智能切换浪涌电压抑制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电子电源开关设备【技术领域】，公开了一种智能切换浪涌电压抑制器。它包括第一驱动电路、第二驱动电路、升压电路、基准电路、第一开关管、第二开关管等元器件，当所述第一电源和所述第二电源同时瞬间接通时，第一电源经过第一开关管与第二电源经过第二开关管在电源母线上进行或操作，经过运算电源电压高的一路电源信号将出现在母线上，其所对应的开关管导通，电源电压低的一路电源信号不会出现在母线上，其所对应的开关管关断，实现双路电源的智能切换；本实用新型能自动根据输入电源端的电压变化，选择电压最高的电源作为设备供电电源；提高了两用电压抑制器的工作效率；具有线路简单，集成度高，体积小，可靠性高的特点。
【专利说明】智能切换浪涌电压抑制器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子电源开关设备【技术领域】，具体的说是一种用于双路或多路电源供电的电源开关的智能切换浪涌电压抑制器。
【背景技术】
[0002]目前在航空飞机等武器及重要装备中，越来越多的关键设备采用了双路或多路电源供电，以保障设备在某一路电源出现故障的情况下，备份电源能保证整机正常工作。传统的浪涌电压抑制器都是单电源供电，很少采用双路电源供电的。传统的做法是采用将两路或多路电源通过大功率二极管并联冗余供电的解决方案。传统解决方案存在以下缺陷:
[0003](I)由于大功率二极管的体积较大，相同输出功率的浪涌电压抑制器，具有体积大的缺点；
[0004](2)大功率二极正向导通时会消耗IV左右的压降，降低了电源电势，增加了系统功耗，存在效率低、可靠性差的缺陷；
[0005](3)需要额外采取浪涌保护措施，以确保系统不受浪涌冲击，增加了抑制器的体积及成本。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种智能切换浪涌电压抑制器，以解决现有技术体积大、系统功耗高、需要额外设置浪涌保护措施的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案为:
[0008]一种智能切换浪涌电压抑制器，它包括第一驱动电路、第二驱动电路、升压电路、基准电路、第一开关管、第二开关管、输出开关管、驱动电阻、第一稳压管，所述第一驱动电路的电源输入端接第一电源，输出端与第一开关管的栅极相连接，所述第一开关管的源极接第一电源，漏极接电源母线；所述第二驱动电路的电源输入端接第二电源，输出端与第二开关管的栅极相连接，所述第二开关管的源极接第二电源，漏极接电源母线；所述基准电路的输入端接电源母线，输出端与升压电路的输入端相连接；所述升压电路的一端接电源母线，一个输出端分别与第一驱动电路、第二驱动电路相连接，另一输出端分别与驱动电阻的一端、稳压二极管的负极相连接；所述驱动电阻的另一端与输出开关管的栅极相连接，所述输出开关管的漏极与电源母线相连接，源极接输出电压端Vout，所述稳压二极管的正极接输出电压端Vout ;当所述第一电源和所述第二电源同时瞬间接通时，第一电源经过第一开关管与第二电源经过第二开关管在电源母线上进行或操作，经过运算电源电压高的一路电源信号将出现在母线上，其所对应的开关管导通，电源电压低的一路电源信号不会出现在母线上，其所对应的开关管关断，实现双路电源的智能切换；电源电压高的一路电源为所述第一驱动电路、第二驱动电路、基准电路提供电源，电源电压经升压电路提升后，经过第一驱动电路或第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管(T3)为负载提供稳定、可靠的电源。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述第一驱动电路包括第一芯片、第一电容、第二电阻、第二稳压二极管，所述第一芯片的3脚、5脚、7脚分别与第一电源相连接，8脚与所述第一开关管的栅极相连接，2脚、3脚分别与第一电容的两端相连接，2脚与第二电阻的一端相连接，所述第二电阻的另一端与第二稳压二极管的负极相连接，第二稳压电二极管的正极与第一电源相连接，第二稳压电二极管的负极与所述升压电路的输出端相连接；当所述第一电源大于所述第二电源时，所述第一驱动电路工作，所述第一开关管导通，所述第二开关管关断，所述第一驱动电路抑制浪涌电压信号，由所述输出开关管为负载提供稳定、可靠的电源。
