一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路及其抑制方法
【专利摘要】本发明提供一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路及其抑制方法,该电路包括常闭继电器、防回流二极管、DC/DC转换器、储能电容、常开继电器、MOS管、第一限流电阻、由第一采样电阻和第二采样电阻构成的第一采样电路、由第三采样电阻和第四采样电阻构成的第二采样电路、由稳压二极管和第二限流电阻构成的基准电压电路以及由第一比较器、第一开关元件、第二比较器和第二开关元件构成的控制电路。本发明还提供一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路的抑制方法。本发明可以同时满足抑制高压浪涌和低压浪涌的需求，提高了电源电路的工作稳定性。
【专利说明】—种储能电容式高、低压浪涌抑制电路及其抑制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电压浪涌抑制【技术领域】，具体是一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路及其抑制方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]在电源领域的电路设计中必须考虑浪涌抑制，否则当电源输入端输入浪涌电压时，会对整个电源电路产生干扰，使电路出现故障或损坏。传统的储能电容式浪涌抑制电路只能单独抑制高压浪涌或低压浪涌，不利于整个电源电路的稳定性。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路及其抑制方法，能够同时满足抑制高压浪涌和低压浪涌的需求。
[0006]本发明的技术方案为:
一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路，包括防回流二极管、DC/DC转换器、储能电容和MOS管；所述防回流二极管的阳极和DC/DC转换器的输入端均通过常闭继电器连接到电源输入电压，所述防回流二极管的阴极直接与电源输出端连接，所述DC/DC转换器的输出端通过常开继电器与电源输出端连接；所述储能电容的一端连接到DC/DC转换器与常开继电器之间的节点，另一端接地；所述MOS管的漏极连接到电源输入电压，其源极通过第一限流电阻接地，MOS管与第一限流电阻之间的节点分别连接到常闭继电器和常开继电器的控制端，
该电路还包括由第一米样电阻和第二米样电阻构成的第一米样电路、由第三米样电阻和第四采样电阻构成的第二采样电路、由稳压二极管和第二限流电阻构成的基准电压电路以及由第一比较器、第一开关元件、第二比较器和第二开关元件构成的控制电路；
所述第一采样电阻与第二采样电阻串联连接，所述第一采样电阻的一端连接到电源输入电压，另一端通过第二采样电阻接地，所述第三采样电阻与第四采样电阻串联连接，所述第三采样电阻的一端连接到电源输入电压，另一端通过第四采样电阻接地；所述稳压二极管的阳极接地，其阴极通过第二限流电阻连接到电源输入电压；
所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端均连接到稳压二极管与第二限流电阻之间的节点，所述第一比较器的同相输入端连接到第一采样电阻与第二采样电阻之间的节点，所述第二比较器的反相输入端连接到第三采样电阻与第四采样电阻之间的节点，所述第一比较器的输出端通过第一开关元件与MOS管的栅极连接，所述第二比较器的输出端通过第二开关元件与MOS管的栅极连接。
[0007]所述的储能电容式高、低压浪涌抑制电路，所述第一开关元件选用第一二极管，所述第一二极管的阳极与第一比较器的输出端连接，其阴极与MOS管的栅极连接；所述第二开关元件选用第二二极管，所述第二二极管的阳极与第二比较器的输出端连接，其阴极与MOS管的栅极连接。
[0008]所述的一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路的抑制方法，包括以下步骤:
