一种实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路的制作方法

本发明涉及发动机保护，特别涉及一种采用分立元件实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路。

背景技术：

发动机引擎在启动瞬间会出现负载突降（Load dump）的现象，这种负载突降会产生瞬间非常高的电压，如果产品不能抑制这个高电压，就会对产品造成极大的破坏，有时甚至酿成重大事故。

为了达到抑制这个高电压的目的，传统做法一般是采用瞬态电压抑制二极管（TVS）来进行保护，如果只采用TVS管方式，因这个TVS管需要瞬间能够吸收极大的能量，因此就需要选择大功率的TVS管才行达到目的，这样将大大增加产品的成本；另外一种做法是在电源输入端与TVS管之间串联电阻，让电阻分担吸收掉部分能量，从而可以选择低成本、小功率的TVS管，但这样做会产生一个弊端：即由于串联电阻的存在，电流流经该电阻时会产生一定的压降，这样在车辆电池电压稍微偏低时，产品就会因为电源输入电压过低而无法工作。

技术实现要素：

本发明目的是：提供一种采用分立元件实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路，克服现有负载突降保护电路的缺陷。

本发明的技术方案是：

一种实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路，包括电阻R1～R5、稳压管Z1～Z2、电压基准源TL431，PMOS管Q1和晶体管Q2，其中PMOS管Q1源极连接电源输入端Vin，漏极作为电源输出端Vout，栅极依次通过电阻R4和晶体管Q2接地；

所述电阻R1与R5串联在Vin于地之间组成分压取样电路，取样电压输出连接TL431的REF端，TL431的阳极接地，阴极分别通过电阻R2连接Vin、通过稳压管Z2连接晶体管Q2的基极；

所述电源输入端Vin还分别通过并联的稳压管Z1、电阻R3连接PMOS管Q1的栅极。

具体的，所述稳压管Z1的阳极连接PMOS管Q1的栅极，阴极连接电源输入端Vin。

所述稳压管Z2的阳极连接晶体管Q2的基极，阴极连接TL431的阴极。

优选的，所述晶体管Q2为NPN三极管，Q2的集电极通过电阻R4连接PMOS管Q1的栅极，发射极接地。

本发明的优点是：

本发明所提供的采用分立元件实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路，不仅有效降低了成本，Vout相较Vin压降很小，而且在电池电压很低的情况也可正常工作。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明所述的实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路的原理图；

图2是实施例中按照SAE J1455 4.11.2.2.1标准要求施加的模拟瞬态高压信号；

图3是实施例中按照SAE J1810 4.3.2标准要求施加的模拟瞬态高压信号。

具体实施方式

如图1所述，本发明所揭示的实现发动机负载突降时高压抑制的产品保护电路，包括电阻R1～R5、稳压管Z1～Z2、电压基准源TL431，PMOS管Q1和晶体管Q2，其中TL431由Z3标识，PMOS管Q1源极连接电源输入端Vin，漏极作为电源输出端Vout，栅极依次通过电阻R4和晶体管Q2接地；所述电阻R1与R5串联在Vin于地之间组成分压取样电路，取样电压输出连接TL431的REF端，TL431的阳极接地，阴极分别通过电阻R2连接Vin、通过稳压管Z2连接晶体管Q2的基极，所述电源输入端Vin还分别通过并联的稳压管Z1、电阻R3连接PMOS管Q1的栅极。所述稳压管Z1的阳极连接PMOS管Q1的栅极，阴极连接电源输入端Vin。所述稳压管Z2的阳极连接晶体管Q2的基极，阴极连接TL431的阴极。所述晶体管Q2为NPN三极管，Q2的集电极通过电阻R4连接PMOS管Q1的栅极，发射极接地。

在产品正常工作时，晶体管Q2处于导通状态，PMOS管Q1栅极为低电平，Q1处于导通状态，由于MOS管内阻很小，这样就避免了传统设计采用串联电阻产生较大压降的问题。

当发动机引擎启动时，由于负载突降会在电源输入端Vin产生一个极高的电压，当电压超过经过R1、R5分压后Z3稳压管的参考电压时，Z3导通，这时Q2关闭，从而使Q1截止，这就避免了高电压对Vout后面的电路产生破坏。

本发明方案通过在电源输入端口施加模拟负载突降时的瞬态高压信号进行测试，产品依然完好，符合SAE J1455 4.11.2.2.1及SAE J1810 4.3.2标准要求。

图2是按照SAE J1455 4.11.2.2.1标准要求施加的模拟瞬态高压信号。

图3是按照SAE J1810 4.3.2标准要求施加的模拟瞬态高压信号。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。