[0010]作为本实用新型的更进一步改进，所述第二驱动电路包括第二芯片、第二电容、第三电阻、第三稳压二极管，所述第二芯片的3脚、5脚、7脚分别与第二电源相连接，8脚与所述第二开关管的栅极相连接，2脚、3脚分别与第二电容的两端相连接，2脚与第三电阻的一端相连接，所述第三电阻的另一端与第三稳压二极管的负极相连接，第三稳压电二极管的正极与第二电源相连接，第三稳压电二极管的负极与所述升压电路的输出端相连接；当所述第一电源小于所述第二电源时，第二驱动电路工作，第二开关管导通，第一开关管关断，第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管为负载提供稳定、可靠的电源。
[0011]作为本实用新型的更进一步改进，所述升压电路包括第三芯片、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、驱动电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一二极管、第一电感、第四稳压二极管；所述第三电容的一端与第一电感的一端相连接，另一端接第三芯片的6脚和7脚，第四电容的一端接第三芯片的6脚和7脚，另一端接第三芯片的5脚,第五电容的一端接第三芯片的I脚，第五电容的另一端与第八电阻的一端相连接，第八电阻的另一端接第三电路的4脚，第六电容并连在驱动电阻的两端，第四电阻的一端接第三芯片的I脚，第四电阻的另一端与第二稳压二极管的负极相连接，第五电阻的一端接第三芯片的I脚，第五电阻的另一端与第四稳压管的负极相连接，第四稳压管的正极接公共地COM端，第六电阻的一端接第三芯片的I脚，第六电阻的另一端与第九电阻的一端相连接，第九电阻的另一端与第一电感的一端连接，第十电阻的一端与第五电容、第八电阻相交处连接，第十电阻的另一端接第三芯片的3脚，第十一电阻的一端与第一电感的一端相连接，第十一电阻的另一端接第三芯片的3脚，驱动电阻的另一端与第四稳压管的负极；电源电压经升压电路提升后，保证第一驱动电路及第二驱动电路稳定工作，使第一开关管、第二开关管、输出开关管完全导通，为负载提供稳定、可靠的电源。
[0012]作为本实用新型的更进一步改进，所述基准电路包括第四芯片、第十二电阻、第十三电阻、恒流源，第十二电阻的一端接第四芯片的6脚，另一端接第四芯片的8脚，第十三电阻的一端接第四芯片的I脚，另一端接第四芯片的8脚，恒流源的一端接第四芯片的6脚，另一端接公共地COM端；基准电路工作电压由电源电压提供，其输出电压为升压电路提供稳定的工作电压，保证升压电路可靠地工作。
[0013]在本实用新型中，所述第一芯片、所述第二芯片为规格型号相同的场效应MOS管驱动电路，优选的型号为:IRF5001，所述第三芯片为升压转换器，优选的型号为:TPS61045，所述第四芯片为可控精密度稳压源并联稳压集成电路，优选的型号为:TL431。
[0014]本实用新型的有益效果为:
[0015](I)本实用新型具有两个电源输入通道，一个电源输出端，直接接于用电设备电源输入端，能自动根据输入电源端的电压变化，选择电压最高的电源作为设备供电电源；
[0016](2)本实用新型所采取的线路结构，工作时导通电压压降仅约为0.2V(5A工作电流)，极大的提高了两用电压抑制器的工作效率；
[0017](3)抑制器内部集成了浪涌电压抑制保护功能，自动对来自任何输入通道的浪涌电压进行抑制，保证输出电压始终维持在设备允许的供电范围之内，保证系统可靠地工作；
[0018](4)本实用新型具有线路简单，集成度高，体积小，可靠性高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的连接框图；
[0020]图2是本实用新型的电路原理图；
