[實用新型]一種可頻繁開關操作的防浪涌電源開關保護電路

有效

• 申請號: 201420445400.9
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN204089183U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳斌;牛紹伍;胡曉東;孫旭其
• 申請（專利權）人: 廣州海格通信集團股份有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 黃磊

技術領域

本實用新型涉及一種電源開關的保護電路，特別涉及一種可頻繁開關操作的防浪涌電源開關保護電路。

背景技術

大功率的直流用電設備內部往往有較大容量的濾波電容，用來濾除電源雜波，保證設備的性能。在設備加電的瞬間，這些大容量的濾波電容會帶來非常大的充電電流，也就是通電浪涌電流。這個電流的強度可達到用電設備正常工作所需電流強度的幾倍甚至幾十倍。經測量，如果設備內有4700uF的電容，通過2米電纜連接到+24V直流電源上，在設備開機瞬間可產生高達150A的浪涌電流。如果不作處理，浪涌電流極易對用電設備或者電源帶來破壞性的沖擊。如在用機械開關作為通斷電切換的用電設備中，經常發生機械開關觸點被通電瞬間的大電流燒蝕而最終失效的現象。

目前常用兩種方式來減緩浪涌電流的沖擊。第一種是利用熱敏電阻的負溫度特性來限制浪涌電流。其工作原理是通電瞬間，熱敏電阻溫度尚處于室溫，有一定的電阻，大大減少了浪涌電流的強度。在電流的作用下，熱敏電阻發熱，溫度升高，電阻逐漸減小到可以忽略的程度，不影響設備的正常工作。這種方式因實現方式簡單且成本低而獲得了大量的應用。但是在溫度變化范圍大(如-40℃～+65℃)的場合，熱敏電阻因其溫度效應而難以應用。

第二種是設計限流電路控制浪涌電流。其形式多樣，適用場合廣泛。這類電路的核心思想是用各種各樣的控制電路去控制電阻可變的器件，如功率開關管等，達到限流目的。但功能較全的控制電路往往電路復雜，甚至需借助專用的集成電路芯片，成本相對較高。而且芯片的工作電壓一般不超過80V，不適合更高電壓的場合。而分立器件組成的控制電路由于參數可靈活選擇，可適應更廣泛的要求。但往往有器件數量偏多，占用空間大，可靠性不高的缺點。此外，一般的開關浪涌保護電路由于時間控制電路的滯后性，在設備頻繁開關機時，可能達不到浪涌抑制的作用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供可頻繁開關操作的防浪涌電源開關保護電路；該電源開關保護電路能夠有效降低設備在開機瞬間的浪涌電流，并且在設備頻繁開關機時，能夠達到每一次開關機的浪涌保護，支持設備連續多次快速撥動開關機的極端操作方式。

本實用新型的目的通過下述技術方案實現：一種可頻繁開關操作的防浪涌電源開關保護電路，包括N溝道結型場效應管、P溝道功率開關管、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3和電容C1；

所述電容一端與用電設備電源輸入端連接，另一端依次與第二電阻R2和第三電阻R3串聯后接地；第一電阻R1并聯在電容C1兩端；

所述N溝道結型場效應管的漏極連接用電設備電源輸入端，所述N溝道結型場效應管的柵極連接至第二電阻R2和第三電阻R3所連接的一端，源極連接至第二電阻R2與電容C1連接的一端；

所述P溝道功率開關管的漏極作為用電設備電源輸出端，所述P溝道功率開關管的柵極連接至第一電阻R1與第二電阻R2連接的一端，源極連接至用電設備電源輸入端。

優選的，所述P溝道功率開關管為自帶雪崩二極管的功率開關管。

優選的，所述電容C1兩端并聯有穩壓二極管V2，所述穩壓二極管V2的負端連接電容C1與用電設備電源輸入正端連接的一端，正端連接電容C1的另一端。

優選的，所述第二電阻R2并聯有穩壓二極管V4，所述穩壓二極管V4的負端連接第二電阻R2與電容C1連接的一端，正端連接第二電阻R2的另一端。

優選的，所述P溝道功率開關管的數量為多個，并且為并聯關系。

優選的，所述第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3為數百千歐級別的電阻，所述電容C1為微法級別。

更進一步的，所述第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3的阻值為100kΩ至300kΩ，所述電容C1的容值為3uF至10uF。

本實用新型一種可頻繁開關操作的防浪涌電源開關保護電路的工作原理如下：

在用電設備電源開關由斷開切換為閉合狀態時，連接在P溝道功率開關管V3柵極和源極之間的電容C1兩端的初始電壓差為0V，此時P溝道功率開關管V3不導通，因此開關閉合瞬間設備電源開關上基本無電流，從而保護開關觸點免受電弧的燒蝕。同時在設備電源開關閉合瞬間，與電容C1并聯的第一電阻R1兩端電壓非常小，使得第二電阻R2兩端電壓差較大，本實用新型N溝道結型場效應管V1的電壓U_GS不能達到導通電壓，處于截止狀態，因此此時N溝道結型場效應管V1不影響電容的充電。