一种高可靠性过压浪涌保护电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种保护电路，具体地说，涉及一种高可靠性过压浪涌保护电路。
【背景技术】
[0002]在实际应用中经常会涉及到过压浪涌保护电路的设计，对于浪涌时间较长电压较高的保护电路，如时间大于50mS的60V以上的直流浪涌电压，难于用单一分立器件TVS管来实现保护，由于TVS管耐压跨度较大，雪崩区较窄，在瞬态浪涌时间较长、电压较高的情况下，TVS管很容易失效，因此，用TVS管来实现过压浪涌保护功能不可取。再者就是用运算放器来实现过压浪涌保护功能，过压浪涌精度与过压浪涌的反应速度都很乐观，但从拓扑结构上看，电路较为复杂，且运算放大器需要单独供电，可靠性不高，在实际应用时受到很大限制。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种高可靠性过压浪涌保护电路。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种高可靠性过压浪涌保护电路，包括光电耦合器U1、功率开关管Q1、稳压二极管、电阻和电容；直流输入+Vin与电阻R1、R3、连接点B及+Vo相连，电阻Rl另一端与电阻R2及稳压二极管Zl阴极相连，电阻R2另一端与连接点A、光电耦合器Ul的4脚及功率开关管Ql栅极相连；直流输入-Vin与稳压二极管Zl阳极光电耦合器Ul的3脚用功率开关管Ql源极相连；电阻R3另一端与光电耦合器Ul的I脚相连，稳压二极管Z2、Z3和TA串联后，阴极与光电耦合器Ul的2脚相连，阳极与连接点C相连；直流输出-Vo与连接点C和功率开关管Ql漏极相连，滤波电容Cl跨接在直流输出+Vo和-Vo之间。
[0006]所述一种高可靠性过压浪涌保护电路，光电耦合器Ul型号为TLP181GB ;功率开关管Ql型号为IRF3710S。
[0007]所述一种高可靠性过压浪涌保护电路，其稳压二极管Zl的稳压值为15V，稳压二极管Z2、Z3和TA的稳压值均为12V。
[0008]—种高可靠性过压浪涌保护电路分为供电系统、信号采样电路、信号接收电路和功率开关管四部分。当供电系统的直流瞬态供电电压超过信号采样电路设定值时，信号采样电路向信号接收电路传递信号，功率开关管受信号接收电路控制，信号越强功率开关管导通内阻越大，信号越弱功率开关管导通内阻越小，功率开关管开关状态呈线性变化，从而抑制过压浪涌。
[0009]当供电系统额定稳态电压建立后，输入端瞬态加入高于信号采样电路设定值的直流浪涌电压，信号采样电路马上进行采样，向信号接收电路传递信号，信号接收电路控制功率开关管内阻变大，使过压浪涌保护电路输出端输出额定工作范围电压。过压浪涌结束后，信号采样电路无动作，信号采样电路停止向信号接收电路传递信号，信号接收电路对功率开关管失去控制，功率开关管内阻接近于零，功率开关管完全导通，进入稳定工作状态，以此往复，实现过压浪涌保护功能。
[0010]本实用新型的有益效果是调试过程方便，技术容易控制，电路拓扑结构简单，且无需辅助供电，过压浪涌精度高，过压浪涌的反应速度快，过压浪涌时间3S内保护电路工作正常，可靠性方面得到了有效保障。
【附图说明】
[0011]图1为为本实用新型过压浪涌保护电路模块示意图。
[0012]图2为本实用新型的实施例电路原理示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]如图1和2所示，本实用新型一种高可靠性过压浪涌保护电路，包括光电耦合器U1、功率开关管Q1、稳压二极管、电阻和电容；直流输入+Vin与电阻R1、R3、连接点B及+Vo相连，电阻Rl另一端与电阻R2及稳压二极管Zl阴极相连，电阻R2另一端与连接点A、光电耦合器Ul的4脚及功率开关管Ql栅极相连；直流输入-Vin与稳压二极管Zl阳极光电耦合器Ul的3脚用功率开关管Ql源极相连；电阻R3另一端与光电耦合器Ul的I脚相连，稳压二极管Z2、Z3和TA串联后，阴极与光电耦合器Ul的2脚相连，阳极与连接点C相连；直流输出-Vo与连接点C和功率开关管Ql漏极相连，滤波电容Cl跨接在直流输出+Vo和-Vo之间。
