一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路及其抑制方法
【專利摘要】本發明提供一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路及其抑制方法,該電路包括常閉繼電器、防回流二極管、DC/DC轉換器、儲能電容、常開繼電器、MOS管、第一限流電阻、由第一采樣電阻和第二采樣電阻構成的第一采樣電路、由第三采樣電阻和第四采樣電阻構成的第二采樣電路、由穩壓二極管和第二限流電阻構成的基準電壓電路以及由第一比較器、第一開關元件、第二比較器和第二開關元件構成的控制電路。本發明還提供一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路的抑制方法。本發明可以同時滿足抑制高壓浪涌和低壓浪涌的需求，提高了電源電路的工作穩定性。
【專利說明】—種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路及其抑制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電壓浪涌抑制【技術領域】，具體是一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路及其抑制方法。
[0002]
【背景技術】
[0003]在電源領域的電路設計中必須考慮浪涌抑制，否則當電源輸入端輸入浪涌電壓時，會對整個電源電路產生干擾，使電路出現故障或損壞。傳統的儲能電容式浪涌抑制電路只能單獨抑制高壓浪涌或低壓浪涌，不利于整個電源電路的穩定性。
[0004]
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路及其抑制方法，能夠同時滿足抑制高壓浪涌和低壓浪涌的需求。
[0006]本發明的技術方案為:
一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路，包括防回流二極管、DC/DC轉換器、儲能電容和MOS管；所述防回流二極管的陽極和DC/DC轉換器的輸入端均通過常閉繼電器連接到電源輸入電壓，所述防回流二極管的陰極直接與電源輸出端連接，所述DC/DC轉換器的輸出端通過常開繼電器與電源輸出端連接；所述儲能電容的一端連接到DC/DC轉換器與常開繼電器之間的節點，另一端接地；所述MOS管的漏極連接到電源輸入電壓，其源極通過第一限流電阻接地，MOS管與第一限流電阻之間的節點分別連接到常閉繼電器和常開繼電器的控制端，
該電路還包括由第一米樣電阻和第二米樣電阻構成的第一米樣電路、由第三米樣電阻和第四采樣電阻構成的第二采樣電路、由穩壓二極管和第二限流電阻構成的基準電壓電路以及由第一比較器、第一開關元件、第二比較器和第二開關元件構成的控制電路；
所述第一采樣電阻與第二采樣電阻串聯連接，所述第一采樣電阻的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第二采樣電阻接地，所述第三采樣電阻與第四采樣電阻串聯連接，所述第三采樣電阻的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第四采樣電阻接地；所述穩壓二極管的陽極接地，其陰極通過第二限流電阻連接到電源輸入電壓；
所述第一比較器的反相輸入端和第二比較器的同相輸入端均連接到穩壓二極管與第二限流電阻之間的節點，所述第一比較器的同相輸入端連接到第一采樣電阻與第二采樣電阻之間的節點，所述第二比較器的反相輸入端連接到第三采樣電阻與第四采樣電阻之間的節點，所述第一比較器的輸出端通過第一開關元件與MOS管的柵極連接，所述第二比較器的輸出端通過第二開關元件與MOS管的柵極連接。
[0007]所述的儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路，所述第一開關元件選用第一二極管，所述第一二極管的陽極與第一比較器的輸出端連接，其陰極與MOS管的柵極連接；所述第二開關元件選用第二二極管，所述第二二極管的陽極與第二比較器的輸出端連接，其陰極與MOS管的柵極連接。
[0008]所述的一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路的抑制方法，包括以下步驟:
(1)第一米樣電路對電源輸入電壓進行米樣，送至第一比較器的同相輸入端，第二米樣電路對電源輸入電壓進行采樣，送至第二比較器的反相輸入端，基準電壓電路輸出基準電壓，分別送至第一比較器的反相輸入端和第二比較器的同相輸入端；