(1)第一米样电路对电源输入电压进行米样，送至第一比较器的同相输入端，第二米样电路对电源输入电压进行采样，送至第二比较器的反相输入端，基准电压电路输出基准电压，分别送至第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端；
(2)当电源输入电压稳定时，第一比较器和第二比较器均输出低电平，第一开关兀件和第二开关元件均截止，MOS管截止，常闭继电器的触点闭合，防回流二极管导通，常开继电器的触点断开，DC/DC转换器为储能电容充电；
(3)当电源输入电压出现高压浪涌时，第一比较器输出高电平，第一开关元件导通，驱动MOS管导通，控制常闭继电器的触点断开、常开继电器的触点闭合，储能电容为后级电路供电，防回流二极管截止；
(4)当电源输入电压出现低压浪涌时，第二比较器输出高电平，第二开关元件导通，驱动MOS管导通，控制常闭继电器的触点断开、常开继电器的触点闭合，储能电容为后级电路供电，防回流二极管截止。
[0009]由上述技术方案可知，本发明可以同时满足抑制高压浪涌和低压浪涌的需求，提高了电源电路的工作稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明具体实施例的电路结构示意图。
[0011]
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0013]如图1所示，一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路，包括常闭继电器K1、防回流二极管D0、DC/DC转换器1、储能电容C、常开继电器K2、NM0S管Q、第一限流电阻R5、第一采样电路2、第二米样电路3、基准电压电路4和控制电路5,第一米样电路2由第一米样电阻Rl和第二采样电阻R2构成，第二采样电路3由第三采样电阻R4和第四采样电阻R5构成，基准电压电路4由稳压二极管Dz和第二限流电阻R6构成，控制电路5由第一比较器V1、第一二极管D1、第二比较器V2和第二二极管D2构成。
[0014]防回流二极管DO的阳极和DC/DC转换器I的输入端均通过常闭继电器Kl连接到电源输入电压，防回流二极管DO的阴极直接与电源输出端连接，DC/DC转换器I的输出端通过常开继电器K2与电源输出端连接。储能电容C的一端连接到DC/DC转换器I与常开继电器K2之间的节点，另一端接地。NMOS管Q的漏极连接到电源输入电压，其源极通过第一限流电阻R5接地，NMOS管Q与第一限流电阻R5之间的节点分别连接到常闭继电器Kl和常开继电器K2的控制端。
[0015]第一采样电阻Rl与第二采样电阻R2串联连接，第一采样电阻Rl的一端连接到电源输入电压，另一端通过第二采样电阻R2接地。第三采样电阻R3与第四采样电阻R4串联连接，第三采样电阻R3的一端连接到电源输入电压，另一端通过第四采样电阻R4接地。稳压二极管Dz的阳极接地，其阴极通过第二限流电阻R6连接到电源输入电压。
[0016]第一比较器Vl的反相输入端和第二比较器V2的同相输入端均连接到稳压二极管Dz与第二限流电阻R6之间的节点，第一比较器Vl的同相输入端连接到第一采样电阻Rl与第二采样电阻R2之间的节点，第二比较器V2的反相输入端连接到第三采样电阻R3与第四采样电阻R4之间的节点。第一比较器Vl的输出端连接第一二极管Dl的阳极，第一二极管Dl的阴极与NMOS管Q的栅极连接。第二比较器V2的输出端连接第二二极管D2的阳极，第二二极管D2的阴极与NMOS管Q的栅极连接。
[0017]本发明的工作原理:
在电源稳定工作时，常闭继电器Kl的触点处于闭合状态，防回流二极管DO导通，常开继电器K2的触点处于断开状态，DC/DC转换器I为储能电容C充电。在本实施例中，第一米样电路2对电源输入电压进行米样,送至第一比较器Vl的同相输入端,与输入其反相输入端的基准电压进行比较；第二采样电路3对电源输入电压进行采样，送至第二比较器V2的反相输入端，与输入其同相输入端的基准电压进行比较。
[0018]当电源输入电压出现高压浪涌时，第一比较器Vl的同相输入端电压高于反相输入端电压，第一比较器Vl输出高电平，第一二极管Dl导通，驱动NMOS管Q导通(此时，第二比较器V2的同相输入端电压低于反相输入端电压，第二比较器V2输出低电平，第二二极管D2截止)，常闭继电器Kl的触点断开以抑制高压浪涌，常开继电器K2的触点闭合，储能电容C为后级电路供电以防止其掉电，防回流二极管Dz截止以防止输出电压倒灌到DC/DC转换器的输入端，保护电路的稳定工作。
