专利名称：一种基于场效应管的电压控制电路的制作方法
技术领域：
一种基于场效应管的电压控制电路技术领域[0001]本实用新型涉及一种基于场效应管的电压控制电路，属于电子技术领域。
技术背景[0002]目前，汽车以及船舶上的电子设备的供电都是由汽车船舶上的供电系统提供。 但是由于汽车船舶上的供电系统存在着浪涌电压、有时电压不稳。目前用电设备通常所 使用的稳定电压的办法是使用一个稳压管，将负载两端的电压限定在某个上限范围，但 是如果供电系统所提供的是一个持续时间较长的高压，这样就很容易损坏用电设备供电 系统，从而造成设备失效。因此目前还很难实现即防止超压防浪涌又能确保设备工作正堂巾ο实用新型内容[0003]本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供了一种基于场效应管的电压控 制电路。本实用新型使用场效应管来控制电路的开闭，使用电容来保证电路的持续供 H1^ ο[0004]本实用新型的具体技术方案如下[0005]本实用新型一种基于场效应管的电压控制电路包括防超压电路和判断控制电 路。[0006]所述的防超压电路包括2个电阻，分别为R12、R13 ； 1个二极管VD12; 2个 稳压管，分别为VS11、VS12 ； 1个电容Cll; 1个场效应管Mil;[0007]其中，输入电源的正极与场效应管Mll的漏极D相连，场效应管Mll的源极S 与二极管VD12的正端相连，二极管VD12的负端与电容Cll的一端相连，电容Cll的 另一端接地，场效应管Mll的S极与稳压管VSll的正端相连，稳压管VSll的负端与场 效应管Mll的栅极G、稳压管VS12的负端、电阻R13的一端及电阻R12的一端分别相 连，稳压管VS12的正端和电阻R13的另一端分别接地，电阻R12的另一端与判断控制电 路中组合场效应管P4中P沟道场效应管的漏极相连；二极管VD12的负端输出经控制后 的电压；[0008]所述的判断控制电路包括10个电阻，分别为R21、R22、R23、R24、R25、 R26、R27、R28、R29, R210 ； 1个二极管VD21 ； 1个稳压管VS21; 6个电容，分别 为C21、C22、C23、C24, C25、C26 ； 1个电感，为L21 ； 4个芯片，分别为升降压芯片P1，电压监控芯片P2，触发器P3A，组合场效应管P4;[0009]其中，升降压芯片Pl的EN脚、VCC脚、SWVIN脚以及电容C21、C22的一 端分别连接5V的电压，电容C21和C22的另一端接地，升降压芯片Pl的SWOUT脚通 过电感L21与升降压芯片Pl的LX脚相连，升降压芯片Pl的LX脚与二极管VD21的正 端相连，二极管VD21的负端分别与电阻R21的一端、电容C23及电容CM相连，电容 C23和电容CM的另一端同时接地，电阻R21的另一端分别与升降压芯片Pl的FB脚及电阻R22的一端相连，电阻R22的另一端接地，二极管VD21的负端与电压监控芯片P2 的VCC脚相连，电压监控芯片P2的VCC脚、EN脚相连并通过电容C25接地，电阻R25 的一端分别与电阻R26的一端以及电压监控芯片P2的INB-脚相连，电阻R26的另一端 接地，电压监控芯片P2的INA+脚通过电阻R27接地，电压监控芯片P2的INA+脚通过 电阻R28与电阻R25的另一端以及防超压电路的电容Cll的一端相连，电压监控芯片P2 的LOGIC脚接地，电压监控芯片P2的OUTA脚通过电阻R29与5V电源的正极相连，5V 电源的正极通过电阻R210与电压监控芯片P2的OUTB脚及触发器P3A的CD脚相连， 电压监控芯片P2的OUTA脚与触发器P3A的SD脚相连，触发器P3A的D脚和CLK脚 相连并接地，触发器P3A的VCC脚通过电容(^6接地同时触发器P3A的VCC脚接5V 电源的正极，触发器P3A的Q脚与组合场效应管P4中N沟道场效应管的栅极相连，组合 场效应管P4中N沟道场效应管的源极接地，组合场效应管P4中P沟道场效应管的源极 分别与电压监控芯片P2的VCC脚、稳压管VS21的负端及电阻R23的一端相连，稳压管 VS21的正端、电阻R23的另一端、组合场效应管P4中P沟道场效应管的栅极及电阻R24 的一端相连，电阻RM的另一端与组合场效应管P4的中N沟道场效应管的漏极相连。