[0021]图中:T1、第一开关管，Τ2、第二开关管，Τ3、输出开关管，R1、驱动电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻，R5、第五电阻，R6、第六电阻，R7、第七电阻，R8、第八电阻，R9、第九电阻，R10、第十电阻，R11、第i^一电阻，R12、第十二电阻，R13、第十三电阻，DZ1、第一稳压管，DZ2、第二稳压二极管，DZ3、第三稳压二极管，DZ4、第四稳压二极管，IC1、第一芯片，IC2、第二芯片，IC3、第三芯片，IC4、第四芯片，Cl、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、第四电容，C5、第五电容，C6、第六电容，Dl、第一二极管，L1、第一电感。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0023]一种智能切换浪涌电压抑制器，它包括第一驱动电路、第二驱动电路、升压电路、基准电路、第一开关管Tl、第二开关管T2、输出开关管T3、驱动电阻R1、第一稳压管DZ1，第一驱动电路的电源输入端接第一电源Vinl,输出端与第一开关管Tl的栅极相连接,第一开关管Tl的源极接第一电源Vinl，漏极接电源母线；第二驱动电路的电源输入端接第二电源Vin2，输出端与第二开关管T2的栅极相连接，第二开关管T2的源极接第二电源Vin2，漏极接电源母线；基准电路的输入端接电源母线，输出端与升压电路的输入端相连接；升压电路的一端接电源母线，一个输出端分别与第一驱动电路、第二驱动电路相连接，另一输出端分别与驱动电阻Rl的一端、稳压二极管DZl的负极相连接；驱动电阻Rl的另一端与输出开关管T3的栅极相连接，输出开关管T3的漏极与电源母线相连接，源极接输出电压端Vout，稳压二极管DZ2的正极接输出电压端Vout ;当第一电源Vinl和第二电源Vin2同时瞬间接通时，第一电源Vinl经过第一开关管Tl与第二电源Vin2经过第二开关管T2在电源母线上进行或操作，经过运算电源电压高的一路电源信号将出现在母线上，其所对应的开关管导通，电源电压低的一路电源信号不会出现在母线上，其所对应的开关管关断，实现双路电源的智能切换；电源电压高的一路电源为第一驱动电路、第二驱动电路、基准电路提供电源，电源电压经升压电路提升后，经过第一驱动电路或第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管T3为负载提供稳定、可靠的电源。
[0024]第一驱动电路包括第一芯片ICl、第一电容Cl、第二电阻R2、第二稳压二极管DZ2,第一芯片ICl的3脚、5脚、7脚分别与第一电源Vinl相连接，8脚与第一开关管Tl的栅极相连接，2脚、3脚分别与第一电容Cl的两端相连接，2脚与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与第二稳压二极管DZ2的负极相连接，第二稳压电二极管DZ2的正极与第一电源Vinl相连接，第二稳压电二极管DZ2的负极与升压电路的输出端相连接；当第一电源Vinl大于第二电源Vin2时，第一驱动电路工作，第一开关管Tl导通，第二开关管T2关断，第一驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管T3为负载提供稳定、可靠的电源。
[0025]第二驱动电路包括第二芯片IC2、第二电容C2、第三电阻R3、第三稳压二极管DZ3，第二芯片IC2的3脚、5脚、7脚分别与第二电源Vin2相连接，8脚与第二开关管T2的栅极相连接，2脚、3脚分别与第二电容C2的两端相连接，2脚与第三电阻R3的一端相连接，第三电阻R3的另一端与第三稳压二极管DZ3的负极相连接，第三稳压电二极管DZ3的正极与第二电源Vin2相连接，第三稳压电二极管DZ3的负极与所述升压电路的输出端相连接；当第一电源Vinl小于第二电源Vin2时,第二驱动电路工作,第二开关管T2导通,第一开关管Tl关断，第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管T3为负载提供稳定、可靠的电源。
