一种浪涌抑制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种浪涌抑制电路，包括输入电源正负输入端、输出电源正负输出端、场效应管、第二晶体管、第三晶体管、电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述正输入端连接正输出端，所述正输入端通过所述的第三电阻后分别与所述的场效应管的栅极及所述的第三晶体管的集电极连接，所述的正输入端经所述的电容连接至所述的场效应管漏极，所述场效应管的漏极还与负输出端连接，所述负输入端通过所述的第一电阻与所述的场效应管源极相连，所述的第三晶体管的基极连接场效应管的源极，所述的第二晶体管的基极通过所述的第二电阻接负输出端，所述第三晶体管的发射极连接所述的第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极连接负输入端。本发明专利技术可以确实有效地抑制开机时浪涌电压或电流的注入。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源保护电路，特别涉及电容滤波电路中的浪涌抑制电路。
技术介绍
目前的各种电器中，大量存在整流电路，如市电经整流、电容滤波，再给开关电源的变换电路供电；再如传统电源，市电经变压器降压后，经整流、电容滤波后给其它电路供电，这类电器在电源开关接通瞬间，由于滤波电容的存在，滤波电容两端电压瞬间从OV充电至额定工作电压，会产生很大的浪涌电压以及浪涌电流，浪涌电流不仅缩短了滤波电容的寿命，同时也对整流电路中的二极管、保险丝、电源中布线、走线都有较大的冲击。传统的抑制浪涌电流的方法是在整流电路的回路中，串入合适的负温度系数的热敏电阻(NTC)，热敏电阻在常态下其阻值较大，电源开关接通瞬间，热敏电阻阻值较大，限制了对电容的充电电流，从而抑制了浪涌电流，热敏电阻由于发热，其阻值因发热而减小，以减少电阻自身功耗和降低对电路效率的影响。这种方法简单可行，但若短时断电，由于热敏电阻冷却时间较长，在热敏电阻未冷却时，若电源开关再次接通或电路重新上电，这时产生的浪涌就会很大，热敏电阻的保护作用会下降，甚至完全失去作用。即使不短时断电，热敏电阻由于其阻值已减小，外部电源有浪涌电压产生时，热敏电阻作用极小，后续电路仍受到浪涌电压的冲击。在小功率应用场合，业界经常用固定电阻代替上述的热敏电阻，固定电阻的取值成了问题，取小了，抑制效果差，取大了，发热严重，影响整机的效率，一般很难在两者之间取舍，而且，一旦电路进入稳态，这一固定电阻抑制浪涌作用已完成，在电路中，仅起发热的负面作用。在现有技术中，比较有效的一种解决方法，参见图1，该电路包括电压输入端 Vin-,电压输出端Vout-、M0S管Q1、三极管Q2、电容C、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻 R3，电压输入端Vin-分别与MOS管Ql的源极及三极管Q2的发射极连接，上述的电压输入端还通过第一电阻Rl与MOS管Ql的漏极相连，三极管Q2的集电极连接MOS管Ql的栅极并通过第三电阻R3接地，三极管Q2的基极通过第二电阻R2与MOS管Ql的漏极相连，MOS 管Ql的漏极通过电容C接地，MOS管Ql的漏极还与电压输出端Vout-连接。上述电路还有另外一种等同变换，即将和外部电源连接的关系进行更改把电源输入端改为外部电源地线接入，原地线改为外部电源正输入；输出地线更改为输出正，输出端口更改为输出地线；输出地线和外部电源地线是两个不同的网络。上述方案的工作原理是，当Vin接外部电源时，该电源为负压，若电源开关闭合， 由于电容两端电压初始为OV或较低的电压值，外部电源通过地线，经过电容C，分为两路回到Vin-，一路经过电阻Rl回到Vin-，另一路经过电阻R2以及三极管Q2的基极、发射极回到Vin-，这时三极管Q2由于基极到发射极有电流流过，三极管Q2工作，由于Ql为MOS管， 其栅极偏置电阻R3取值较大，一般在M Ω级左右，三极管Q2的集电极负载R3由于取值大， 三极管Q2直接进入饱和工作状态，使得N沟道MOS管Ql的栅级到源极的电压很低，为三极管Q2的饱和压降，一般为0. 7V至0. IV之间，这个电压达不到N沟道MOS管Ql的开启电压， MOS管Ql处于关断状态。这时，该电路从外部电源吸收的最大电流，发生在电容C两端电压为OV的瞬间，该电流最大值为Yin Yin -0.7ν,T-__ι....................公式 1IPMAX _ 仍 + R2从上述公式可以看出，该电路在外部电源闭合时，不对外部电源产生难以控制的充电电流，该电流仅与电阻Rl和R2的取值有关，对电容C充电的电流，随着电容C两端电压升高，而逐步下降，电容C两端电压升高，而Vout的数值进一步下降，即输出电压Vout的绝对值增加，当满足Vout-Vin ^ 0. 