一种具有防浪涌功能的无缝切换电路的制作方法

1.本实用新型属于电源设备技术领域，具体涉及一种具有防浪涌功能的无缝切换电路。


背景技术：

2.随着工业的发展，用户对用电设备的要求越来越高，电源部分影响其稳定可靠运行的关键，当外部供电系统不稳定时，只能切换备用电源，易导致单片机的死机或复位，现有稳定供电系统的电源切换电路主要依赖切换或比较器，将电池电源按机载用电设备的要求切换，为用电设施提供电压，但却存在输入电压范围窄，无过欠压保护功能，防浪涌和抗干扰能力差的缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种具有防浪涌功能的无缝切换电路，解决了现有电源切换电路输入电压范围窄，防浪涌和抗干扰能力差的问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是，一种具有防浪涌功能的无缝切换电路，包括依次连接的取样电路、浪涌抑制驱动电路、切换控制电路；取样电路输入正端连接供电电源输出正端，浪涌抑制驱动电路连接tvs瞬态抑制器，切换控制电路连接fjd切换控制端，浪涌抑制驱动电路接地，电源输入输出负端与地端相连。
5.本实用新型的特征还在于，
6.切换控制电路包括触发器u2、比较器u3a、电阻r5、电阻r6、电阻 r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c2以及传输器件q3，比较器u3a的1号引脚分别接电阻r9和电阻r10，放大器u3a 的2号引脚接电阻r8，电阻r8连接触发器u2，触发器u2的1号引脚分别接电阻r7和电阻r8，放大器u3a的3号引脚分别接电阻r5和电阻r9，电阻r5连接电阻r6，放大器u3a的4号引脚接电阻r11，电阻r10和电阻r11连接传输器件q3，传输器件q3通过电阻r12连接电容c2后接地。
7.浪涌抑制驱动电路包括浪涌控制器u1、电阻r、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r13、电容c1，传输器件q1以及传输器件q2，浪涌控制器u1的out接口和sens传感信号端均接电阻r4，dgate通过电阻r接传输器件q2，source接传输器件q2，hgate通过电阻r2连接传输器件q1，vcc通过电阻r1及电容c1后接地，shdn和uv均连接电阻r12，ov、gnd、flt、eaout均接地，tmr连接电容c3，fb连接电阻r13；浪涌抑制驱动电路的输入和输出端并入相应的tvs瞬态抑制器v1， tvs瞬态抑制器v1连接单向瞬态抑制器v2，单向瞬态抑制器v2连接电阻 r1。
8.取样电路包括电容c4、电容c6，电容c4并联电容c6后串联电阻r4、电阻r13。
9.涌抑制器u1包括一个定时的电流限制电路断路器。
10.浪涌控制器u1采用ltc4364型号。
11.传输器件q1、传输器件q2和传输器件q3均采用n-mosfet管。
12.本实用新型的有益效果是：采用浪涌防护尖峰抑制电路，提升电源系统的抗干扰能力，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，选用宽压输入范围的电源芯片，增加电源的滤波电容，本实用新型简单可靠，在满足成本和性能指标要求的同时易于实现，稳定性高。
附图说明
13.图1是本实用新型一种具有防浪涌功能的无缝切换电路的原理框图；
14.图2是本实用新型一种具有防浪涌功能的无缝切换电路的原理图；
15.图3是本实用新型的一种实施例shqhdl001无缝切换模块外形图；
16.图中，1.电路输入正端，2.电路输入和输出负端，3.电路切换控制端，4. 电路输出正端。
具体实施方式
17.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
18.本实用新型一种具有防浪涌功能的无缝切换电路，如图1和图2所示，包括依次连接的取样电路、浪涌抑制驱动电路、切换控制电路；取样电路输入正端连接供电电源输出正端，浪涌抑制驱动电路连接tvs瞬态抑制器，切换控制电路连接fjd切换控制端，浪涌抑制驱动电路接地，电源输入输出负端与地端相连。
19.切换控制电路包括触发器u2、比较器u3a、电阻r5、电阻r6、电阻 r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c2以及传输器件q3，比较器u3a的1号引脚分别接电阻r9和电阻r10，放大器u3a 的2号引脚接电阻r8，电阻r8连接触发器u2，触发器u2的1号引脚分别接电阻r7和电阻r8，放大器u3a的3号引脚分别接电阻r5和电阻r9，电阻r5连接电阻r6，放大器u3a的4号引脚接电阻r11，电阻r10和电阻r11连接传输器件q3，传输器件q3通过电阻r12连接电容c2后接地；通过触发器u2控制传输器件q3的通断完成降压变换，具有过流保护功能。