[0026]升压电路包括第三芯片IC3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、驱动电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一二极管D1、第一电感L1、第四稳压二极管Dz4 ;所述第三电容C3的一端与第一电感LI的一端相连接,另一端接第三芯片IC3的6脚和7脚,第四电容C4的一端接第三芯片IC3的6脚和7脚，另一端接第三芯片IC3的5脚，第五电容C5的一端接第三芯片IC3的I脚,第五电容C5的另一端与第八电阻R8的一端相连接,第八电阻R8的另一端接第三电路IC3的4脚，第六电容C6并连在驱动电阻Rl的两端，第四电阻R4的一端接第三芯片IC3的I脚，第四电阻R4的另一端与第二稳压二极管Dz2的负极相连接，第五电阻R5的一端接第三芯片IC3的I脚，第五电阻R5的另一端与第四稳压管Dz4的负极相连接，第四稳压管Dz4的正极接公共地COM端，第六电阻R6的一端接第三芯片IC3的I脚，第六电阻R6的另一端与第九电阻R9的一端相连接，第九电阻R9的另一端与第一电感LI的一端连接,第十电阻RlO的一端与第五电容C5、第八电阻R8相交处连接,第十电阻RlO的另一端接第三芯片IC3的3脚,第^ 电阻Rll的一端与第一电感LI的一端相连接，第十一电阻Rll的另一端接第三芯片IC3的3脚，驱动电阻Rl的另一端与第四稳压管Dz4的负极；电源电压经升压电路提升后，保证第一驱动电路及第二驱动电路稳定工作，使第一开关管Tl、第二开关管T2、输出开关管T3完全导通,为负载提供稳定、可靠的电源。
[0027]基准电路包括第四芯片IC4、第十二电阻R12、第十三电阻R13、恒流源，第十二电阻R12的一端接第四芯片IC4的6脚，另一端接第四芯片IC4的8脚，第十三电阻R13的一端接第四芯片IC4的I脚，另一端接第四芯片IC4的8脚，恒流源的一端接第四芯片IC4的6脚，另一端接公共地COM端；基准电路工作电压由电源电压提供，其输出电压为升压电路提供稳定的工作电压，保证升压电路可靠地工作。
[0028]在本实施例中，第一芯片、第二芯片是型号为IRF5001的场效应MOS管驱动电路，第三芯片是型号为TPS61045的升压转换器，第四芯片是型号为TL431的可控精密度稳压源并联稳压集成电路。
【权利要求】
1.一种智能切换浪涌电压抑制器，其特征在于:它包括第一驱动电路、第二驱动电路、升压电路、基准电路、第一开关管(T1)、第二开关管(T2)、输出开关管(T3)、驱动电阻(R1)、第一稳压管(DZ1),所述第一驱动电路的电源输入端接第一电源(Vinl),输出端与第一开关管(T1)的栅极相连接，所述第一开关管(T1)的源极接第一电源(Vinl)，漏极接电源母线；所述第二驱动电路的电源输入端接第二电源(Vin2)，输出端与第二开关管(T2)的栅极相连接，所述第二开关管(T2)的源极接第二电源(Vin2)，漏极接电源母线；所述基准电路的输入端接电源母线，输出端与升压电路的输入端相连接；所述升压电路的一端接电源母线，一个输出端分别与第一驱动电路、第二驱动电路相连接，另一输出端分别与驱动电阻(R1)的一端、稳压二极管(DZ1)的负极相连接；所述驱动电阻(R1)的另一端与输出开关管(T3)的栅极相连接，所述输出开关管(T3)的漏极与电源母线相连接，源极接输出电压端Vout，所述稳压二极管(DZ2)的正极接输出电压端Vout ;当所述第一电源(Vinl)和所述第二电源(Vin2)同时瞬间接通时，第一电源(Vinl)经过第一开关管(T1)与第二电源(Vin2)经过第二开关管(T2)在电源母线上进行或操作，经过运算电源电压高的一路电源信号将出现在母线上，其所对应的开关管导通，电源电压低的一路电源信号不会出现在母线上，其所对应的开关管关断，实现双路电源的智能切换；电源电压高的一路电源为所述第一驱动电路、第二驱动电路、基准电路提供电源，电源电压经升压电路提升后，经过第一驱动电路或第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管(T3)为负载提供稳定、可靠的电源。