[0010]本实用新型还包括一个二极管VD11，输入电源的正极通过二极管VDll与场效 应管Mll的漏极D相连。[0011]本实用新型还包括一个电阻R11，输入电源的正极通过电阻Rll与场效应管Mll 的漏极D相连。[0012]本实用新型还包括一个自恢复保险丝CB1，二极管VD12的负端通过自恢复保险 丝CBl与电容Cll的一端相连。[0013]本实用新型还包括一个自恢复保险丝CB2，二极管VD12的负端通过自恢复保险 丝CB2输出经控制后的电压。[0014]本实用新型还包括一个二极管VDll和自恢复保险丝CB2，输入电源的正极通过 二极管VDll与场效应管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CB2 输出经控制后的电压。[0015]本实用新型还包括一个电阻Rll和自恢复保险丝CB2，输入电源的正极通过电 阻Rll与场效应管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CB2输出 经控制后的电压。[0016]本实用新型还包括一个二极管VDll和自恢复保险丝CB1，输入电源的正极通过 二极管VDll与场效应管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl 与电容Cll的一端相连。[0017]本实用新型还包括一个电阻Rll和自恢复保险丝CB1，输入电源的正极通过电 阻Rll与场效应管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl与电 容Cll的一端相连。[0018]本实用新型还包括一个电阻Rll和一个二极管VD11，输入电源的正极通过二极 管VDll与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端与场效应管Mll的漏极D相连。[0019]本实用新型还包括一个电阻R11、一个二极管VDll和一个自恢复保险丝CB1， 输入电源的正极通过二极管VDll与电阻Rll的一端相连，电阻Rll的另一端与场效应 管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl与电容Cll的一端相连。[0020]本实用新型还包括一个电阻R11、一个二极管VD11、一个自恢复保险丝CBl和 一个自恢复保险丝CB2，输入电源的正极通过二极管VDll与电阻Rll的一端相连，电 阻Rll的另一端与场效应管Mll的漏极D相连，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝 CBl和自恢复保险丝CB2输出控制后的电压。[0021]有益效果[0022]本实用新型的防超压防浪涌电路通过控制场效应管来实现对输出电压的控制， 防止持续的高压以及浪涌电压损坏负载，同时通过电容来保证在电路关闭时持续对负载 进行供电。[0023]其次，本实用新型可以根据负载的额定电压调节电阻R21和电阻R22的阻值， 当组合场效应管导通时，实现对场效应管Mll栅极最高电位的设定，通过调整电阻 R25、R26、R27以及来设置输出电压的上下限，当输出电压高于所设置的上限时， 判断控制电路控制场效应管Mll处于关闭状态，当输出电压低于所设置的下限时，判断 控制电路控制场效应管Mll处于导通状态，保证了负载可以持续的工作。[0024]而且，本实用新型中包括，二极管VDll可以防止输入电压的反接，电阻Rll可 以防止开机冲击电流太大，自恢复保险丝CBl可以防止场效应管Mll导通时电流过大， 自恢复保险丝CB2可以防止负载电流过大。
[0025]图1是本实用新型的电路图。
具体实施方式
