6，结点A15依次连接电阻R9和电阻RlO后连接至地，结点A16连接电容C12后连接至地，电感L12的另一端与结点A17之间依次并联连接电容C13和电容Cl 14后连接至地，电阻R9和电阻RlO之间设有结点A18，结点A18与U2的3引脚之间依次连接有电容C8和电阻R11，结点A18与电阻RlO之间还与U2的4引脚连接，U2的I引脚连接电容C7后连接至地，电容C7与地之间还依次并联有电容C6和电阻Rl2后连接至U2的2引脚，U2的5引脚连接至地，U2的型号为TPS40200。
[0025]如图5所示:升压拓扑电路5的具体结构为:包括与结点A17连接的U3，U3的8引脚一路与结点A17连接，另一路依次连接电感L3、二极管D4、电感L4后连接至输出端，电感L4与输出端之间还并联电容C17后连接至地，二极管D4和电感L4之间依次还并联有电阻R20和电容C16，电容C16的另一端接地，电阻R20的另一端连接至U3的3引脚，电感L3和二极管D4之间依次串联mos管Q5和电阻R24后连接至地，mos管Q5还连接电阻R19后连接至U3的6引脚，mos管Q5和电阻R24之间还连接电阻R18后连接至U3的I引脚，U3的7引脚连接电阻R23后连接至地，U3的3引脚还连接电阻R22后连接至地，U3的2引脚依次连接电容C15、电阻R21后连接至地，U3的4、5引脚均共地，U3的型号为LM3478。
[0026]本实用新型一种具有防浪涌功能的电源设计中，依据的技术原理是:将从电池电源(或发电系统)电压经过EMI滤波电路、浪涌防护、过欠压保护电路滤除异常情况的输入电压，经升压/降压拓扑电路变换，滤波后的输出电压送到车载电子设备。
[0027]下面就各部分电路原理进行说明:
[0028]1.EMI滤波电路:
[0029]EMI滤波器主要用来滤除导线上的电磁干扰，由于电磁干扰的频率范围很宽，一般从几十kHz到几百MHz，因此滤波器的有效滤波频率要覆盖这么宽的范围，由于DC-DC变换器的主要干扰源是由开关频率产生的高次谐波，所以EMI滤波器采用如图2所示的低通滤波器。
[0030]2.防浪涌保护电路:
[0031]常用的提升电源系统的抗干扰能力的方法包括:用吸收法进行尖峰滤除，以消除脉冲干扰，采用的器件可以是热敏电阻、TVS管等，实验中我们进行了很多尝试，最终确定在浪涌防护电路的输入和输出端并入相应的TVS瞬态抑制器，对吸收尖峰脉冲有很好的效果。对于电源跌落干扰，可以增加电源的滤波电容，在满足成本和性能指标要求的同时，选用宽压输入范围的电源芯片。
[0032]专用浪涌抑制器可保护负载免遭高电压瞬变的损坏，它能够通过控制一个外部N沟道MOS管Q2的栅极以在过压过程中(比如:汽车应用中的负载突降情况)调节输出。输出被限制在一个安全的数值上，从而允许负载继续运作。不管在哪一种故障条件下，定时器的起动均与MOS管Q2应力成反比。如果定时器操作终止，则FLT引脚将被拉至低电平，以发出“即将断电”的警告，如果该条件一直持续，则MOS管Q2将被关断，直到SHDN引脚被短暂地拉至低电平为止。
[0033]采用背对背MOS管Ql来代替肖特基二极管以提供反向输入保护功能，从而减少了电压降和功率损失，一个停机引脚负责在停机期间把静态电流减小至7 μΑ以下。
[0034]浪涌防护和尖峰抑制技术的应用，实现了防反接、浪涌防护和尖脉冲吸收。产品能承受浪涌电压100V，持续时间500mS ;尖峰脉冲电压250V，持续时间50uS。
[0035]3.降压拓扑电路:
[0036]为了在宽阔的输入电压范围下提供高精度的输出电压，必须用适当的控制方法驱动开关mos管，本电路采用串联控制方式，U2控制mos管Q5的通断完成降压变换，具有过流保护功能。
[0037]4.升压拓扑电路:
[0038]采用升压拓扑技术，进一步提高了产品的转换效率，该电路转换效率可达92%?95%。
[0039]本实用新型一种具有防浪涌功能的电源，是一项共性技术，由于采用了 SMT和低共熔焊工艺技术，有效解决了产品的体积、散热和重量问题，可用于其他领域，如装甲车、飞机等恶劣环境中。目前，装甲车、飞机等行业普遍存在干扰和宽输入电压范围工作等问题，运用防浪涌电源模块可有效的解决抗浪涌干扰和宽输入电压范围工作等问题，因此，随着本项目的技术移植和推广应用，将对车载、机载等电子设备可靠的工作、提高劳动生产率带来良好的社会、经济和生态效益。
【主权项】
