[發明專利]一種防浪涌保護裝置

有效

• 申請號: 202011282283.5
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112332366B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王火炎;劉凱;蘭慧慧
• 申請（專利權）人: 深圳市達特文化科技股份有限公司
• 主分類號: H02H3/20
• 分類號: H02H3/20;H02H3/08;H02H9/02
• 代理公司: 深圳深知通專利代理事務所(普通合伙) 44783
• 代理人: 高真輝

1.一種防浪涌保護裝置，其特征在于，防浪涌保護裝置包括電流檢測單元、電流比較單元、反饋電壓檢測單元、電流保護單元、過壓保護單元；

電流檢測單元，與電流比較單元相連接，所述電流檢測單元包括MOS開關管，電阻R1、R2、R3、R4，切換開關S1、S2；其中，切換開關S1、S2分別與電阻R3、R4串聯后再與電阻R2并聯，MOS開關管的漏極與電阻R1、電阻R2串聯；MOS開關管與功率輸出端口并聯，以比例系數對輸出電流進行鏡像，獲得電流檢測單元輸出信號；R1、R2、R3、R4選用高精度小阻值采樣電阻，在選取電阻值時，還需要保證分擔的電壓和實際功率在額定功率范圍內并小于額定功率的一半；

電流比較單元，與電流檢測單元相連，所述電流比較單元的輸出端與MOS開關管相連，電流比較單元通過將所述電流檢測單元輸出信號與參考電壓進行比較，根據電壓比較結果對輸出端口的功率輸出端口電壓進行調節，以控制MOS開關管的導通與關閉；

反饋電壓檢測單元，分別與電流保護單元以及電流檢測單元相連接，用于檢測反饋電壓，所述反饋電壓檢測單元將反饋電壓與第一參考電壓相比較，根據比較結果的高低控制反饋電壓檢測輸出信號，所述反饋電壓檢測輸出信號被輸出至所述電流檢測單元中的切換開關S1，用于控制切換開關S1的斷開閉合狀態；

電流保護單元，分別與反饋電壓檢測單元以及電流檢測單元相連接，用于實現對反饋電壓檢測輸出信號的高電平進行保持的功能，電流保護單元輸出的限流保護控制信號被輸出至所述電流檢測單元中的切換開關S2，用于控制切換開關S2的斷開閉合狀態；

過壓保護單元，與電流保護單元相連，其中，穩壓管的陽極接地，穩壓管的陰極分別與電阻R3’、電阻R4’的一端相連接，電阻R3’的另一端與輸入端 Vin相連，電阻R4’的另一端與PNP三極管的基極相連，電阻R6與PNP三極管并聯，PNP三極管的發射極與電阻R6的一端及PMOS管的源極S相連，PNP三極管的集電極與電阻R6的另一端及PMOS管的柵極G相連，PMOS管的柵極G與電阻R5相連之后接地；當輸入電壓正常時，穩壓管沒有反向擊穿，R3’、R4’電流為0，PNP三極管不導通，PMOS管導通，其中，所述PMOS管的柵源極電壓 Vgs由電阻R5、R6分壓決定；當輸入電壓大于正常值時，此時VinVbr，穩壓管被擊穿，其上電壓為Vbr，PNP三極管導通，集電極與發射極之間的電壓 VCE≈0，PMOS管的Vgs≈0，PMOS管不導通，電路斷路以實現過壓保護。

2.根據權利要求1所述的防浪涌保護裝置，其特征在于，在防浪涌保護裝置正常工作前的初始階段，所述電流檢測單元中的切換開關S1、S2斷開，對防浪涌保護裝置進行低電流充電，接下來切換開關S1閉合、切換開關S2斷開，對防浪涌保護裝置進行防浪涌電流充電，完成后防浪涌保護裝置進入正常工作狀態；當防浪涌保護裝置正常工作時，所述電流檢測單元中的切換開關S1、S2閉合，電流比較單元輸入信號端的電壓隨著輸出電流IOUT的增加而增加，直至到達參考電壓時達到輸出電流的限流電流值，此時防浪涌保護裝置啟動限流保護功能，調節限流電流值至相對較小的電流值時，反饋電壓也跟隨著一起降低，此時切換開關S1、S2斷開。

3.根據權利要求1所述的防浪涌保護裝置，其特征在于，電流比較單元將電流比較單元輸入信號端的電壓信號與參考電壓進行比較，當防浪涌保護裝置正常工作時，電流比較單元輸入信號端的電壓為高電平，功率輸出端口電壓為低電平；當防浪涌保護裝置啟動限流保護功能，電流比較單元輸入信號端的電壓降低，電流比較單元的功率輸出端口電壓發生躍變，功率輸出端口電壓為高電平，功率輸出端口所連接的MOS開關管關閉。

4.根據權利要求3所述的防浪涌保護裝置，其特征在于，電流比較單元通過功率輸出端口電壓來控制MOS開關管柵極信號，將采樣開關管與MOS開關管并聯，所述采樣開關管的寬長比要比MOS開關管的寬長比小；通過改變采樣開關管與MOS開關管的寬長比的大小，并調節電阻R2、R3、R4之間的并聯關系，從而調節限流電流值，以實現限流保護功能。

5.根據權利要求1所述的防浪涌保護裝置，其特征在于，所述反饋電壓檢測單元包括耗盡型MOS管和NMOS型輸入比較對管。