[0026]如图1所示，一种基于场效应管的电压控制电路，包括防超压电路和判断控制 电路。[0027]所述的防超压电路包括3个电阻，分别为Rll、R12、R13 ； 2个二极管，分 别为VDll，VD12 ； 2个稳压管，分别为VSll，VS12 ； 1个电容Cll; 1个场效应管 Mll ； 2个自恢复保险丝，分别为CB1、CB2。[0028]其中，二极管VDll 65MHE3)的正端与电源的正极相连，二极管VDll的负 端通过电阻Rll(MF73-lR-020-20)与场效应管Mil (IRFP4668PbF)的D极相连，场效 应管Mll的S极与二极管VD12(S5MHE3)的正端相连，二极管VD12的负端通过自恢 复保险丝CBI(AHEFIOOO)与电容Cll (CAP)的一端相连，并进一步通过自恢复保险丝 CB2(AHEF1000)输出控制后的电压，电容Cll的另一端接地，场效应管Mll的S极与稳 压管VSll (1.5SMCMCD2)的正端相连，稳压管VSll的负端与场效应管Mll的G极、 稳压管VS12(3KASMC33A)的负端、电阻R13(49.9K)的一端及电阻R12 (5K)的一端分 别相连，稳压管VS12的正端和电阻R13的另一端分别接地，电阻R12的另一端与判断控 制电路组合场效应管P4中P沟道场效应管的漏极(5)和(6)相连。[0029]所述的判断控制电路包括10个电阻，分别为R21，R22，R23，R24，R25， R26, R27，R28, R29, R210 ； 1个二极管VD21 ； 1个稳压管VMl ； 6个电容，分别为 C21，C22，C23，C24, C25，C26 ； 1个电感L21 ； 4个芯片，分别为升降压芯片P1，电压监控芯片P2，触发器P3A，组合场效应管P4。[0030]其中，升降压芯片P1(AS1340A-BTDT)的 EN 脚(1)、VCC 脚(2)、SWVIN 脚⑶以及电容C21 (4.7uF/50V)、C22 (0.1uF/50V)的一端分别连接+5V，电容C21和 C22的另一端接地，升降压芯片Pl的SWOUT脚(6)通过电感L21 (4R7M)与升降压芯 片Pl的LX脚(5)相连，升降压芯片Pl的LX脚(5)与二极管VD21 (VSSA210)的正端 相连，二极管VD21的负端分别与电阻R21(3.6M)的一端、电容C23 (4.7uF/50V)及电 容CM(0.1uF/50V)相连，电容C23和电容CM的另一端同时接地，电阻R21的另一端 分别与升降压芯片Pl的FB脚⑶及电阻R22 (IMK)的一端相连，电阻R22的另一端接 地，二极管VD21的负端与电压监控芯片P2(MAX16011TAA+)的VCC脚(1)相连，电 压监控芯片P2的VCC脚(1)、EN脚(6)相连并通过电容C25(0.1uF/50V)接地，电阻 R25 053K)的一端分别与电阻的一端以及电压监控芯片P2的INB-脚(5)相 连，电阻11 的另一端接地，电压监控芯片P2的INA+脚⑶通过电阻R27(49.9K)接 地，电压监控芯片P2的INA+脚⑶通过电阻R28 (910K)与电阻R25的另一端相连以及 防超压电路的电容Cll的一端相连，电压监控芯片P2的LOGIC脚(3)接地，电压监控 芯片P2的OUTA脚(7)通过电阻R29 (IOOk)与5V电源的正极相连，5V电源的正极通 过电阻R210(100K)与电压监控芯片P2的OUTB脚(4)相连及触发器P3A6N74HC74D) 的CD脚(1)相连，电压监控芯片P2的OUTA脚(7)与触发器P3A的SD脚⑷相连， 触发器P3A的D脚(2)和CLK脚(3)相连并接地，触发器P3A的VCC脚(14)通过电 容(0.1uF/50V)接地同时触发器P3A的VCC脚(14)接5V电源，触发器P3A的Q脚 (5)与组合场效应管P4(IRF7350PBF)中N沟道场效应管的栅极( 相连，组合场效应管 P4中N沟道场效应管的源极(1)接地，组合场效应管P4中P沟道场效应管的源极(3)分 别与电压监控芯片P2的VCC脚(1)、稳压管VS21(1.5MC15C)的负端及电阻R23 (30K) 的一端相连，稳压管VMl的正端、电阻R23的另一端、组合场效应管P4中P沟道场效 应管的栅极(4)及电阻RM(30K)的一端相连，电阻RM的另一端与组合场效应管P4的 中N沟道场效应管的漏极(7)和(8)相连。