20.取样电路包括电容c4、电容c6，电容c4并联电容c6后串联电阻r4、电阻r13。
21.浪涌抑制驱动电路包括浪涌控制器u1、电阻r、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r13、电容c1，传输器件q1以及传输器件q2，浪涌控制器u1的out接口和sens传感信号端均接电阻r4，dgate通过电阻r接传输器件q2，source接传输器件q2，hgate通过电阻r2连接传输器件q1，vcc通过电阻r1及电容c1后接地，shdn和uv均连接电阻r12，ov、gnd、flt、eaout均接地，tmr连接电容c3，fb连接电阻r13；浪涌抑制驱动电路的输入和输出端并入相应的tvs瞬态抑制器v1， tvs瞬态抑制器v1连接单向瞬态抑制器v2，单向瞬态抑制器v2连接电阻 r1。
22.浪涌控制器u1包括一个定时的电流限制电路断路器。在故障情况下, 一个可调故障定时器必须在传输器件q1和传输器件q2关断之前结束，并在一个延迟之后自动重新起动。
23.浪涌控制器u1采用ltc4364型号，用于保护负载免遭高电压瞬变的损坏。
24.传输器件q1、传输器件q2和传输器件q3均采用n-mosfet管，通过控制传输器件q2的n-mosfet管两端的电压降，在过压过程中限制和调节输出。传输器件q1提供反向输入保
护功能，减少电压降和功率损失。浪涌控制器u1精确地监视输入电源的欠压(uv)情况，并控制传输器件q2的 n-mosfet管两端的正向电压降，使其在欠压状况下保持关断，并最大限度地抑制电源故障、欠压或输入短路时的反向电流瞬变。
25.通过驱动开关n-mosfet管，在宽阔的输入电压范围下提供高精度的输出电压。
26.本实用新型的一种实施例shqhdl001无缝切换模块外形如图3所示，采用smt、陶瓷覆铜板(dcb)和低共熔焊工艺技术，将本实用新型的电路集成在产品供电设计部分，提高集成度减小体积、散热快和重量轻。电路输入正端1作为引出端in+采用3.0mm2x150mm红线，电路输入和输出负端作2为引出端in-(out-)采用3.0mm2x350mm黑线，电路切换控制端3 作为引出端fjd采用0.35mm2x150mm红线，电路输出正端4作为引出端 out+采用3.0mm2x150mm红线。本实施例中以shqhdl001为例的无缝切换电路的技术性能指标如表1：
27.表1中shqhdl001无缝切换电路的技术性能指标
[0028][0029]
表1本实施例中产品能承受浪涌电压100v，持续时间100ms；尖峰脉冲电压250v，持续时间50us。
[0030]
本实用新型一种具有防浪涌功能的无缝切换电路的工作原理；控制锂电池给用电负载供电，当发电机正常发电时，关断电池组输出供电，当发电机停止发电或故障异常时，开通电池输出供电，可用作混动汽车能量回收系统。无缝切换模电路尖峰抑制电路、浪涌防护、过欠压保护电路滤除异常情况的输入电压，经切换电路控制输出电压送到用电子设备。
[0031]
本实用新型一种具有防浪涌功能的无缝切换电路的工作过程：本电路采用串联控制方式，当fjd端电压通过电阻r5、电阻r6分压，分压值大于 u2基准电压，比较器u3a比较器反转，输出为高电平，控制传输器件q3 导通，通过浪涌控制器u1控制传输器件q1和传输器件q2关断，达到产品无输出；当fjd端电压通过电阻r5、电阻r6分压，分压值小于触发器u2 基准电压，比较器u3a不反转，输出为低电平，传输器件q3关断，通过浪涌控制器u1控制传输器件q1和传输器件q2开通，达到产品有输出的结果，实现了切换功能；浪涌防护电路的输入和输出端并入相应的tvs瞬态抑制器v1吸收尖峰脉冲；通过取样电路电阻r4和电阻r13分压到浪涌控制器 u1，控制传输器件q2的n-mosfet传输器件两端的电压降，浪涌控制器 u1在过压过程中限制和调节输出，并最大限度地抑制电源故障、欠压或输入短路时的反向电流
瞬变。
[0032]
本实用新型应用浪涌防护和尖峰抑制技术，实现了防反接﹑浪涌防护和尖脉冲吸收，保证交流供电优先和电流无缝切换，同时提高电子设备的效率，降低功率损耗，电路形式更简单，可靠性，可用于混动汽车、工业控制等环境中，如混动汽车的能量回收控制问题，能有效的解决抗浪涌干扰和宽输入电压范围工作的问题，有利于将对车载、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，具有良好的推广市场和前景。