专利名称：场效应管过电压保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过电压保护领域，尤其涉及一种采用场效应管设计的过电压保护电路。
背景技术：
一般的电器产品中大多没有过电压保护电路，如图I所示，一旦电网出现异常，电压波动升高时，就会有电器损坏的情况发生。如图2所示，为了解决这个问题，有些产品采用了继电器J作为保护开关，控制电路回路的闭合或断开，当检测电路检测到电网异常电压升高时，控制继电器切断输入电源，从而保护了电器产品内部电路免受电网异常电压升高而损坏的危险。该继电器J功率较 高，一定程度上会增加电路功耗，这就会造成能源浪费，而且继电器J触点接触时会产生火花，使用寿命相对降低，存在一定安全隐患。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种场效应管过电压保护电路，利用半导体场效应管作为过电压保护电路的保护开关，该场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，安全性高，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。为实现上述目的，本实用新型提供的场效应管过电压保护电路，包括整流模块、高压检测控制模块及场效应管，所述高压检测控制模块电性连接于所述整流模块，所述场效应管的栅极电性连接于所述高压检测控制模块，所述场效应管的源极电性连接于所述整流模块，所述场效应管的漏极用于连接负载主功能电路，所述高压检测控制模块包括第一二极管、第二二极管、第一滤波电容、第二滤波电容、稳压管、电压基准芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第一二极管与第一滤波电容正向串联后电性连接于整流模块，所述第一电阻、第二电阻及第三电阻串联后接于第一滤波电容的阳极与阴极，所述电压基准芯片的输入引脚电性连接于所述第二电阻与第三电阻中间，所述电压基准芯片的接地引脚接于第一滤波电容的阴极，所述第二滤波电容电性连接于所述电压基准芯片的输入引脚和接地引脚，所述第四电阻与第二二极管正向串联后接于第一二极管的阴极与场效应管的栅极，所述电压基准芯片的输出引脚电性连接于所述第二二极管的阳极，所述稳压管正向连接于电压基准芯片的接地引脚和输出引脚，所述第五电阻一端电性连接于第一电阻与第二电阻中间，另一端电性连接于场效应管的漏极，所述第六电阻电性连接于场效应管的栅极与第一滤波电容的阴极。所述整流模块为桥式整流电路。所述稳压管的击穿电压小于场效应管栅极最高电压，优选为15V。本实用新型的有益效果本实用新型提供的场效应管过电压保护方法，利用半导体场效应管作为过电压保护电路的保护开关，通过高压检测控制模块检测电网电压的高低来输出控制电平控制场效应管的导通与关断，从而控制主功能电路的闭合与断开，该场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，安全性高，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图
，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
以下结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式
详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。附图中，图I为现有无场效应管过电压保护电路的电路图；图2为现有加继电器保护的电路框图； 图3为本实用新型场效应管过电压保护电路的模块示意图；图4为本实用新型场效应管过电压保护电路的电路图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。请参阅图3及4，本实用新型提供的场效应管过电压保护电路，其包括整流模块
I、高压检测控制模块2及场效应管Ql，所述高压检测控制模块2电性连接于所述整流模块1，所述场效应管Ql的栅极G电性连接于所述高压检测控制模块2，所述场效应管Ql的源极S电性连接于所述整流模块1，所述场效应管Ql的漏极D用于连接负载主功能电路3，所述高压检测控制模块2包括第一二极管Dl、第二二极管D2、第一滤波电容E1、第二滤波电容Cl、稳压管ZD1、电压基准芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第六电阻R6,所述第一二极管Dl与第一滤波电容El正向串联后电性连接于整流模块I，所述第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3串联后接于第一滤波电容El的阳极与阴极，所述电压基准芯片Ul的输入引脚R电性连接于所述第二电阻R2与第三电阻R3中间，所述电压基准芯片Ul的接地引脚A接于第一滤波电容El的阴极，所述第二滤波电容Cl电性连接于所述电压基准芯片Ul的输入引脚R和接地引脚A，所述第四电阻R4与第二二极管D2正向串联后接于第一二极管Dl的阴极与场效应管Ql的栅极G，所述电压基准芯片Ul的输出引脚K电性连接于所述第二二极管Dl的阳极，所述稳压管ZDl正向连接于电压基准芯片Ul的接地引脚A和输出引脚K，所述第五电阻R5 —端电性连接于第一电阻Rl与第二电阻R2中间，另一端电性连接于场效应管Ql的漏极D，所述第六电阻R6电性连接于场效应管Ql的栅极G与第一滤波电容El的阴极。本实施例中，所述整流模块I为由四个二极管构成的桥式整流电路，所述电压基准芯片Ul采用美国国家半导体公司生产的LM431，其可通过调整外围电阻阻值得到2. 5V至36V的输出电压，然不限于此，电压基准芯片Ul还可选用TL431、CL431、UTC431等类似功能兼容的芯片，所述稳压管ZDl的击穿电压略小于场效应管栅极的最高电压，优选为15V。