一种峰值检测电平移位浪涌抑制电路的制作方法

1.本实用新型涉及浪涌抑制电路技术领域，具体为一种峰值检测电平移位浪涌抑制电路。


背景技术：

2.目前，常用的浪涌抑制电路是在电源输入端并联电压箝位器件，如瞬态电压抑制二极管、压敏电阻、放电管等，正常情况下，电源电压的波动范围低于箝位器件的动作电压，箝位器件无反应，相当于开路，对电路没有影响；而当电源出现浪涌时，浪涌电压高于箝位器件的动作电压，箝位器件快速导通，吸收浪涌电压的能量，将电源电压限制在安全范围内，从而起到保护用电设备的作用。另外一种是在电源输入线上串联电压箝位器件，如nmos场效应管或igbt管等，当输入电压在正常范围内，串联箝位器件在控制芯片的驱动下完全开通，相当于低阻抗通路，当电源出现浪涌时，控制芯片立即动作，降低驱动电压或驱动电流，使nmos场效应管或igbt管处于线性工作区间，承受浪涌电压，以保证用电设备在安全电压下工作。
3.由于现有的箝位器件是通过串联或并联方式对浪涌电压的能量进行吸收，来承受浪涌电压，而某些特定用电设备的电源浪涌能量很大，因此导致箝位器件导通时流过的电流往往达到几十甚至几百安培以上，瞬间承受的功耗在几千瓦到上万瓦。因此功率偏小的箝位器件很容易损坏，不能起到正常保护作用。而大功率的箝位器件则价格较高、体积较大，因而使用时会受到较大限制。