(2)當電源輸入電壓穩定時，第一比較器和第二比較器均輸出低電平，第一開關兀件和第二開關元件均截止，MOS管截止，常閉繼電器的觸點閉合，防回流二極管導通，常開繼電器的觸點斷開，DC/DC轉換器為儲能電容充電；
(3)當電源輸入電壓出現高壓浪涌時，第一比較器輸出高電平，第一開關元件導通，驅動MOS管導通，控制常閉繼電器的觸點斷開、常開繼電器的觸點閉合，儲能電容為后級電路供電，防回流二極管截止；
(4)當電源輸入電壓出現低壓浪涌時，第二比較器輸出高電平，第二開關元件導通，驅動MOS管導通，控制常閉繼電器的觸點斷開、常開繼電器的觸點閉合，儲能電容為后級電路供電，防回流二極管截止。
[0009]由上述技術方案可知，本發明可以同時滿足抑制高壓浪涌和低壓浪涌的需求，提高了電源電路的工作穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明具體實施例的電路結構示意圖。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明。
[0013]如圖1所示，一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路，包括常閉繼電器K1、防回流二極管D0、DC/DC轉換器1、儲能電容C、常開繼電器K2、NM0S管Q、第一限流電阻R5、第一采樣電路2、第二米樣電路3、基準電壓電路4和控制電路5,第一米樣電路2由第一米樣電阻Rl和第二采樣電阻R2構成，第二采樣電路3由第三采樣電阻R4和第四采樣電阻R5構成，基準電壓電路4由穩壓二極管Dz和第二限流電阻R6構成，控制電路5由第一比較器V1、第一二極管D1、第二比較器V2和第二二極管D2構成。
[0014]防回流二極管DO的陽極和DC/DC轉換器I的輸入端均通過常閉繼電器Kl連接到電源輸入電壓，防回流二極管DO的陰極直接與電源輸出端連接，DC/DC轉換器I的輸出端通過常開繼電器K2與電源輸出端連接。儲能電容C的一端連接到DC/DC轉換器I與常開繼電器K2之間的節點，另一端接地。NMOS管Q的漏極連接到電源輸入電壓，其源極通過第一限流電阻R5接地，NMOS管Q與第一限流電阻R5之間的節點分別連接到常閉繼電器Kl和常開繼電器K2的控制端。
[0015]第一采樣電阻Rl與第二采樣電阻R2串聯連接，第一采樣電阻Rl的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第二采樣電阻R2接地。第三采樣電阻R3與第四采樣電阻R4串聯連接，第三采樣電阻R3的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第四采樣電阻R4接地。穩壓二極管Dz的陽極接地，其陰極通過第二限流電阻R6連接到電源輸入電壓。
[0016]第一比較器Vl的反相輸入端和第二比較器V2的同相輸入端均連接到穩壓二極管Dz與第二限流電阻R6之間的節點，第一比較器Vl的同相輸入端連接到第一采樣電阻Rl與第二采樣電阻R2之間的節點，第二比較器V2的反相輸入端連接到第三采樣電阻R3與第四采樣電阻R4之間的節點。第一比較器Vl的輸出端連接第一二極管Dl的陽極，第一二極管Dl的陰極與NMOS管Q的柵極連接。第二比較器V2的輸出端連接第二二極管D2的陽極，第二二極管D2的陰極與NMOS管Q的柵極連接。
[0017]本發明的工作原理:
在電源穩定工作時，常閉繼電器Kl的觸點處于閉合狀態，防回流二極管DO導通，常開繼電器K2的觸點處于斷開狀態，DC/DC轉換器I為儲能電容C充電。在本實施例中，第一米樣電路2對電源輸入電壓進行米樣,送至第一比較器Vl的同相輸入端,與輸入其反相輸入端的基準電壓進行比較；第二采樣電路3對電源輸入電壓進行采樣，送至第二比較器V2的反相輸入端，與輸入其同相輸入端的基準電壓進行比較。
[0018]當電源輸入電壓出現高壓浪涌時，第一比較器Vl的同相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，第一比較器Vl輸出高電平，第一二極管Dl導通，驅動NMOS管Q導通(此時，第二比較器V2的同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓，第二比較器V2輸出低電平，第二二極管D2截止)，常閉繼電器Kl的觸點斷開以抑制高壓浪涌，常開繼電器K2的觸點閉合，儲能電容C為后級電路供電以防止其掉電，防回流二極管Dz截止以防止輸出電壓倒灌到DC/DC轉換器的輸入端，保護電路的穩定工作。
