一种机载直流浪涌抑制器的制作方法

本实用新型涉及电源浪涌防护技术领域，尤其是一种机载直流浪涌抑制器。

背景技术：

浪涌电压抑制器(即浪涌保护器或防雷器)，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

在航空机载28V直流供电电源中，其要求用电负载能够承受过压浪涌和欠压浪涌。其中，过压浪涌多发生在发电机开关时、切换电源、负载瞬变等情况下，如突然减小或突然增加负载会引起发电机母线电压瞬间升高或下降，如此一来便产生过压浪涌。总所周知，浪涌电压大大地超过稳态电源电压，当它袭击到用电设备上时，往往造成误操作和设备的损坏，可能使整个系统停顿、通信中止，严重的可能损坏设备。

为此，急需要提出一种结构简单、动作可靠的机载直流浪涌抑制器。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种机载直流浪涌抑制器，本实用新型采用的技术方案如下：

一种机载直流浪涌抑制器，包括型号为NE555的时基集成芯片U1，一端与时基集成芯片U1的重置端RESE和电源输入端VCC连接、且另一端与机载直流电源正极连接的电阻R1，一端与机载直流电源的正极连接、且另一端接地的电容C2，一端与所述时基集成芯片U1的控制端CONTROL连接、且另一端接地的电容C3，源极与机载直流电源的正极连接的场效应管M1，串联后一端与场效应管M1的栅极连接、且另一端接地的电阻R2和电容C1，输入阳极与场效应管M1的漏极连接、且输出阴极连接在电阻R2与电容C1之间的二极管Q2，输出阴极与所述二极管Q2的输出阴极连接的二极管Q1，输入阳极与场效应管 M1的漏极连接、且输出阴极与所述二极管Q1的输入阳极连接的二极管Q3，串联后一端与所述二极管Q1的输入阳极连接、且另一端与时基集成芯片U1的输出端OUTPUT连接的电容C5和电阻R4，串联后一端与所述时基集成芯片U1 的电源输入端VCC连接、且另一端接地的电阻R3、电阻R4和电容C4，输出阴极与时基集成芯片U1的电源输入端VCC连接、且输入阳极接地的二极管Q4，输出阴极与二极管Q1的输入阳极连接、且输入阳极接地的精密电压基准芯片 U2，串联后一端与所述场效应管M1的漏极连接、且另一端接地的电阻R6和电阻R7，以及一端与所述场效应管M1的漏极连接、且另一端接地的电容C6；

所述时基集成芯片U1的触发端TRIGGER和重置锁定端THRESHOLD均连接在电阻R4与电容C4之间，且时基集成芯片U1的放电端DISCHARGE连接在电阻R3与电阻R4之间；所述精密电压基准芯片U2的触发端连接在所述电阻R6与电阻R7之间。

优选地，所述二极管Q1和二极管Q3的型号均为1N5814；所述二极管Q2 和二极管Q4的型号均为D1N4742，且所述精密电压基准芯片U2的型号为 TL431。

进一步地，所述电容C1为10uF，电容C2为1nF，电容C3为1nF，电容 C4为1nF，电容C5为1uF，电阻R1为1KΩ，电阻R2为1KΩ，电阻R3为510K Ω，电阻R4为220KΩ，电阻R5为15KΩ，电阻R6为1.5KΩ。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型采用场效应管作为开关稳压电源，通过后级电压反馈控制场效应管的工作状态，使场效应管对后级用电设备形成分压保护。综上所述，本实用新型具有结构简单、响应速度快、保护性能良好、抑制效果良好等优点，在电源浪涌防护技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为本实用新型的仿真连接图。

