3为图2实施例运称放大器的输出波形图。 图4为图2实施例升压电容两端的电压波形图。 图5为图2实施例输入电压与输出电压的对应关系图。具体实施例方式本专利技术车载电源抗浪涌装置的电路方框结构，如图l所示。该车载电源抗浪涌装 置对蓄电池和发电机组成的汽车电源1输入的电压进行抗浪涌处理，它包括以下几部分电 路启动电路2、箝位电路3、过压保护电路4、充电泵电路5和N沟道MOS管6。 N沟道MOS管6的输入端-D端和地线GND分别连接汽车电源1 ，该N沟道MOS管 6的输出端-S端向负载提供直流输出V0UT。采用N沟道MOS管6作为抗浪涌执行元件，而 不采用P沟道MOS管；主要原因是N沟道MOS管6价格方面有优势，同时N沟道MOS管6的 耐压值比较高，抗浪涌能力强。但是采用N沟道M0S管6，需要给N沟道M0S管6的G端提 供一个比S端高的驱动电压。 本专利技术采用充电泵电路5把驱动电压提高。该充电泵电路5连接在N沟道M0S管6的输出端-S端与控制端-G端之间，为N沟道MOS管6的G端提供驱动电压。 —个启动电路2连接在N沟道MOS管6的输入端_D端与N沟道MOS管6的G端4之间。在汽车电源1最初提供输入电压时为N沟道M0S管6的G端提供一个初始的驱动电 压，启动本装置。 —个箝位电路3连接在N沟道MOS管6的G端与地线GND之间，在汽车电源1输 入的电压高于箝位电压而低于关断电压时，控制N沟道MOS管6的S端直流输出VOUT稳定 在略低于箝位电压。在汽车电源1输入的电压低于箝位电压时，控制N沟道M0S管6的S 端直流输出VOUT稳定在略低于汽车电源1输入的电压。 —个过压保护电路4连接在N沟道MOS管6的D端与地线GND之间，该过压保护 电路4的输出端连接N沟道MOS管6的G端，控制N沟道MOS管6在汽车电源1输入的电 压高于关断电压(即过压状态)时，切断S端直流输出。 本专利技术车载电源抗浪涌装置一个实施例的电路结构，请参看图2。本实施例应用 于需要汽车电源1供电的GPS车载终端，效果很好。GPS车载终端的负载电流在1A以下， 工作电压在10V 32V。当汽车电源1输出正常的工作电压时，即汽车电源1供电电压VIN 在10V到32V之间时，本实施例基本以无损耗(内阻极小)的方式向GPS车载终端供电，该 输出电压VOUT的数值大致为供电电压VIN的数值-1。当汽车电源l由于某种原因，造成瞬 间输出高于箝位电压32V而低于关断电压62V之内的过电压，则本实施例会把这个过电压 抑制住，使输出电压箝位在31V，使GPS车载终端仍可继续工作。当汽车电源l造成瞬间输 出关断电压62V以上的浪涌电压，则本实施例会切断输出，使输出电压VOUT为0V，保护后面 的GPS车本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种车载电源抗浪涌装置，其特征在于：一个Ｎ沟道ＭＯＳ管的输入端－Ｄ端和地线分别连接汽车电源，该ＭＯＳ管的输出端－Ｓ端向负载提供直流输出；一个充电泵电路连接在该ＭＯＳ管的Ｓ端与控制端－Ｇ端之间，为该ＭＯＳ管Ｇ端提供驱动电压；一个启动电路连接在该ＭＯＳ管的Ｄ端与Ｇ端之间，在汽车电源最初提供输入电压时为该ＭＯＳ管的Ｇ端提供初始驱动电压，启动本装置；一个箝位电路连接在该ＭＯＳ管Ｇ端与地线之间，在Ｄ端的电压高于箝位电压而低于关断电压时控制该ＭＯＳ管Ｓ端直流输出略低于箝位电压，在Ｄ端的电压低于箝位电压时控制该ＭＯＳ管Ｓ端直流输出略低于Ｄ端的电压；一个过压保护电路连接在该ＭＯＳ管Ｄ端与地线之间，该过压保护电路的输出端连接该ＭＯＳ管Ｇ端，控制该ＭＯＳ管在Ｄ端的电压高于关断电压时切断Ｓ端直流输出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汤益明，李家祥，蔡运文，岳鹏，
申请(专利权)人：厦门雅迅网络股份有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
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