一种过欠压浪涌控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于航空直流电源系统技术领域，涉及一种浪涌抑制电路，特别涉及一种过欠压浪涌控制电路。
【背景技术】
[0002]在一个系统中，由于各子系统间所需工作电压不同，一般都需要开关式DC/DC电源变换器为子系统供电。这些DC/DC开关电源又由低压DC电源来供电。由于低压DC电源中不可避免的会出现瞬时电压浪涌。该浪涌电压会发生于大发电机开关、发动引擎、瞬变负载等，如突卸或突加负载会引起发电机汇流条电压短时升高或下降，从而产生过压浪涌(80V/50ms)或欠压浪涌(8V/50ms)，这些浪涌电压的发生是随机的和不可预知的。浪涌电压大大地超过DC/DC开关电源的工作电压范围，可能使整个系统停顿、通信中止，当它袭击到用电设备上时，往往造成误操作和设备损坏。针对航空直流电源中的浪涌电压，需设计有效的抗浪涌电路。由于80V/50ms过压浪涌的伏秒积很大而不能用传统的储能方式来抑制，否则电感和电容元件将会太大。有些电路能快速有效地抑制过压浪涌，但这种电路结构复杂，损耗较大，且并未对欠压浪涌进行处理。工业界的浪涌抑制产品大都将过压浪涌的能量转化为热能消耗掉，电路损耗较大，同样也较少涉及对欠压浪涌的处理。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种过欠压浪涌控制电路，在有效抑制线路系统中可能出现的过压浪涌的同时，对欠压浪涌进行抬升，保护及维持后级DC/DC变换器正常工作。
[0004]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:一种过欠压浪涌控制电路，包括控制电路，控制电路分别与有源箱位电路、尚频振荡驱动电路和Boost升压电路相连接；尚频振荡驱动电路与有源箝位电路相连接，有源箝位电路与Boost升压电路相连接。
[0005]本发明控制电路采用了有源箝位抑制和Boost升压电路，主要应用于低压输出DC电源与DC/DC电源变换器之间，能够有效地抑制线路系统中可能出现的过压浪涌，同时对欠压浪涌进行抬升，保护及维持后级DC/DC变换器正常工作。同时具备80V/50ms过压浪涌抑制和8V/50ms欠压抬升两种抗浪涌功能，并且正常输出时，通态电阻非常小，线路整体效率高。
【附图说明】
[0006]图1是现有的有源箝位浪涌抑制器电路的原理图。
[0007]图2是图1所示浪涌抑制器电路中倍压整流电路的示意图。
[0008]图3是本发明浪涌控制电路的示意图。
[0009]图4是本发明浪涌控制电路中PffM控制电路的示意图。
[0010]图5是本发明浪涌控制电路中比较电路的示意图。
[0011]图6是本发明浪涌控制电路中Boost升压电路的示意图。
[0012]图7是本发明浪涌控制电路中有源箝位电路的原理图。
[0013]图8是本发明浪涌控制电路中Boost升压电路的原理图。
[0014]图3中:1.有源箝位电路，2.高频振荡驱动电路，3.控制电路，4.Boost升压电路，5.Boost升压控制电路。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0016]现有的一种有源箝位浪涌抑制器电路，如图1所示，包括低压DC电源、DC/AC变换器、DC/AC变换器供电的启动电路和倍压整流电路。当输入为正常电压范围时，第二稳压管Dz2不工作，倍压整流电路将多谐振荡器输出的交流电压整流成直流电压，为主动箝位场效应管Tl栅极提供需要的栅极电压，用以保证栅极电压与输出电压的差值能使主动箝位场效应管Tl始终处于完全导通状态，从而使场效应管Tl源极电压能够跟随输入电压变化，将输入电压传递到后级电路。在浪涌电压来临时，第二稳压管Dz2工作，倍压整流电路输出恒定的直流电压，主动箝位场效应管Tl的栅极电压恒定，场效应管Tl处于不完全导通状态，场效应管Tl源级的输出电压被箝位在设定值，场效应管Tl承受压降。