本实用新型工作原理如下在整流模块I与负载主功能电路3之间加入一个高压检测控制模块2与场效应管Ql，当电网交流电经过整流模块I整流后变成全波直流电，向负载主功能电路3供电，在整流模块I和负载主功能电路3之间的场效应管Ql对负载主功能电路3起到保护作用。当电网电压正常时，高压检测控制模块2提供一个高电平给场效应管Ql的栅极G，控制场效应管Ql导通，负载主功能电路3可以正常工作，当电网异常电压升高时，高压检测控制模块2提供一个低电平给场效应管Ql的栅极G，控制场效应管Ql断开，负载主功能电路3断开电源，停止工作，从而保护负载主功能电路免受电网异常电压升高的危害。具体工作过程如下经整流模块I整流后得到的全波直流电Vdc，经过第一滤波电容El滤波后形成一个比较平稳的直流电压VI，该直流电压Vl —方面为高压检测控制模块2提供工作电源，另一方面作为电网电压的识别信号。直流电压Vl经过电阻Rl、R2、R3串联分压以后，形成电压V2及电压V3，电压V3送到电压基准芯片Ul的输入引脚R，为电压基准芯片Ul提供电压检测信号，同时直流电压Vl经过第四电阻R4、稳压管ZDl形成一个稳定的电压V4，为电压基准芯片Ul和场效应管Ql提供工作电压。电路中第二滤波电容Cl对电 压基准芯片Ul的输入引脚R的电压信号进一步滤波，提高高压检测控制模块2检测电压的精准度。当电网电压正常时，通过调整第一电阻、第二电阻及第三电阻Rl、R2及R3的阻值可以得到电压V3小于2. 5V，也即是电压基准芯片Ul的输入引脚R的电压小于2. 5V，此时电压基准芯片Ul的输出引脚K输出高电平，再加上稳压管ZDl限定作用，因此上述电压V4为15V，此时场效应管Ql的栅极G电压Vg约为14. 3V(电压V4减去第二二极管D2的管压(约O. 7V)，得到14. 3V)，所以此时场效应管Ql处于完全导通状态，负载主功能电路3可以正常工作。当电网异常电压超过正常值时，相应电压V3会大于2. 5V，也即是电压基准芯片Ul的输入引脚R处的电压大于2. 5V,电压基准芯片Ul的输出引脚K输出低电平,此时上述电压V4为2. 5V(电压基准芯片Ul的最低输出电压)，此时场效应管Ql的栅极G电压Vg约为I. 8V(电压V4减去第二二极管D2的管压(O. 7V)，得到I. 8V)，所以此时场效应管Ql处于完全关断状态，负载主功能电路3与电网完全断开，不受电网异常高电压的影响，从而实现了保护负载主功能电路3的目的。所述第五电阻R5起到反馈回差控制作用。当电压V3升到2. 5V时，场效应管Ql关断，电压V5变为高电压Vdc，此高电压Vdc又经第五电阻R5正反馈使得电压V2及电压V3相应地进一步升高，确保电压V3超过2. 5V，场效应管Ql可靠导通。反之，当电压V3降到2. 5V时，场效应管Ql导通电压V5变为低电压，此低电压又经第五电阻R5正反馈使得电压V2及电压V3相应的进一步降低，确保电压V3低于2. 5V，场效应管Ql则可靠关断。综上所述，本实用新型提供的场效应管过电压保护方法，利用半导体场效应管作为过电压保护电路的保护开关，通过高压检测控制模块检测电网电压的高低来输出控制电平控制场效应管的导通与关断，从而控制主功能电路的闭合与断开，该场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，安全性高，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种场效应管过电压保护电路，其特征在于，包括整流模块、高压检测控制模块及场效应管，所述高压检测控制模块电性连接于所述整流模块，所述场效应管的栅极电性连接于所述高压检测控制模块，所述场效应管的源极电性连接于所述整流模块，所述场效应管的漏极用于连接负载主功能电路，所述高压检测控制模块包括第一ニ极管、第二ニ极管、第一滤波电容、第二滤波电容、稳压管、电压基准芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第六电阻，所述第一ニ极管与第一滤波电容正向串联后电性连接于整流模块，所述第一电阻、第二电阻及第三电阻串联后接于第一滤波电容的阳极与阴极，所述电压基准芯片的输入引脚电性连接于所述第二电阻与第三电阻中间，所述电压基准芯片的接地弓I脚接于第一滤波电容的阴极，所述第二滤波电容电性连接于所述电压基准芯片的输入引脚和接地引脚，所述第四电阻与第二ニ极管正向串联后接于第一ニ极管的阴极与场效应管的栅极，所述电压基准芯片的输出引脚电性连接于所述第二ニ极管的阳极，所述稳压管正向连接于电压基准芯片的接地引脚和输出引脚，所述第五电阻一端电性连接于第一电阻与第二电阻中间，另一端电性连接于场效应管的漏极，所述第六电阻电性连接于场效应管的栅极与第一滤波电容的阴扱。
2.如权利要求I所述的场效应管过电压保护电路，其特征在于，所述整流模块为桥式整流电路。
3.如权利要求I所述的场效应管过电压保护电路，其特征在于，所述稳压管的击穿电压小于场效应管栅极最高电压。
专利摘要本实用新型提供一种场效应管过电压保护电路，其包括整流模块、高压检测控制模块及场效应管，所述高压检测控制模块电性连接于所述整流模块，所述场效应管的栅极电性连接于所述高压检测控制模块，所述场效应管的源极电性连接于所述整流模块，所述场效应管的漏极用于连接负载主功能电路。利用半导体场效应管作为过电压保护电路的保护开关，通过高压检测控制模块检测电网电压的高低来输出控制电平控制场效应管的导通与关断，从而控制主功能电路的闭合与断开，该场效应管为无触点开关，不存在机械动作，无火花产生，使用寿命长，安全性高，且驱动场效应管所需的功率低，节省能源。
文档编号H02H7/22GK202550494SQ20122012024
公开日2012年11月21日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者廖序 申请人:深圳市朗科电器有限公司