7V当满足上述公式时，即三极管Q2的基极、发射极之间的电压也会低于0. 7V，三极管Q2截止，这时外部电源通过R3把电压加到Ql的栅极上，相对而言，栅极电压高于源极电压，MOS管Ql开启，处于导通状态，由于MOS管的内阻很低，这时，Vin和Vout电压差极低， 电阻Rl和R2两端电压极低，发热功率很小；而电阻R3由于取值较大，发热量也极低；实现了电路进入稳态时，降低了该电路的功率损耗。该电路进入稳态时，若这时Vin-有浪涌电压波动，若Vin-电压的绝对值趋势变小，这时电容C上电压会通过MOS管Ql内部的寄生二极管被外部电源钳位，没有什么影响； 若Vin-电压的绝对值趋势变大，本电路可以实现浪涌保护，不会对电路产生较大的冲击电流，原理是若Vin-电压的绝对值趋势变大瞬间，如图1中电压输入端Vin-边上的箭头所示，由于电容C两端电压不能突变，三极管Q2发射极和Vin-相连接，三极管Q2发射极也会瞬间向下跌落，这时，三极管Q2的发射极至电阻R2与Vout连接点之间的电压差会升高，电压差过0. 7V时，电阻R2中会出现电流，三极管Q2的基极、发射极会有电流流过，三极管Q2 饱和导通，MOS管Ql同步截止，外部电源的浪涌电压波动只能通过R1、R2对电容C起作用， 这样实现外部电源有浪涌电压产生时，本电路提供动态的、实时保护。这个电路在实际试验中，发现对Rl的要求很高，特别是使用在高压的场合，如 220VAC的市电经整流后出现峰值近310V的脉动高压，在加电的瞬间，该电压就直接通过电容C加到Rl的两端，Rl的功率余量要较大才行，综合说来，该电路也存在下述不足1、开机的浪涌电流为YinT— _1PMAX _ Ri想进一步降低开机时的浪涌电流，Rl要取大，2,Rl的取值经常出现两难。取小了，开机时冲击电流(浪涌电流)较大。取大了， 对C的充电慢，电路启动时间长，由于后续电路的耗电，Ql迟迟不能导通。RC回路的充电电流，就是随时间的推移，C两端电压升高，流过Rl的充电电流是越来越小的。3、Rl的功率余量要足够，由于体积限制的原因，很多对体积要求严格的场合不好兼容。
技术实现思路
有鉴如此，本专利技术的目的在于提供一种浪涌抑制电路，要解决的技术问题是，在
技术介绍
图1的基础上，让Ql在开机时工作在恒流源状态，不存在充电引发的浪涌。结束后工作在完全导通状态，同样实现抑制浪涌的目的。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种浪涌抑制电路，包括输入电源正负输入端、 输出电源正负输出端、场效应管、第二晶体管、第三晶体管、电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述正输入端连接正输出端，所述正输入端通过所述的第三电阻后分别与所述的场效应管的栅极及所述的第三晶体管的集电极连接，所述的正输入端经所述的电容连接至所述的场效应管漏极，所述场效应管的漏极还与负输出端连接，所述负输入端通过所述的第一电阻与所述的场效应管源极相连，所述的第三晶体管的基极连接场效应管的源极，所述的第二晶体管的基极通过所述的第二电阻接负输出端，所述第三晶体管的发射极连接所述的第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极连接负输入端。所述第二晶体管和第三晶体管均为NPN型晶体管，对应地，所述场效应管为N沟道的功率型MOS管。所述第二晶体管和第三晶体管的基极和发射极分别并联有电阻。所述场效应管的栅极和源极之间并联有一稳压管。作为本专利技术的另一种实施方式一种浪涌抑制电路，包括输入电源正负输入端、输出电源正负输出端、场效应本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种浪涌抑制电路，其特征在于包括输入电源正负输入端、输出电源正负输出端、场效应管、第二晶体管、第三晶体管、电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻，所述正输入端连接正输出端，所述正输入端通过所述的第三电阻后分别与所述的场效应管的栅极及所述的第三晶体管的集电极连接，所述的正输入端经所述的电容连接至所述的场效应管漏极，所述场效应管的漏极还与负输出端连接，所述负输入端通过所述的第一电阻与所述的场效应管源极相连，所述的第三晶体管的基极连接场效应管的源极，所述的第二晶体管的基极通过所述的第二电阻接负输出端，所述第三晶体管的发射极连接所述的第二晶体管的集电极，所述第二晶体管的发射极连接负输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王保均，
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