对此种类型的抗浪涌电路来说，浪涌功能是通过对栅极驱动的控制作用来实现的，因此设计一种高效可控的栅极驱动电路，是整个设计环节的重中之重。该设计采用的倍压整流电路如图2所示，从图2中可以看到，为了使驱动电压达到设计要求，足够驱动场管导通，需要多级倍压整流串联使用，该电路结构复杂，并且由于二极管本身的固有压降，多级串联的升压效果会越来越差，如果需要更高的输出电压，通过这种串联方式也很难达到，另外这种多级连接的方式驱动能力也非常有限。所以，该浪涌抑制线路只有过压浪涌抑制功能，对欠压浪涌就无能为力了。为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种如图3所示的过欠压浪涌控制电路，包括控制电路3，控制电路3分别与有源箝位电路1、高频振荡驱动电路2和Boost升压电路4相连接，高频振荡驱动电路2与有源箝位电路I相连接；有源箝位电路I与Boost升压电路4相连接。
[0017]高频振荡驱动电路2为实用新型专利《基于高频振荡信号的mos管驱动电路》(专利号ZL201320619936.3，公告日2014.04.30)中所公开的驱动电路。
[0018]控制电路3由图4所示的PffM控制电路和图5所示的比较电路组成，该PffM控制电路包括PWM控制器IC1，PWM控制器ICl的第I脚分别与第十五电容C15的一端和比较电路相连接；PWM控制器ICl的第2脚接第三电阻R3的一端，第十五电容C15的另一端和第三电阻R3的另一端均接第十四电容C14的一端，第十四电容C14的另一端接地；PWM控制器ICl的第7脚接Vcc电源，PffM控制器ICl的第8脚、第二电阻R2的一端和第十三电容C13的一端均接基准电压Vref，PffM控制器ICl的第4脚、第二电阻R2的另一端和第十二电容C12的一端均与高频振荡驱动电路2相连接，第十三电容C13的另一端、第十二电容C12的另一端和PWM控制器ICl的第5脚接地，PffM控制器ICl的第6脚接Boost升压电路4。
[0019]该比较电路包括高速比较器ICA，高速比较器ICA的第I脚(输出端)接PffM控制器ICl的第I脚，高速比较器ICA的第8脚接Vcc电源，高速比较器ICA的第3脚(正相输入端)接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接基准电压Vref，高速比较器ICA的第2脚(反相输入端)分别与第五电阻R5的一端和第六电阻R6的一端相连接，第五电阻R5的另一端接输入正电源+Vin，第六电阻R6的另一端和高速比较器ICA的第4脚接地。
[0020]PffM控制器ICl的第8脚、第二电阻R2的一端、第十三电容C13的一端和第四电阻R4的另一端均接有源箝位电路I。
[0021]高速比较器ICA采用双比较器也能实现控制升压功能，还可以增加关断控制。PffM控制器ICl也可由其他具有相同功能的电路替代。
[0022]控制电路3，一是选用高速比较器ICA来完成对输入电压的监测，二是选用高速度、高带宽、有图腾柱输出能力的PWM控制器ICl来设计并控制Boost升压电路4和有源箝位电路I有序的工作。通过比较器的滞回功能，实现对过压、欠压、正常输入三种模式的控制。PffM控制器ICl提供升压驱动所需的高频信号和Boost升压电路4升压的驱动电压，另外还为比较器提供基准电压。
[0023]Boost升压电路4如图6所不，包括Boost升压控制电路5，Boost升压控制电路5由第二开关管Q2和第七电阻R7组成，第二开关管Q2的栅极与控制电路3相连接，即第二开关管Q2的栅极接PffM控制器ICl的第6脚，第二开关管Q2的漏极分别接电感L的一端和第八二极管D8的正极，电感L的另一端和输入电容ClO的一端分别接有源箝位电路1，第八二极管D8的负极和输出