抗浪涌模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及保护装置技术领域，具体涉及一种全功能抗浪涌模块。
【背景技术】
[0002]按照《GJB181-86飞机供电特性及对用电设备的要求》，机载用电设备应满足耐瞬态电压的要求。耐瞬态电压的试验包括耐尖峰电压试验、耐过电压浪涌试验和耐欠电压浪涌试验。
[0003]耐尖峰电压试验要求在一分钟内承受正负极性尖峰电压各50次，尖峰电压的幅度为600V。
[0004]直流耐过电压浪涌试验要求电源从正常稳态电压+28V突升到+80V，持续时间50ms，然后返回到+28V，在连续5min钟内作5次试验。要求在过电压浪涌后，用电设备应不发生任何故障。
[0005]直流耐欠电压浪涌试验要求电源从正常稳态电压+28V突降到+8V，持续时间50ms，然后返回到+28V，在连续5min钟内作5次试验。要求在欠电压浪涌时，用电设备不中断工作。
[0006]((GJB181A-2003飞机供电特性要求》，也规定了相应的瞬态电压试验要求。飞机用电设备必须与规定的供电特性兼容。
[0007]因此，机载直流电源设备都要求具有耐瞬态电压的特性，满足相应执行标准的要求。
[0008]同时，在《GJB 298-1987军用车辆28伏直流电气系统特性》中也对车载电源设备作了相关要求。
[0009]在GJB298标准中，对车载设备的过电压浪涌及欠压浪涌的要求均高于机载设备的要求，其中，过电压浪涌电压幅值100V，持续时间50ms，每次施加时间Is。而欠压方面的要求“初始啮合浪涌电压”为欠压电压6V，持续时间Is。在整个欠压和过压期间，被试设备应正常工作。
[0010]一般机载和车载的仪器、仪表的工作电源为+28V，能承受的最大电压在+40V左右；而从人身安全方面考虑，在欠压期间设备的正常工作同样重要。故此，无论机载还是车载设备，均必须具备耐过电压浪涌抑制和欠压浪涌防护功能，保护后续的设备在过电压浪涌和欠压浪涌期间既不会出现损坏，又能正常工作。
[0011]为满足欠电压浪涌试验，一般采用大容量电解电容储能的方法，因机载设备对电解电容的使用有一定的限制，大容量的钽电解电容非常昂贵，且对于后级用电设备功率较大的系统，该方法将很难满足要求。
[0012]目前在应用中为满足过电压抑制和欠压工作问题，通常采用独立安装过电压保护模块和钽电容的方式来解决，但该方式依然存在诸多问题，钽电容在系统上电时的充电过程会形成大电流冲击，严重时甚至会导致过电压保护模块损坏，而对电容器进行限流操作又会导致使用时钽电容供能不足，从而增加对电容量的需求。同时利用钽电容进行供能的电路必须增加防倒灌电路，否则将会出现电压倒灌现象，使电容器供能作用失效。该方式大大增加了用户是设计空间利用率，极不利于系统小型化设计，增加了不必要的设计成本。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种具有稳定保护功能的抗浪涌模块。
[0014]考虑到现有技术的上述问题，根据本实用新型公开的一个方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0015]—种抗浪涌模块，它包括尖峰抑制电路、过电压抑制电路、缓慢上电防震荡电路、欠压保护电路、过电流及短路保护电路，所述尖峰抑制电路、过电压抑制电路、缓慢上电防震荡电路、欠压保护电路、过电流及短路保护电路依次连接，所述尖峰抑制电路位于输入端，所述过电流及短路保护电路位于输出端。
[0016]为了更好地实现本实用新型，进一步的技术方案是:
[0017]根据本实用新型的一个实施方案，所述尖峰抑制电路包括设置正电压输入线与负电压输入线之间的至少一个电容Cl。
[0018]根据本实用新型的另一个实施方案，所述过电压抑制电路包括TVS1、电阻R1、场效应管Q1、过压保护模块、电阻R2和电阻R3，所述TVSl和电阻Rl串联，所述TVSl —端与负电压输入端连接，所述电阻Rl —端与正电压输入端连接，所述场效应管Ql的漏极与正电压输入端连接，所述电阻R2和电阻R3串联，所述电阻R3 —端与负电压输入端连接，所述电阻R2 —端与正电压输入线连接，所述过压保护模块分别与场效应管Ql栅极、场效应管Ql的源极、负电压输入端、TVSl与电阻Rl之间、电阻R2与电阻R3之间连接。