[0019]當電源輸入電壓出現低壓浪涌時，第二比較器V2的同相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，第二比較器V2輸出高電平，第二二極管D2導通，驅動NMOS管Q導通(此時，第一比較器Vl的同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓,第一比較器Vl輸出低電平,第一二極管Dl截止)，常閉繼電器Kl的觸點斷開以抑制低壓浪涌，常開繼電器K2的觸點閉合，儲能電容C為后級電路供電以防止其掉電，防回流二極管Dz截止以防止輸出電壓倒灌到DC/DC轉換器的輸入端，保護電路的穩定工作。
[0020]以上所述實施方式僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路，包括防回流二極管、DC/DC轉換器、儲能電容和MOS管；所述防回流二極管的陽極和DC/DC轉換器的輸入端均通過常閉繼電器連接到電源輸入電壓，所述防回流二極管的陰極直接與電源輸出端連接，所述DC/DC轉換器的輸出端通過常開繼電器與電源輸出端連接；所述儲能電容的一端連接到DC/DC轉換器與常開繼電器之間的節點，另一端接地；所述MOS管的漏極連接到電源輸入電壓，其源極通過第一限流電阻接地，MOS管與第一限流電阻之間的節點分別連接到常閉繼電器和常開繼電器的控制端， 其特征在于:該電路還包括由第一米樣電阻和第二米樣電阻構成的第一米樣電路、由第三采樣電阻和第四采樣電阻構成的第二采樣電路、由穩壓二極管和第二限流電阻構成的基準電壓電路以及由第一比較器、第一開關元件、第二比較器和第二開關元件構成的控制電路； 所述第一采樣電阻與第二采樣電阻串聯連接，所述第一采樣電阻的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第二采樣電阻接地，所述第三采樣電阻與第四采樣電阻串聯連接，所述第三采樣電阻的一端連接到電源輸入電壓，另一端通過第四采樣電阻接地；所述穩壓二極管的陽極接地，其陰極通過第二限流電阻連接到電源輸入電壓； 所述第一比較器的反相輸入端和第二比較器的同相輸入端均連接到穩壓二極管與第二限流電阻之間的節點，所述第一比較器的同相輸入端連接到第一采樣電阻與第二采樣電阻之間的節點，所述第二比較器的反相輸入端連接到第三采樣電阻與第四采樣電阻之間的節點，所述第一比較器的輸出端通過第一開關元件與MOS管的柵極連接，所述第二比較器的輸出端通過第二開關元件與MOS管的柵極連接。
2.根據權利要求1所述的儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路，其特征在于:所述第一開關元件選用第一二極管 ，所述第一二極管的陽極與第一比較器的輸出端連接，其陰極與MOS管的柵極連接；所述第二開關元件選用第二二極管，所述第二二極管的陽極與第二比較器的輸出端連接，其陰極與MOS管的柵極連接。
3.根據權利要求1所述的一種儲能電容式高、低壓浪涌抑制電路的抑制方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)第一米樣電路對電源輸入電壓進行米樣，送至第一比較器的同相輸入端，第二米樣電路對電源輸入電壓進行采樣，送至第二比較器的反相輸入端，基準電壓電路輸出基準電壓，分別送至第一比較器的反相輸入端和第二比較器的同相輸入端； (2)當電源輸入電壓穩定時，第一比較器和第二比較器均輸出低電平，第一開關兀件和第二開關元件均截止，MOS管截止，常閉繼電器的觸點閉合，防回流二極管導通，常開繼電器的觸點斷開，DC/DC轉換器為儲能電容充電； (3)當電源輸入電壓出現高壓浪涌時，第一比較器輸出高電平，第一開關元件導通，驅動MOS管導通，控制常閉繼電器的觸點斷開、常開繼電器的觸點閉合，儲能電容為后級電路供電，防回流二極管截止； (4)當電源輸入電壓出現低壓浪涌時，第二比較器輸出高電平，第二開關元件導通，驅動MOS管導通，控制常閉繼電器的觸點斷開、常開繼電器的觸點閉合，儲能電容為后級電路供電，防回流二極管截止。
【文檔編號】H02H9/04GK104022634SQ201410300193
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】胡海斌, 趙隆冬, 胡進, 徐輝, 張石磊 申請人:中國電子科技集團公司第四十三研究所