[0031]该电路的工作过程如下[0032]根据负载的额定电压调节电阻R21和R22，使二极管VD21的负极输出的电压比 负载所需电压高约10 30V。根据负载额定电压调节电阻R25、R26、R27和来设 置比较电压的上下限。当电路输入一个高压的时候，场效应管Mll若处于导通状态，对 负载供电、对电容Cll进行充电，当电容Cll两端的电压高于比较电压的上限时，即电 压监控芯片P2的INB-脚和INA+脚的电位皆高于额定上限值，电压监控芯片P2的OUTB 脚输出低电平，使得触发器P3A的Q脚输出低电平，组合场效应管P4处于关闭状态，则 电阻R13将场效应管Mll的栅极电位拉低，场效应管Mll关闭，负载消耗电容Cll内存 储的电荷。随着负载对电容Cll内存储的电荷的消耗，电容Cll两端的电压逐渐下降， 当电容Cl 1两端的电压低于比较电压的下限时，即电压监控芯片P2的INB-脚和INA+脚 两端的电位均低于额定下限值，电压监控芯片P2的OUTA脚输出低电平，将触发器P3A 的Q脚置为高电平，使得组合场效应管P4处于导通状态，从而使二极管VD21的负端通 过组合场效应管中P沟道的场效应管与电阻R12短路，因此场效应管栅极电位被拉高， 场效应管Mll处于导通状态，此时输入的电流提供负载所需的能量同时对电容Cll进行充电。因此本实用新型在持续高压输入的情况下，可以实现不损坏负载同时对其持续供 H1^ ο
权利要求1.一种基于场效应管的电压控制电路，包括防超压电路和判断控制电路，其特征在于所述的防超压电路包括2个电阻，分别为R12、R13； 1个二极管VD12; 2个稳压 管，分别为VS11、VS12 ； 1个电容Cll; 1个场效应管Mil;其中，输入电源的正极与场效应管Mll的漏极D相连，场效应管Mll的源极S与二 极管VD12的正端相连，二极管VD12的负端与电容Cll的一端相连，电容Cll的另一端 接地，场效应管Mll的S极与稳压管VSll的正端相连，稳压管VSll的负端与场效应管 Mll的栅极G、稳压管VS12的负端、电阻R13的一端及电阻R12的一端分别相连，稳压 管VS12的正端和电阻R13的另一端分别接地，电阻R12的另一端与判断控制电路中组合 场效应管P4中P沟道场效应管的漏极相连；二极管VD12的负端输出经控制后的电压；所述的判断控制电路包括10个电阻，分别为R21、R22、R23、R24、R25、R26、 R27、R28, R29, R210 ； 1个二极管VD21; 1个稳压管VS21; 6个电容，分别为C21、 C22、C23、C24, C25、C26 ； 1个电感，为L21 ； 4个芯片，分别为升降压芯片P1，电 压监控芯片P2，触发器P3A，组合场效应管P4;其中，升降压芯片Pl的EN脚、VCC脚、SWVIN脚以及电容C21、C22的一端分别 连接5V的电压，电容C21和C22的另一端接地，升降压芯片Pl的SWOUT脚通过电感 L21与升降压芯片Pl的LX脚相连，升降压芯片Pl的LX脚与二极管VD21的正端相连， 二极管VD21的负端分别与电阻R21的一端、电容C23及电容CM相连，电容C23和电 容CM的另一端同时接地，电阻R21的另一端分别与升降压芯片Pl的FB脚及电阻R22 的一端相连，电阻R22的另一端接地，二极管VD21的负端与电压监控芯片P2的VCC脚 相连，电压监控芯片P2的VCC脚、EN脚相连并通过电容C25接地，电阻R25的一端分 别与电阻R26的一端以及电压监控芯片P2的INB-脚相连，电阻R26的另一端接地，电 压监控芯片P2的INA+脚通过电阻R27接地，电压监控芯片P2的INA+脚通过电阻R28 与电阻R25的另一端以及防超压电路的电容Cll的一端相连，电压监控芯片P2的LOGIC 脚接地，电压监控芯片P2的OUTA脚通过电阻1^9与5乂电源的正极相连，5V电源的正 极通过电阻R210与电压监控芯片P2的OUTB脚及触发器P3A的CD脚相连，电压监控 芯片P2的OUTA脚与触发器P3A的SD脚相连，触发器P3A的D脚和CLK脚相连并接 地，触发器P3A的VCC脚通过电容(^6接地同时触发器P3A的VCC脚接5V电源的正 极，触发器P3A的Q脚与组合场效应管P4中N沟道场效应管的栅极相连，组合场效应管 P4中N沟道场效应管的源极接地，组合场效应管P4中P沟道场效应管的源极分别与电压 监控芯片P2的VCC脚、稳压管VS21的负端及电阻R23的一端相连，稳压管VS21的正 端、电阻R23的另一端、组合场效应管P4中P沟道场效应管的栅极及电阻R24的一端相 连，电阻RM的另一端与组合场效应管P4的中N沟道场效应管的漏极相连。