2.根据权利要求1所述的智能切换浪涌电压抑制器，其特征在于:所述第一驱动电路包括第一芯片(IC1)、第一电容(C1)、第二电阻(R2)、第二稳压二极管(DZ2),所述第一芯片(IC1)的3脚、5脚、7脚分别与第一电源(Vinl)相连接，8脚与所述第一开关管(T1)的栅极相连接，2脚、3脚分别与第一电容(C1)的两端相连接，2脚与第二电阻(R2)的一端相连接，所述第二电阻(R2)的另一端与第二稳压二极管(DZ2)的负极相连接，第二稳压电二极管(DZ2)的正极与第一电源(Vinl)相连接，第二稳压电二极管(DZ2)的负极与所述升压电路的输出端相连接；当所述第一电源(Vinl)大于所述第二电源(Vin2)时，所述第一驱动电路工作，所述第一开关管(T1)导通，所述第二开关管(T2)关断，所述第一驱动电路抑制浪涌电压信号，由所述输出开关管(T3)为负载提供稳定、可靠的电源。
3.根据权利要求1所述的智能切换浪涌电压抑制器，其特征在于:所述第二驱动电路包括第二芯片(IC2)、第二电容(C2)、第三电阻(R3)、第三稳压二极管(DZ3)，所述第二芯片(IC2)的3脚、5脚、7脚分别与第二电源(Vin2)相连接，8脚与所述第二开关管(T2)的栅极相连接，2脚、3脚分别与第二电容(C2)的两端相连接，2脚与第三电阻(R3)的一端相连接，所述第三电阻(R3)的另一端与第三稳压二极管(DZ3)的负极相连接，第三稳压电二极管(DZ3)的正极与第二电源(Vin2)相连接，第三稳压电二极管(DZ3)的负极与所述升压电路的输出端相连接；当所述第一电源(Vinl)小于所述第二电源(Vin2)时，第二驱动电路工作，第二开关管(T2)导通，第一开关管(T1)关断，第二驱动电路抑制浪涌电压信号，由输出开关管(T3)为负载提供稳定、可靠的电源。
4.根据权利要求1所述的智能切换浪涌电压抑制器，其特征在于:所述升压电路包括第三芯片(IC3)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、驱动电阻(R1)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第i^一电阻(R11)、第一二极管(D1)、第一电感(L1)、第四稳压二极管(Dz4);所述第三电容(C3)的一端与第一电感(L1)的一端相连接，另一端接第三芯片(IC3)的6脚和7脚，第四电容(C4)的一端接第三芯片(IC3)的6脚和7脚，另一端接第三芯片(IC3)的5脚，第五电容(C5)的一端接第三芯片(IC3)的1脚，第五电容(C5)的另一端与第八电阻(R8)的一端相连接，第八电阻(R8)的另一端接第三电路(IC3)的4脚，第六电容(C6)并连在驱动电阻(R1)的两端，第四电阻(R4)的一端接第三芯片(IC3)的1脚，第四电阻(R4)的另一端与第二稳压二极管(Dz2)的负极相连接，第五电阻(R5)的一端接第三芯片(IC3)的1脚，第五电阻(R5)的另一端与第四稳压管(Dz4)的负极相连接，第四稳压管(Dz4)的正极接公共地COM端，第六电阻(R6)的一端接第三芯片(IC3)的1脚，第六电阻(R6)的另一端与第九电阻(R9)的一端相连接，第九电阻(R9)的另一端与第一电感(L1)的一端连接，第十电阻(R10)的一端与第五电容(C5)、第八电阻(R8)相交处连接，第十电阻(R10)的另一端接第三芯片(IC3)的3脚，第^ 电阻(R11)的一端与第一电感(L1)的一端相连接，第十一电阻(R11)的另一端接第三芯片(IC3)的3脚，驱动电阻(R1)的另一端与第四稳压管(Dz4)的负极；电源电压经升压电路提升后，保证第一驱动电路及第二驱动电路稳定工作，使第一开关管(T1)、第二开关管(T2)、输出开关管(T3)完全导通，为负载提供稳定、可靠的电源。
5.根据权利要求1所述的智能切换浪涌电压抑制器，其特征在于:所述基准电路包括第四芯片(IC4)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、恒流源，第十二电阻(R12)的一端接第四芯片(IC4)的6脚，另一端接第四芯片(IC4)的8脚，第十三电阻(R13)的一端接第四芯片(IC4)的1脚，另一端接第四芯片(IC4)的8脚，恒流源的一端接第四芯片(IC4)的6脚，另一端接公共地COM端；基准电路工作电压由电源电压提供，其输出电压为升压电路提供稳定的工作电压，保证升压电路可靠地工作。
【文档编号】H02M1/32GK204168128SQ201420600506
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】郭顺吉 申请人:天水华天微电子股份有限公司