專利名稱：場效應管過電壓保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種過電壓保護領域，尤其涉及一種采用場效應管設計的過電壓保護電路。
背景技術：
一般的電器產品中大多沒有過電壓保護電路，如圖I所示，一旦電網出現異常，電壓波動升高時，就會有電器損壞的情況發生。如圖2所示，為了解決這個問題，有些產品采用了繼電器J作為保護開關，控制電路回路的閉合或斷開，當檢測電路檢測到電網異常電壓升高時，控制繼電器切斷輸入電源，從而保護了電器產品內部電路免受電網異常電壓升高而損壞的危險。該繼電器J功率較 高，一定程度上會增加電路功耗，這就會造成能源浪費，而且繼電器J觸點接觸時會產生火花，使用壽命相對降低，存在一定安全隱患。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種場效應管過電壓保護電路，利用半導體場效應管作為過電壓保護電路的保護開關，該場效應管為無觸點開關，不存在機械動作，無火花產生，使用壽命長，安全性高，且驅動場效應管所需的功率低，節省能源。為實現上述目的，本實用新型提供的場效應管過電壓保護電路，包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的漏極用于連接負載主功能電路，所述高壓檢測控制模塊包括第一二極管、第二二極管、第一濾波電容、第二濾波電容、穩壓管、電壓基準芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻及第六電阻，所述第一二極管與第一濾波電容正向串聯后電性連接于整流模塊，所述第一電阻、第二電阻及第三電阻串聯后接于第一濾波電容的陽極與陰極，所述電壓基準芯片的輸入引腳電性連接于所述第二電阻與第三電阻中間，所述電壓基準芯片的接地引腳接于第一濾波電容的陰極，所述第二濾波電容電性連接于所述電壓基準芯片的輸入引腳和接地引腳，所述第四電阻與第二二極管正向串聯后接于第一二極管的陰極與場效應管的柵極，所述電壓基準芯片的輸出引腳電性連接于所述第二二極管的陽極，所述穩壓管正向連接于電壓基準芯片的接地引腳和輸出引腳，所述第五電阻一端電性連接于第一電阻與第二電阻中間，另一端電性連接于場效應管的漏極，所述第六電阻電性連接于場效應管的柵極與第一濾波電容的陰極。所述整流模塊為橋式整流電路。所述穩壓管的擊穿電壓小于場效應管柵極最高電壓，優選為15V。本實用新型的有益效果本實用新型提供的場效應管過電壓保護方法，利用半導體場效應管作為過電壓保護電路的保護開關，通過高壓檢測控制模塊檢測電網電壓的高低來輸出控制電平控制場效應管的導通與關斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應管為無觸點開關，不存在機械動作，無火花產生，使用壽命長，安全性高，且驅動場效應管所需的功率低，節省能源。為了能更進一步了解本實用新型的特征以及技術內容，請參閱以下有關本實用新型的詳細說明與附圖
，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
以下結合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式
詳細描述，將使本實用新型的技術方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，圖I為現有無場效應管過電壓保護電路的電路圖；圖2為現有加繼電器保護的電路框圖； 圖3為本實用新型場效應管過電壓保護電路的模塊示意圖；圖4為本實用新型場效應管過電壓保護電路的電路圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型所采取的技術手段及其效果，以下結合本實用新型的優選實施例及其附圖進行詳細描述。請參閱圖3及4，本實用新型提供的場效應管過電壓保護電路，其包括整流模塊
I、高壓檢測控制模塊2及場效應管Ql，所述高壓檢測控制模塊2電性連接于所述整流模塊1，所述場效應管Ql的柵極G電性連接于所述高壓檢測控制模塊2，所述場效應管Ql的源極S電性連接于所述整流模塊1，所述場效應管Ql的漏極D用于連接負載主功能電路3，所述高壓檢測控制模塊2包括第一二極管Dl、第二二極管D2、第一濾波電容E1、第二濾波電容Cl、穩壓管ZD1、電壓基準芯片U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5及第六電阻R6,所述第一二極管Dl與第一濾波電容El正向串聯后電性連接于整流模塊I，所述第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3串聯后接于第一濾波電容El的陽極與陰極，所述電壓基準芯片Ul的輸入引腳R電性連接于所述第二電阻R2與第三電阻R3中間，所述電壓基準芯片Ul的接地引腳A接于第一濾波電容El的陰極，所述第二濾波電容Cl電性連接于所述電壓基準芯片Ul的輸入引腳R和接地引腳A，所述第四電阻R4與第二二極管D2正向串聯后接于第一二極管Dl的陰極與場效應管Ql的柵極G，所述電壓基準芯片Ul的輸出引腳K電性連接于所述第二二極管Dl的陽極，所述穩壓管ZDl正向連接于電壓基準芯片Ul的接地引腳A和輸出引腳K，所述第五電阻R5 —端電性連接于第一電阻Rl與第二電阻R2中間，另一端電性連接于場效應管Ql的漏極D，所述第六電阻R6電性連接于場效應管Ql的柵極G與第一濾波電容El的陰極。本實施例中，所述整流模塊I為由四個二極管構成的橋式整流電路，所述電壓基準芯片Ul采用美國國家半導體公司生產的LM431，其可通過調整外圍電阻阻值得到2. 5V至36V的輸出電壓，然不限于此，電壓基準芯片Ul還可選用TL431、CL431、UTC431等類似功能兼容的芯片，所述穩壓管ZDl的擊穿電壓略小于場效應管柵極的最高電壓，優選為15V。