图3为本实用新型的仿真抑制测试曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至图3所示，本实施例提供了一种机载直流浪涌抑制器，需要说明的是，本实施例是基于结构的改进，并未对其使用的软件程序进行改进，在此就不予赘述。该机载直流浪涌抑制器包括型号为NE555的时基集成芯片U1，一端与时基集成芯片U1的重置端RESE和电源输入端VCC连接、且另一端与机载直流电源正极连接的电阻R1，一端与机载直流电源的正极连接、且另一端接地的电容C2，一端与所述时基集成芯片U1的控制端CONTROL连接、且另一端接地的电容C3，源极与机载直流电源的正极连接的场效应管M1，串联后一端与场效应管M1的栅极连接、且另一端接地的电阻R2和电容C1，输入阳极与场效应管M1的漏极连接、且输出阴极连接在电阻R2与电容C1之间的 D1N4742二极管Q2，输出阴极与所述二极管Q2的输出阴极连接的1N5814二极管Q1，输入阳极与场效应管M1的漏极连接、且输出阴极与所述二极管Q1 的输入阳极连接的1N5814二极管Q3，串联后一端与所述二极管Q1的输入阳极连接、且另一端与时基集成芯片U1的输出端OUTPUT连接的电容C5和电阻 R4，串联后一端与所述时基集成芯片U1的电源输入端VCC连接、且另一端接地的电阻R3、电阻R4和电容C4，输出阴极与时基集成芯片U1的电源输入端 VCC连接、且输入阳极接地的D1N4742二极管Q4，输出阴极与二极管Q1的输入阳极连接、且输入阳极接地的TL431精密电压基准芯片U2，串联后一端与所述场效应管M1的漏极连接、且另一端接地的电阻R6和电阻R7，以及一端与所述场效应管M1的漏极连接、且另一端接地的电容C6。其中，该时基集成芯片U1的触发端TRIGGER和重置锁定端THRESHOLD均连接在电阻R4与电容C4之间，且时基集成芯片U1的放电端DISCHARGE连接在电阻R3与电阻 R4之间。与此同时，所述精密电压基准芯片U2的触发端连接在所述电阻R6 与电阻R7之间。在本实施例中，所述电容C1为10uF，电容C2为1nF，电容 C3为1nF，电容C4为1nF，电容C5为1uF，电阻R1为1KΩ，电阻R2为1K Ω，电阻R3为510KΩ，电阻R4为220KΩ，电阻R5为15KΩ，电阻R6为1.5K Ω。

下面简要说明机载直流浪涌抑制器的工作原理：

机载直流电源输入正常电源电压时，电压经过电阻R1限流给稳压二极管 Q4提供工作电流，稳压二极管Q4接至时基集成芯片U1的电源输入端VCC给时基集成芯片U1供电，时基集成芯片U1及外围电路组成自激振荡电路，在正常输入电压时，定时器通过自激振荡产生高频方波，按照充电泵原理由输出端的电阻R5、电阻R6和电阻R7、电容C5和电容C6和精密电压基准芯片U2使二极管Q2输入阳极与二极管Q3的输出阴极的节点Uc处电压变为幅度为 28V-38V的高频方波，该方波通过二极管Q1给电容C1充电，电容C1的电压给场效应管的栅极供电，使栅源极间存在电压差，当电压差高于场效应管的开启电压，此时场效应管管工作在饱和区，输出电压为输入电压。由于电阻R5、电阻R6分得的电压反馈至精密电压基准芯片TL431上，若反馈电压低于电压芯片的基准比较电压，则芯片TL431的输出电压为0V。当输入电压中出现浪涌电压时，电阻R5、电阻R6的分压值大于芯片的基准比较电压，经过TL431后，拉低场效应管的栅源极电压，使其处于恒流区。使场效应管与后级用电设备形成串联分压形式，输出电压为浪涌电压减去场效应管两端的Uds，由功率管限制到达用电设备的电压。

在本实施例中，时基集成芯片U1的自激振荡电路输出方波频率的计算公式为：

综上所述，本实用新型采用场效应管作为开关稳压电源，通过后级电压反馈控制场效应管的工作状态，使场效应管对后级用电设备形成分压保护。与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，在电源浪涌防护技术领域具有广阔的市场前景。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。