[0019]当电源输入电压出现低压浪涌时，第二比较器V2的同相输入端电压高于反相输入端电压，第二比较器V2输出高电平，第二二极管D2导通，驱动NMOS管Q导通(此时，第一比较器Vl的同相输入端电压低于反相输入端电压,第一比较器Vl输出低电平,第一二极管Dl截止)，常闭继电器Kl的触点断开以抑制低压浪涌，常开继电器K2的触点闭合，储能电容C为后级电路供电以防止其掉电，防回流二极管Dz截止以防止输出电压倒灌到DC/DC转换器的输入端，保护电路的稳定工作。
[0020]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路，包括防回流二极管、DC/DC转换器、储能电容和MOS管；所述防回流二极管的阳极和DC/DC转换器的输入端均通过常闭继电器连接到电源输入电压，所述防回流二极管的阴极直接与电源输出端连接，所述DC/DC转换器的输出端通过常开继电器与电源输出端连接；所述储能电容的一端连接到DC/DC转换器与常开继电器之间的节点，另一端接地；所述MOS管的漏极连接到电源输入电压，其源极通过第一限流电阻接地，MOS管与第一限流电阻之间的节点分别连接到常闭继电器和常开继电器的控制端， 其特征在于:该电路还包括由第一米样电阻和第二米样电阻构成的第一米样电路、由第三采样电阻和第四采样电阻构成的第二采样电路、由稳压二极管和第二限流电阻构成的基准电压电路以及由第一比较器、第一开关元件、第二比较器和第二开关元件构成的控制电路； 所述第一采样电阻与第二采样电阻串联连接，所述第一采样电阻的一端连接到电源输入电压，另一端通过第二采样电阻接地，所述第三采样电阻与第四采样电阻串联连接，所述第三采样电阻的一端连接到电源输入电压，另一端通过第四采样电阻接地；所述稳压二极管的阳极接地，其阴极通过第二限流电阻连接到电源输入电压； 所述第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端均连接到稳压二极管与第二限流电阻之间的节点，所述第一比较器的同相输入端连接到第一采样电阻与第二采样电阻之间的节点，所述第二比较器的反相输入端连接到第三采样电阻与第四采样电阻之间的节点，所述第一比较器的输出端通过第一开关元件与MOS管的栅极连接，所述第二比较器的输出端通过第二开关元件与MOS管的栅极连接。
2.根据权利要求1所述的储能电容式高、低压浪涌抑制电路，其特征在于:所述第一开关元件选用第一二极管 ，所述第一二极管的阳极与第一比较器的输出端连接，其阴极与MOS管的栅极连接；所述第二开关元件选用第二二极管，所述第二二极管的阳极与第二比较器的输出端连接，其阴极与MOS管的栅极连接。
3.根据权利要求1所述的一种储能电容式高、低压浪涌抑制电路的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)第一米样电路对电源输入电压进行米样，送至第一比较器的同相输入端，第二米样电路对电源输入电压进行采样，送至第二比较器的反相输入端，基准电压电路输出基准电压，分别送至第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端； (2)当电源输入电压稳定时，第一比较器和第二比较器均输出低电平，第一开关兀件和第二开关元件均截止，MOS管截止，常闭继电器的触点闭合，防回流二极管导通，常开继电器的触点断开，DC/DC转换器为储能电容充电； (3)当电源输入电压出现高压浪涌时，第一比较器输出高电平，第一开关元件导通，驱动MOS管导通，控制常闭继电器的触点断开、常开继电器的触点闭合，储能电容为后级电路供电，防回流二极管截止； (4)当电源输入电压出现低压浪涌时，第二比较器输出高电平，第二开关元件导通，驱动MOS管导通，控制常闭继电器的触点断开、常开继电器的触点闭合，储能电容为后级电路供电，防回流二极管截止。
【文档编号】H02H9/04GK104022634SQ201410300193
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】胡海斌, 赵隆冬, 胡进, 徐辉, 张石磊 申请人:中国电子科技集团公司第四十三研究所