技术实现要素：

4.针对现有的箝位抑制电路采用串、并联接入设备来抑制浪涌，因此使用功率偏小的钳制器件，则易烧坏，而使用功率较大的箝位器件，则使用时有较大限制的问题，本实用新型提供了一种峰值检测电平移位浪涌抑制电路，其通过采用峰值检测和电平移位电路来实现浪涌功能，其体积小，且可以适用大功率电路。
5.其技术方案是这样的：一种峰值检测电平移位浪涌抑制电路，其特征在于：其包括滤波电路和浪涌抑制电路，所述滤波电路将输入电压滤波处理后接入浪涌抑制电路，通过所述浪涌抑制电路抑制输入电压浪涌，所述浪涌抑制模块包括微处理器u3，所述微处理器u3的1管脚连接5v电压源，所述微处理器u3的2管脚连接电阻r0一端，所述电阻r0另一端连接三极管q2的基极，所述三极管q2的发射极接地，所述三极管q2的集电极连接电阻r6一端，所述电阻r6另一端连接电容c5一端、电阻r5一端、二极管d1的负极、二极管d2的负极、二极管d3的负极，所述电阻r5另一端连接mos管q1的栅极，所述mos管q1的漏极连接电压端out+、电阻r3一端，所述电容c5的另一端与所述二极管d2的正极相连后连接电阻r4一端、电容c7一端并连接电压端out-、电压输出端vout-，所述电阻r4另一端连接所述电阻r3另一端、所述微处理器u3的7管脚，所述mos管q1的源极连接所述二极管d1的正极、二极管d4的正极、所述电容c7的另一端、所述微处理器u3的3管脚并连接电压输出端vout+，所述二极管d3的正
极连接所述二极管d4的负极、电容c6一端，所述电容c6另一端连接电阻r8一端、三极管q3的集电极，所述电阻r8另一端连接12v电压源，所述三极管q3的基极通过电阻r7连接所述微处理器u3的5管脚，所述三极管q3的发射极接地，所述微处理器u3的8管脚接地。
6.其进一步特征在于：所述滤波电路包括差模电感ld及共模电感lc，所述差模电感ld的1管脚连接电容cx1一端及电压输入端in+，所述差模电感ld的2管脚连接电容cx1另一端及电压输入端in-，所述差模电感ld的3管脚连接电容cx2一端、共模电感lc的1管脚，所述差模电感ld的4管脚连接电容cx2另一端、共模电感lc的2管脚，所述差模电感lc的3管脚连接电容cx3一端、电容cy1一端及电压端out+，所述差模电感lc的4管脚连接电容cx3另一端、电容cy2一端及电压端out-，所述电容cy1另一端、电容cy2另一端相连后连接外壳地；
7.其还包括外围电路，所述外围电路包括三端稳压器u1、u2，所述三端稳压器u1、u2的vin管脚分别连接电阻r1、电阻r2一端，所述三端稳压器u1、u2的vout管脚分别连接电容c3一端、电容c4一端，所述电阻r1另一端与所述电阻r2另一端相连后连接电阻r3一端、电容c1一端、电容c2一端、mos管q1的漏极及电压端out+，所述三端稳压器u1、u2的gnd管脚分别连接电容c1至c4另一端及电压端out-并接地。
8.采用了上述结构后，通过mos管q1的开关控制，配合微处理器u3可以实现在输入端电压输入端in+、in-出现浪涌电压情况下，保证电压输出端vout+、vout-之间的输出电压不超过36.5v，其中为了保证mos管q1可以在电压输入端的电压大于39v，仍然能够正常工作，则主要通过二极管d4的峰值检测、与二极管d1的电平移位来实现，本抑制电路的整体电路所用的元器件少，因而所占体积小，可以满足大功率电源的浪涌抑制。
附图说明
9.图1为本实用新型浪涌抑制电路示意图；
10.图2为本实用新型滤波电路电路示意图；
11.图3为本实用新型浪涌抑制电路和外围电路示意图。
具体实施方式
12.如图1所示，一种峰值检测电平移位浪涌抑制电路，包括滤波电路和浪涌抑制电路，滤波电路将输入电压滤波处理后接入浪涌抑制电路，通过浪涌抑制电路抑制输入电压浪涌，具体的，浪涌抑制模块包括微处理器u3，微处理器u3的1管脚连接5v电压源，微处理器u3的2管脚连接电阻r0一端，电阻r0另一端连接三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极连接电阻r6一端，电阻r6另一端连接电容c5一端、电阻r5一端、二极管d1的负极、二极管d2的负极、二极管d3的负极，电阻r5另一端连接mos管q1的栅极，mos管q1的漏极连接电压端out+、电阻r3一端，电容c5的另一端与二极管d2的正极相连后连接电阻r4一端、电容c7一端并连接电压端out-、电压输出端vout-，电阻r4另一端连接电阻r3另一端、微处理器u3的7管脚，mos管q1的源极连接二极管d1的正极、二极管d4的正极、电容c7的另一端、微处理器u3的3管脚并连接电压输出端vout+，二极管d3的正极连接二极管d4的负极、电容c6一端，电容c6另一端连接电阻r8一端、三极管q3的集电极，电阻r8另一端连接12v电压源，三极管q3的基极通过电阻r7连接微处理器u3的5管脚，三极管q3的发射极接地，微处理器u3的8管脚接地。
13.如图2所示，滤波电路包括差模电感ld及共模电感lc，差模电感ld的1管脚连接电容cx1一端及电压输入端in+，差模电感ld的2管脚连接电容cx1另一端及电压输入端in-，差模电感ld的3管脚连接电容cx2一端、共模电感lc的1管脚，差模电感ld的4管脚连接电容cx2另一端、共模电感lc的2管脚，差模电感lc的3管脚连接电容cx3一端、电容cy1一端及电压端out+，差模电感lc的4管脚连接电容cx3另一端、电容cy2一端及电压端out-，电容cy1另一端、电容cy2另一端相连后连接外壳地。
14.如图3所示，其还包括外围电路，外围电路包括三端稳压器u1、u2，三端稳压器u1、u2的vin管脚分别连接电阻r1、电阻r2一端，三端稳压器u1、u2的vout管脚分别连接电容c3一端、电容c4一端，电阻r1另一端与电阻r2另一端相连后连接电阻r3一端、电容c1一端、电容c2一端、mos管q1的漏极及电压端out+，三端稳压器u1、u2的gnd管脚分别连接电容c1至c4另一端及电压端out-并接地。
15.本实用新型的工作原理如下：
16.为了满足gjb151a-97 和gjb181-86飞机供电特性及对用电设备的要求，需要在二次电源的输入端增加浪涌抑制电路。本电路通过对mos管q1（le15n004j）的开关控制，实现在电压输入端in+、in-出现80v/50ms的浪涌电压情况下，保证电压输出端vout+、vout-的输出电压不超过36.5v，从而保证接在后面的模块能够工作在正常工作电压范围内（18～36v）。
17.以输入电源电压28v为例，由于该电路是对mos管q1（le15n004j）进行控制，为了保证mos管q1能够正常工作，已知其正常工作时需要在mos管的vgs端大于11v的控制电压，以电压输入端in+、in-输入电压为28v为例，此时mos管的栅极电压大于39v，因而需要配合其他元件的峰值检测及电平移位功能来实现。
18.具体的，峰值检测及电平移位功能的实现原理为：
19.当输入电压为28v时，则通过电阻r2给三端稳压器u2的vin管脚供电，三端稳压器u2的输出端为5v稳压值，同时通过电阻r1给三端稳压器u1的vin管脚供电。三端稳压器u1的输出端为5v稳压值，该电压通过电阻r8作为mos管q1的vgs控制电压，按照充电泵原理，由电阻r8、电容c6、二极管d3 及二极管d4 进行峰值检波，d1进行电平移位，电平移位能将电容c6、二极管d4 相连的节点处电压变为低电平为28v，通过二极管d3 给电容c5充电，二极管d2 限制充电的最高电压，由于电容c5充电后没有放电回路，因此充电电压不超过二极管d2 最高电压（51v），则电容c5能保持充得的最高电压。电容c5的电压通过电阻r5控制mos管q1的基极，只要基极电压高于mos管q1的开启电压，mos管q1就开始导通，12v减去二极管0.7v的压降，最后加在mos管q1的基极电压是11.3v，同时vgs电压差大于11.3v，由于该电压远高于mos 管q1的开启电压（5v），此时mos 管q1工作在饱和区，mos管q1正常工作，此时电压输出端vout+、vout-的输出电压等于28v减去mos管vds压降。
20.本实用新型的浪涌抑制功能的具体原理为：通过电阻r3、r4 分得的电压反馈至微处理器u3的7脚，经过ad转换后，计算出输出电压大小。若计算反馈电压低于37v，微处理器u3控制2管脚输出为0v，晶体管q2 处于关断状态。当输入电压中出现浪涌电压时，电阻r3、r4 的分压值反馈至微处理器u3的7脚，经计算反馈电压高于37v时，其2管脚输出电压为某一定值，它驱动三极管q2 导通，使其处于放大区，同时mos管q1工作在线性区，输出电压为浪涌电压减去mos 管q1两端的uds电压，从而保证在有浪涌电压情况下抑制电路将输出电
压稳定在36.5v以下。
21.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。