[0019]根据本实用新型的另一个实施方案，所述缓慢上电防震荡电路包括电容C2、电阻R4、电阻R5、电阻R6和稳压二极管Dl，所述电容C2 —端与负电压输入端连接，所述电容C2另一端与所述电阻R4 —端连接，所述电阻R5 —端与负电压输入端连接，所述电阻R5另一端与所述电阻R4另一端、电阻R6 —端连接，所述电阻R6另一端再与所述稳压二极管Dl正极连接。
[0020]根据本实用新型的另一个实施方案，所述欠压保护电路包括欠压保护模块、电阻R7、场效应管Q2、场效应管Q3、电感L1、电容C3，所述欠压保护模块分别与电阻R4 —端、负电压输入端、稳压二极管Dl负极、电阻R7两端、场效应管Q2漏极、场效应管Q2栅极、场效应管Q3源极连接，所述电阻R7 —端与场效应管Ql源极连接，所述电阻R7另一端与所述电感LI 一端连接，所述电感LI另一端与所述场效应管Q2漏极和场效应管Q3源极连接，所述场效应管Q2源极与所述负电压输入端连接，所述场效应管Q3漏极与所述电容C3 —端、稳压二极管Dl负极连接。
[0021]根据本实用新型的另一个实施方案，所述过电流及短路保护电路包括过电流检测模块、电阻R8，所述过电流检测模块分别与电阻R8两端、过压保护模块、负电压输出端连接，所述电阻R8 —端与所述场效应管Q3漏极连接，所述电阻R8另一端与正电压输出端连接。
[0022]本实用新型还可以是:
[0023]根据本实用新型的另一个实施方案，所述场效应管Ql为NMOS管。
[0024]根据本实用新型的另一个实施方案，所述场效应管Q2为NMOS管。
[0025]根据本实用新型的另一个实施方案，所述场效应管Q3为NMOS管。
[0026]与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是:
[0027]本实用新型的一种抗浪涌模块，提供了更加安全稳定的工作模式，降低了上电时对电源设备输出功率及响应时间的要求；采用分级处理方式，提高了安全性和稳定性；可同时满足机载和车载设备的电源特性试验要求，具有更加广泛的应用范围和设备适应性；采用集成化设计，具有体积小、响应速度快、保护功能合理完善、可靠性高，系统适应性强的特点。
【附图说明】
[0028]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0029]图1示出了根据本实用新型一个实施例的抗浪涌模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0031]本实用新型设计制作一种全功能抗浪涌模块，设置于机载和车载电源与用电设备之间，为用电设备提供过电压浪涌抑制、长时间的欠压浪涌续航、尖峰电压抑制、过电流及短路保护，上电防电压震荡功能，有利于设备通过GJB181、GJB298中的各项电源特性试验。具体地:
[0032]参见图1所示，一种抗浪涌模块，它包括尖峰抑制电路1、过电压抑制电路2、缓慢上电防震荡电路3、欠压保护电路4、过电流及短路保护电路5，所述尖峰抑制电路1、过电压抑制电路2、缓慢上电防震荡电路3、欠压保护电路4、过电流及短路保护电路5依次连接，所述尖峰抑制电路I位于输入端，所述过电流及短路保护电路5位于输出端。
[0033]以上全功能抗浪涌模块串联于电源和用电设备之间，模块提供电压尖峰抑制吸收功能；稳压型的过电压保护功能、长时间的欠压升压续航功能、平稳上电能力和过电流及短路保护功能。
[0034]其采用多个主控IC和外围器件，每个IC及其外围电路组成一个功能单元，各功能单元相互配合以实现本实用新型的各项功能。模块通过并接于线间的由电容器网络构成的尖峰抑制电路i进行第一级压制，然后利用过电压抑制电路2将尖峰电压压制在36V来实现的；过电压抑制电路2采用稳压型过电压防护电路，其输出电压设置为36V (具体数字可根据不同要求进行调节)，可将所有经过过电压抑制电路2的电压幅值限制在36V以下，使后续电路免受过电压浪涌的冲击；欠压保护电路4串接在缓慢上电防震荡电路3之后，可提供6V升22V的升压能力，保证用电设备在欠压期间能够正常工作；欠压保护电路4后接过过电流及短路保护电路5，在检测到输出电流超过预设值时，过电流及短路保护电路5向过电压抑制电路2发送控制信号，关断整个电路输出；缓慢上电防震荡电路3置于欠压保护电路4和输出端之间，当输出电压达到预设值时，开启欠压保护电路4，使欠压保护电路4进入待机状态，只有当欠压保护电路4进入待机状态后，电路才具备欠压升压功能，否则电路将一直处于输出电压跟随状态，通过该种方式解决缓慢上电时电压震荡问题。具体的电路结构如下:
[0035]所述尖峰抑制电路I包括设置正电压输入线与负电压输入线之间的至少一个电