[發明專利]提供瞬變保護的電路

無效

• 申請號: 200710152809.6
• 申請日: 2007-09-18
• 公開（公告）號: CN101150250A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 魯恩·湯姆森
• 申請（專利權）人: 丹佛斯壓縮機有限責任公司
• 主分類號: H02H3/18
• 分類號: H02H3/18;H02H3/20;H03K17/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨;周少杰

技術領域

本發明涉及一種用于向直流應用供應電力的電路。本發明特別涉及一種如上所述的電路，其在交流發電機充電電路偶然連接到帶有反極性的電路電池的情況下能夠對電路的組件提供保護。

背景技術

例如，如果電池偶然從交流發電機充電電路斷開，諸如位于車輛中的設備的電池驅動電子設備，例如移動電子設備，會經受高能量的電壓瞬變。這種電壓瞬變有時稱作“卸載(load-dump)瞬變”，并且其可能引起設備的嚴重損壞。因此期望防止設備免遭這種瞬變的損害。

在現有技術中已經使用了三種不同的方法以便防止電子設備免遭卸載卸瞬變的損害。

1.在電路單元的輸入端安置雙向二極管。

2.在電池的正軌跡(positive?rail)中安置MOSFET。

3.在電池的正軌跡中安置繼電器。

盡管提供了所期望的保護，但是所有這些解決辦法導致了在電子電路中使用相對笨重的組件，這些組件會額外地導致顯著的功率損耗的。因此，結果是笨重而消耗能量的電路。這是非常不利的。

此外，期望維持在交流發電機充電電路偶然連接到帶有反極性的DC電源情況下防止電子應用遭受損壞的可能性。在這種情況下電路應該被切斷，從而防止電流在電路中運行。這可以使用場效應晶體管(FET)來完成。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種電路，其提供針對卸載瞬變的保護，并且其比相似的現有技術電路更緊湊。

本發明的另一個目的是提供一種電路，其提供針對卸載瞬變的保護，并且其比相似的現有技術電路消耗更少能量。

本發明的再一個目的是提供一種電路，其提供針對卸載瞬變的保護，同時維持針對連接到電路的DC電源的交流發電機充電電路的偶然反極性的保護的可能性。

根據本發明，通過提供一種用于向DC應用供應電力的電路實現上述和其他目的，該電路包括：

-直流(DC)電源，包括一組端子，該DC電源還可連接到交流發電機充電電路，

-場效應晶體管(FET)，包括漏極端、源極端和柵極端，該FET以FET的漏極端連接到DC電源的負極端的這種方式連接到DC電源的端子，以及

-電容器，跨接在FET的柵極端和源極端之間，該電容器與FET的柵極端電容結合定義了電容C。

交流發電機充電電路適應于給DC電源充電。它可以是或可以包括馬達。在電路用于位于例如汽車、卡車、輪船、飛機等的車輛或船舶中的移動應用供應電力的情況下，交流發電機電路可以是或可以包括用于驅動車輛或船舶的馬達。

FET以FET的漏極端連接到DC電源的負極端的這種方式連接到DC電源的端子。從而，FET適于在交流發電機充電電路偶然連接到帶有反極性的DC電源情況下防止電路和由電路裝置所供應電力的DC應用受到損壞和其他不利影響。這以下列方式得到。

在交流發電機充電電路偶然連接到帶有反極性的DC電源時，在FET的柵極端和源極端之間的電壓降將減小到閾值以下，這將引起FET的開關打開(open)。從而電路被切斷，并且電流不能流入到電路中。因此，電路組件和由電路裝置所供應的應用得到保護。

在交流發電機充電電路偶然從DC電源斷開的情況下，會導致卸載瞬變的發生，也會發生上述情況，即，FET的開關將打開以便防止電流流到電路中。然而，卸載瞬變的電壓通常高到足以通過安裝在FET中的整流二極管，從而促使FET雪崩(avalanche)，并且這可能導致對FET以及電路的其它組件和/或由電路裝置所供應的DC器具的嚴重損壞。

根據本發明，通過將電容器跨接在FET的柵極端和源極端之間，上述問題得到解決。當反極性或卸載瞬變發生時，該電容器將被充電，并隨后逐漸放電。因此，在FET的柵極端和源極端之間的電壓降不會立即減小，而是逐漸減小。因而，在電壓降達到閾值之前將有時間延遲，從而在FET的開關打開之前將有時間延遲。由于瞬變通常是短持續時間，該時間延遲將足夠長以允許卸載瞬變經由關閉的(closed)開關通過FET，因此防止FET被推入雪崩狀態。另一方面，由于該開關將在時間延遲后打開，如上所述，其仍然能夠保證在交流發電機充電電路偶然連接到具有反極性的DC電源的情況下，電路的組件和/或DC應用得到保護。

因而，根據本發明，已經提供了一種電路，其能夠防止電路的組件和由電路裝置所供應電力的應用遭受由反極性和卸載瞬變所導致的損壞和其他不利影響。而且，也通過比以前用于此目的所使用的組件小得多的電容器裝置來實現這種保護，并且因為在電容器中比在以前所使用的組件中消耗更少的能量，所以功率損失顯著降低。因此，得到了節約能量的較小的電路。