[0015]所述一种高可靠性过压浪涌保护电路，光电耦合器Ul型号为TLP181GB ;功率开关管Ql型号为IRF3710S。
[0016]所述一种高可靠性过压浪涌保护电路，其稳压二极管Zl的稳压值为15V，稳压二极管Z2、Z3和TA的稳压值均为12V。
[0017]如图1所示一种高可靠性过压浪涌保护电路，它分为供电系统1、信号采样电路2、信号接收电路3和功率开关管4四部分，四部分顺序相接。
[0018]实施例:请参见图2，过压浪涌保护电路B点对C点电位为信号采样电路，限流电阻R3、光电耦合器发光二极管、稳压管Z1、Z2、Z3串联后，B点对C点最高允许电位为40V，功率开关管选用型号为IRF3710S的大功率MOS管，瞬时冲击电流可达180A，最大功率可达2001
[0019]过压浪涌保护电路直流电压输入范围为20~40V，过压浪涌保护电路额定输入范围稳态电压建立后，光电親合器发光二极管不发光，光电親合器受光三极管未接收信号无动作，A点电位保持15V，功率开关管Ql饱和导通，过压浪涌保护电路不工作，过压浪涌保护电路输入端与输出端电压相同。
[0020]过压浪涌保护电路额定输入范围稳态电压建立后，为过压浪涌保护电路输入端加入时间为200mS的直流100V电压，A点初始电位为15V，功率开关管Ql饱和导通，信号采样电路迅速检测信号，B点对C点电位超过40V，光电親合器发光二极管开始发光，向光电親合器受光三极管传递信号，光电耦合器受光三极管线性开通，A点电位被拉低，功率开关管Ql导通内阻变大，功率开关管Ql线性导通，过压浪涌保护电路输出端输出被钳位到40V，信号采样电路继续采样，直至信号采样电路B点对C点电位小于40V，过压浪涌保护电路输入端与输出端电压相同，完成过压浪涌保护任务。
[0021]过压浪涌保护电路试验过程中，过压浪涌精度控制较好，且过压浪涌时反应速度快，耐过压浪涌时间长，本实用新型可满足各种苛刻使用条件，实现高可靠性过压浪涌保护功能。
[0022]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高可靠性过压浪涌保护电路，包括光电耦合器Ul、功率开关管Ql、稳压二极管、电阻和电容；其特征在于:直流输入+Vin与电阻R1、R3、连接点B及+Vo相连，电阻Rl另一端与电阻R2及稳压二极管Zl阴极相连，电阻R2另一端与连接点A、光电耦合器Ul的4脚及功率开关管Ql栅极相连；直流输入-Vin与稳压二极管Zl阳极光电耦合器Ul的3脚用功率开关管Ql源极相连；电阻R3另一端与光电耦合器Ul的I脚相连，稳压二极管Z2、Z3和TA串联后，阴极与光电耦合器Ul的2脚相连，阳极与连接点C相连；直流输出-Vo与连接点C和功率开关管Ql漏极相连，滤波电容Cl跨接在直流输出+Vo和-Vo之间。2.根据权利要求1所述的一种高可靠性过压浪涌保护电路，其特征在于:光电耦合器Ul型号为TLP181GB ;功率开关管Ql型号为IRF3710S。3.根据权利要求1所述的一种高可靠性过压浪涌保护电路，其特征在于:稳压二极管Zl的稳压值为15V，稳压二极管Z2、Z3和Z4的稳压值均为12V。
【专利摘要】本实用新型公开了一种高可靠性过压浪涌保护电路，分为供电系统、信号采样电路、信号接收电路和功率开关管四部分。当供电系统的直流瞬态供电电压超过信号采样电路设定值时，信号采样电路向信号接收电路传递信号，功率开关管受信号接收电路控制，信号越强功率开关管导通内阻越大，信号越弱功率开关管导通内阻越小，功率开关管开关状态呈线性变化，从而抑制过压浪涌。本实用新型调试过程方便，技术容易控制，电路拓扑结构简单，且无需辅助供电，过压浪涌精度高，过压浪涌的反应速度快，可靠性高。
【IPC分类】H02H9/04
【公开号】CN204732869
【申请号】CN201520534470
【发明人】席向新
【申请人】航天长峰朝阳电源有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月22日