2.根据权利要求1所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个二极管 VDl 1，输入电源的正极通过二极管VDll与场效应管Mll的漏极D相连。
3.根据权利要求1所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个电阻 Rll,输入电源的正极通过电阻Rll与场效应管Mll的漏极D相连。
4.根据权利要求1所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自恢复 保险丝CB1，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl与电容Cll的一端相连。
5.根据权利要求1所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自恢复 保险丝CB2，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CB2输出经控制后的电压。
6.根据权利要求2或3所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自 恢复保险丝CB2，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CB2输出经控制后的电压。
7.根据权利要求2或3所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自 恢复保险丝CB1，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl与电容Cll的一端相连。
8.根据权利要求3所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个二极管 VDl 1,输入电源的正极通过二极管VDll与电阻Rll的一端相连。
9.根据权利要求8所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自恢复 保险丝CB1，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl与电容Cll的一端相连。
10.根据权利要求9所述的防超压防浪涌电压控制电路，其特征在于还包括一个自恢 复保险丝CB2，二极管VD12的负端通过自恢复保险丝CBl和自恢复保险丝CB2输出控 制后的电压。
专利摘要本实用新型公开一种基于场效应管的电压控制电路。通过控制场效应管的开闭来实现对输出电压的控制，当输出的电压高于设置的电压上限时，场效应管的栅极电位被拉低，场效应管处于关闭状态，此时负载消耗电容中存储的电荷；当输出的电压低于设置的电压下限时，场效应管的栅极电位被拉高，场效应管处于导通状态，此时通过场效应管输入的电流对负载进行供电并对电容进行充电。本实用新型可以防止持续的高压及浪涌损坏负载，同时通过电容来保证在场效应管关闭时持续对负载进行供电。同时本实用新型可以根据负载的额定电压对电路进行调节，使得输出的电压与负载的额定电压相匹配，以便适用于具有不同额定电压的负载。
文档编号H02H3/20GK201813140SQ20102051258
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者张长杰, 曲秀杰 申请人:北京理工大学