本實用新型工作原理如下在整流模塊I與負載主功能電路3之間加入一個高壓檢測控制模塊2與場效應管Ql，當電網交流電經過整流模塊I整流后變成全波直流電，向負載主功能電路3供電，在整流模塊I和負載主功能電路3之間的場效應管Ql對負載主功能電路3起到保護作用。當電網電壓正常時，高壓檢測控制模塊2提供一個高電平給場效應管Ql的柵極G，控制場效應管Ql導通，負載主功能電路3可以正常工作，當電網異常電壓升高時，高壓檢測控制模塊2提供一個低電平給場效應管Ql的柵極G，控制場效應管Ql斷開，負載主功能電路3斷開電源，停止工作，從而保護負載主功能電路免受電網異常電壓升高的危害。具體工作過程如下經整流模塊I整流后得到的全波直流電Vdc，經過第一濾波電容El濾波后形成一個比較平穩的直流電壓VI，該直流電壓Vl —方面為高壓檢測控制模塊2提供工作電源，另一方面作為電網電壓的識別信號。直流電壓Vl經過電阻Rl、R2、R3串聯分壓以后，形成電壓V2及電壓V3，電壓V3送到電壓基準芯片Ul的輸入引腳R，為電壓基準芯片Ul提供電壓檢測信號，同時直流電壓Vl經過第四電阻R4、穩壓管ZDl形成一個穩定的電壓V4，為電壓基準芯片Ul和場效應管Ql提供工作電壓。電路中第二濾波電容Cl對電 壓基準芯片Ul的輸入引腳R的電壓信號進一步濾波，提高高壓檢測控制模塊2檢測電壓的精準度。當電網電壓正常時，通過調整第一電阻、第二電阻及第三電阻Rl、R2及R3的阻值可以得到電壓V3小于2. 5V，也即是電壓基準芯片Ul的輸入引腳R的電壓小于2. 5V，此時電壓基準芯片Ul的輸出引腳K輸出高電平，再加上穩壓管ZDl限定作用，因此上述電壓V4為15V，此時場效應管Ql的柵極G電壓Vg約為14. 3V(電壓V4減去第二二極管D2的管壓(約O. 7V)，得到14. 3V)，所以此時場效應管Ql處于完全導通狀態，負載主功能電路3可以正常工作。當電網異常電壓超過正常值時，相應電壓V3會大于2. 5V，也即是電壓基準芯片Ul的輸入引腳R處的電壓大于2. 5V,電壓基準芯片Ul的輸出引腳K輸出低電平,此時上述電壓V4為2. 5V(電壓基準芯片Ul的最低輸出電壓)，此時場效應管Ql的柵極G電壓Vg約為I. 8V(電壓V4減去第二二極管D2的管壓(O. 7V)，得到I. 8V)，所以此時場效應管Ql處于完全關斷狀態，負載主功能電路3與電網完全斷開，不受電網異常高電壓的影響，從而實現了保護負載主功能電路3的目的。所述第五電阻R5起到反饋回差控制作用。當電壓V3升到2. 5V時，場效應管Ql關斷，電壓V5變為高電壓Vdc，此高電壓Vdc又經第五電阻R5正反饋使得電壓V2及電壓V3相應地進一步升高，確保電壓V3超過2. 5V，場效應管Ql可靠導通。反之，當電壓V3降到2. 5V時，場效應管Ql導通電壓V5變為低電壓，此低電壓又經第五電阻R5正反饋使得電壓V2及電壓V3相應的進一步降低，確保電壓V3低于2. 5V，場效應管Ql則可靠關斷。綜上所述，本實用新型提供的場效應管過電壓保護方法，利用半導體場效應管作為過電壓保護電路的保護開關，通過高壓檢測控制模塊檢測電網電壓的高低來輸出控制電平控制場效應管的導通與關斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應管為無觸點開關，不存在機械動作，無火花產生，使用壽命長，安全性高，且驅動場效應管所需的功率低，節省能源。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本實用新型權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種場效應管過電壓保護電路，其特征在于，包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的漏極用于連接負載主功能電路，所述高壓檢測控制模塊包括第一ニ極管、第二ニ極管、第一濾波電容、第二濾波電容、穩壓管、電壓基準芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻及第六電阻，所述第一ニ極管與第一濾波電容正向串聯后電性連接于整流模塊，所述第一電阻、第二電阻及第三電阻串聯后接于第一濾波電容的陽極與陰極，所述電壓基準芯片的輸入引腳電性連接于所述第二電阻與第三電阻中間，所述電壓基準芯片的接地弓I腳接于第一濾波電容的陰極，所述第二濾波電容電性連接于所述電壓基準芯片的輸入引腳和接地引腳，所述第四電阻與第二ニ極管正向串聯后接于第一ニ極管的陰極與場效應管的柵極，所述電壓基準芯片的輸出引腳電性連接于所述第二ニ極管的陽極，所述穩壓管正向連接于電壓基準芯片的接地引腳和輸出引腳，所述第五電阻一端電性連接于第一電阻與第二電阻中間，另一端電性連接于場效應管的漏極，所述第六電阻電性連接于場效應管的柵極與第一濾波電容的陰扱。
2.如權利要求I所述的場效應管過電壓保護電路，其特征在于，所述整流模塊為橋式整流電路。
3.如權利要求I所述的場效應管過電壓保護電路，其特征在于，所述穩壓管的擊穿電壓小于場效應管柵極最高電壓。
專利摘要本實用新型提供一種場效應管過電壓保護電路，其包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應管的漏極用于連接負載主功能電路。利用半導體場效應管作為過電壓保護電路的保護開關，通過高壓檢測控制模塊檢測電網電壓的高低來輸出控制電平控制場效應管的導通與關斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應管為無觸點開關，不存在機械動作，無火花產生，使用壽命長，安全性高，且驅動場效應管所需的功率低，節省能源。
文檔編號H02H7/22GK202550494SQ20122012024
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者廖序 申請人:深圳市朗科電器有限公司