[發明專利]一種電源預處理電路

無效

• 申請號: 201010241663.4
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101908762A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 王勃;霍躍慶;高棟
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司第六三一研究所
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本發明涉及一種電源預處理電路。

背景技術

隨著機載電子設備的不斷進步與發展，過壓浪涌、瞬態尖峰浪涌等“電污染”已成為一項嚴重影響用電設備使用和損壞的重要的實現的問題，某型號任務對航空加固計算機要求研制滿足相關要求電源，同時要具有靈活的配置，滿足安全性、散熱性、可靠性和電磁兼容方面的要求。在某機載設備計算機中，電源模塊的主要功能是實現電源轉換，將機上一次電源電壓轉換為計算機需要的各種直流電壓。由于該型號飛機供電情況復雜，存在傳導噪聲、磁場輻射干擾、過壓浪涌、尖峰浪涌、欠壓浪涌等一系列問題，其中會造成電源模塊、以及用電模塊損壞等嚴重故障的主要問題是過壓浪涌和尖峰浪涌，目前不同飛機有不同類型的供電系統，執行的標準也不同，根據使用條件的不同，常在功率轉換功能模塊前采用預處理技術，常用的有壓敏電阻(VSR)法和TVS法。

參見圖1，壓敏電阻(VSR)法在輸出負載較輕時，可以通過在電源模塊輸入端并接一組壓敏電阻VSR(Voltage?Sensitiv?resistor)，如圖1所示的方案來處理浪涌。壓敏電阻VSR是過壓保護元件，抗沖擊電流的能力很強，通流量可達到100A～20KA；漏電流低于幾至幾十微安，工作穩定，電阻溫度系數低于0.05％/℃。壓敏電阻是以氧化鋅(ZnO)為主要材料制成的金屬-氧化物-半導體陶瓷元件，其電阻值隨電壓的變化而變化。

參見圖2，瞬態二極管TVS(Transient?Voltage?Suppressor)法在輸出負載輕時，可以在輸入端串入一個二端口網絡，這里我們要注意電阻R的額定功率(P)，要滿足在正常供電輸入電流(I)時的電阻功耗(I²R)小于P。在浪涌期間，電壓將被鉗位在大功率TVS的設定電壓，浪涌功率被消耗在電阻(R)與TVS管上，達到我們的設計值。此方案主要針對小功率輸入的情況，不但可以抑制短時間的過壓浪涌，而且可以抑制瞬態尖峰。

在實際應用中，壓敏電阻(VSR)法和瞬態二極管(TVS)法，只能在輕載使用，應用范圍比較窄；正常使用時功率損耗大；保護效果有限；也影響速度。

發明內容

為了解決現有的電源預處理電路應用范圍局限、功率損耗大、保護效果不好的技術問題，本發明提供一種電源預處理電路。

本發明的技術方案如下：

一種電源預處理電路，其特殊之處在于：該電路包括尖峰抑制電路、保護電路、隔離電路、控制電路；所述尖峰抑制電路并聯于供電端的供電母線上；所述保護電路與隔離電路串聯于DC/DC轉換模塊的供電母線上；所述控制電路控制保護電路的狀態。

上述電源預處理電路還包括用于給控制電路供電的輔助電源。

上述輔助電源包括降壓單元2。

上述控制電路包括依次連接的穩壓單元3和驅動單元4，所述穩壓單元3是用于根據驅動單元需要提供穩定的電壓，所述驅動單元4是用于通過自身電壓與保護電路輸出端電壓的壓差驅動保護電路的開合；所述穩壓單元3的輸入端與輔助電源的降壓單元2連接，所述驅動單元4的輸出端與保護電路連接。

上述保護電路由場效應管5組成，所述場效應管5的D端接母線，場效應管5的S端接隔離電路的輸入端，場效應管5的G端接控制電路。

上述尖峰抑制電路由兩個反向的瞬態抑制二極管1串聯組成。

上述隔離單元由隔離二極管6組成。

上述電路還包括位于供電端和尖峰抑制電路之間的用于防止故障蔓延的保險絲7。

本發明的所具有的優點：

1、應用范圍廣：本發明在整個預處理電路中將尖峰抑制電路和保護電路結合起來，既可以完成尖峰浪涌的處理，又可以完成過壓浪涌的處理，應用范圍廣。

2、功率損耗小：本發明在正常供電范圍內，尖峰抑制電路處于開路狀態，無能量損耗；保護電路處于低阻抗導通狀態，導通阻抗為毫歐級，功率損耗很低，滿足安全性、散熱性和可靠性方面的要求。

3、保護效果好：本發明鉗位電路法采用綜合分層逐級處理的方式，電壓較高、時間較短的尖峰浪涌通過尖峰抑制電路鉗位、吸收；電壓較低、時間較長的過壓浪涌和尖峰抑制器未吸收的尖峰電壓通過保護電路鉗位、吸收。

4、響應時間比較快：本發明過壓浪涌的時間是毫秒級的，鉗位電路法中的尖峰抑制電路、保護電路的響應時間是微秒級，滿足對過壓浪涌的響應時間要求。

附圖說明

圖1為現有的壓敏電阻法電路示意圖；

圖2為現有的瞬態二極管法的電路示意圖；

圖3為本發明的電源預處理電路的示意圖；