1.一种具有防浪涌功能的电源，其特征在于，包括依次连接的EMI滤波器(I)、防浪涌保护电路(3)、降压拓扑电路(4)、升压拓扑电路(5)，所述EMI滤波器(I)、防浪涌保护电路(3)之间还并入了 TVS瞬态抑制器(2)。2.根据权利要求1所述的一种具有防浪涌功能的电源，其特征在于，所述EMI滤波器(I)的内部结构具体为:包括并联接入电源正负输入端的电容Cl、电容C2，电容Cl、电容C2的正电压端之间还连接有电感(L)，电感(L)和电容C2的连结点延伸至结点Al，电容Cl、电容C2的负电压端接地，结点Al与地之间连接有TVS瞬态抑制器(2)。3.根据权利要求1所述的一种具有防浪涌功能的电源，其特征在于，所述防浪涌保护电路(3)内部结构具体为:包括与结点Al连接的三极管Q3，三极管Q3的发射极与结点Al连接的同时还通过电阻R8与结点A9连接，三极管Q3的发射极与基极之间正向导通连接有二极管Dl，三极管Q3的基极通过电阻R7连接至地，三极管Q3的集电极一路通过电阻Rl与mos管Ql连接，另一路依次通过电阻R3、电阻R2与mos管Q2连接，所述mos管Ql和mos管Q2背对背连接，所述电阻R3、电阻R2之间设有结点A2，结点A2依次连接电阻R4、电容Cl后连接至结点A6，结点A2同时还连接至芯片Ul的3引脚，芯片Ul的型号为LT4356，结点A2与电阻R4和电容Cl之间还正向导通连接有二极管D2，所述芯片Ul的I引脚一路通过电阻R6后连接至结点A3，另一路通过电阻R5后连接至结点A4，芯片Ul的2引脚连接至结点A5，芯片Ul的4、5引脚均连接至结点A9，芯片Ul的6引脚连接电容C3后连接至结点A10，所述结点A9和结点AlO之间还连接有二极管VZl，芯片Ul的9引脚连接至结点A7，芯片Ul的10引脚连接电容C2后连接至结点A8，所述结点A3处还并联连接有电容C4、电容C5，电容C4、电容C5的另一端共地，同时记结点A3与电容C5的连结点为结点All，所述结点A10、结点A7、结点A8、结点A6、结点A4均共地。4.根据权利要求1所述的一种具有防浪涌功能的电源，其特征在于，所述降压拓扑电路(4)的具体结构为:包括并联至结点All的电阻R17和电阻R17’，电阻R17和电阻R17’的另一端连接至结点A12，所述结点A12通过电阻R16连接至芯片U2的7引脚，芯片U2的型号为TPS40200，同时，所述结点All还通过电阻R13连接至芯片U2的I引脚，电阻R13与结点All之间还设有结点A13，结点A13 —路连接至电源端(VCC)，另一路连接至芯片U2的8引脚，所述结点A13与电源端(VCC)之间还通过并联电容ClO后连接至地，所述结点All与芯片U2的7引脚之间还分别并联有电阻R14和电容C9，所述芯片U2的6引脚通过依次连接电阻R15、mos管Q5连接至结点A12，mos管Q5还依次连接电阻R18和电容Cll后连接至地，mos管Q5和电阻R18之间设有结点A14，结点A14 —路反向连接二极管Dl后连接至地，另一路依次连接有电感LI和电感L2，电感L2的另一端连接至结点A17，电感LI和电感L2之间依次设有结点A15和结点A16，结点A15依次连接电阻R9和电阻RlO后连接至地，结点A16连接电容C12后连接至地，电感L12的另一端与结点A17之间依次并联连接电容C13和电容Cl 14后连接至地，所述电阻R9和电阻RlO之间设有结点A18，结点A18与芯片U2的3引脚之间依次连接有电容C8和电阻Rl I，所述结点A18与电阻RlO之间还与芯片U2的4引脚连接，所述芯片U2的I引脚连接电容C7后连接至地，所述电容C7与地之间还依次并联有电容C6和电阻Rl2后连接至芯片U2的2引脚，所述芯片U2的5引脚连接至地。5.根据权利要求1所述的一种具有防浪涌功能的电源，其特征在于，所述升压拓扑电路(5)的具体结构为:包括与结点A17连接的芯片U3，芯片U3的型号为LM3478，芯片U3的8引脚一路与结点A17连接，另一路依次连接电感L3、二极管D4、电感L4后连接至输出端，电感L4与输出端之间还并联电容C17后连接至地，所述二极管D4和电感L4之间依次还并联有电阻R20和电容C16，电容C16的另一端接地，电阻R20的另一端连接至所述芯片U3的3引脚，所述电感L3和二极管D4之间依次串联mos管Q5和电阻R24后连接至地，所述mos管Q5还连接电阻R19后连接至芯片U3的6引脚，所述mos管Q5和电阻R24之间还连接电阻R18后连接至U3的I引脚，所述芯片U3的7引脚连接电阻R23后连接至地，所述芯片U3的3引脚还连接电阻R22后连接至地，芯片U3的2引脚依次连接电容C15、电阻R21后连接至地，芯片U3的4、5引脚均共地。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有防浪涌功能的电源，包括依次连接的EMI滤波器、防浪涌保护电路、降压拓扑电路、升压拓扑电路，EMI滤波器和防浪涌保护电路之间还并入了TVS瞬态抑制器，本实用新型解决了现有技术中存在的车载电源输入电压范围窄、无过欠压保护功能、防浪涌和抗干扰能力差、体积大的问题。
【IPC分类】H02M1/32
【公开号】CN204733070
【申请号】CN201520328791
【发明人】刘创军, 赵景平, 刘伯平, 霰军宪
【申请人】陕西三恒电子科技有限公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年5月20日