一种输入抗浪涌电路的制作方法

1.本实用新型涉及新能源电控电路技术领域，具体而言，涉及一种输入抗浪涌电路。


背景技术：

2.车载高压用电设备从高压电池取电，高压电池后端有各种各样设备或开关断路器，在其动作过程中，造成车辆高压线束上的电压波形复杂，如浪涌电压高达1000v，甚至更高等，而当下国内外，超过1000v的功率开关管生产供应较为困难，只有为数不多几家具备能力，经常性出现断供或无货问题，为防止浪涌伤害，后端设计均选用1000v及以上耐压功率器件，产品竞争力不足，因此亟待进行浪涌保护设计。


技术实现要素：

3.本实用新型正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的输入抗浪涌电路，能够实现输入浪涌抑制保护，有效降低对后端设备耐压选型的要求，提高产品竞争力。
4.有鉴于此，本实用新型提出了一种新的输入抗浪涌电路，包括：ntc热敏电阻、场效应开关管、电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻、tvs二极管以及栅极驱动电路；其中，所述ntc热敏电阻的一端连接至所述场效应开关管的漏极，所述电容的第一端连接至所述场效应开关管的漏极，所述电容的第二端连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接至所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接至所述场效应开关管的栅极，所述第三电阻的第一端连接至所述场效应开关管的栅极，所述第三电阻的第二端连接至所述栅极驱动电路的第一端，所述栅极驱动电路的第二端连接至所述场效应开关管的源极，所述栅极驱动电路的第三端分别连接至tvs二极管的负极、所述第二电阻的第一端。
5.通过以上技术方案，该电路可以用于电源的输入端，实现输入上电冲击电流限制，限制上电冲击电流；输入缓启动控制，在启动过程中，启动电流较低；输入浪涌抑制保护，保护电路后端用电设备，免于受到高压浪涌伤害；输入到输出的漏电流控制，模块输入开关管关断情况下，能够控制在较低的漏电流；用功率开关管做通断控制，相比传统的断路器开关等，没有机械寿命问题。
附图说明
6.图1示出了根据本实用新型的实施例的输入抗浪涌电路的结构示意图。
具体实施方式
7.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
8.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并
不受下面公开的具体实施例的限制。
9.如图1所示，输入抗浪涌电路包括：ntc热敏电阻（图1中r1）、场效应开关管（图1中q1）、电容（图1中c1）、第一电阻（图1中r2）、第二电阻（图1中r3）和第三电阻（图1中r4）、tvs二极管（图1中d1）以及栅极驱动电路。具体各个电子器件的连接关系：ntc热敏电阻r1的一端连接至场效应开关管q1的漏极d，电容c1的第一端连接至场效应开关管q1的漏极d，电容c1的第二端连接至第一电阻r2的第一端，第一电阻r2的第二端连接至第二电阻r3的第一端，第二电阻r3的第二端连接至场效应开关管q1的栅极g，第三电阻r3的第一端连接至场效应开关管q1的栅极g，第三电阻r3的第二端连接至栅极驱动电路的第一端，栅极驱动电路的第二端连接至场效应开关管q1的源极s，栅极驱动电路的第三端分别连接至tvs二极管d1的负极、第二电阻r3的第一端。
10.其中，各个电子元件的作用如下：
11.1.r1为ntc热敏电阻串入输入正线中，1）在输入上电瞬间，抑制浪涌电流，减少上电冲击；2）在后端设备正常运行中，ntc热敏电阻因发热，阻值变为接近于0，从而不影响后端设备运行；3）在输入有电情况下，输入开关断开后，ntc热敏电阻因无功耗，温度降低，阻值又恢复到较高阻值，重新具备抑制外部浪涌的能力，用于减弱输入开关管断开情况下的浪涌突波对后端设备的影响；
12.2.q1为场效应开关管，开通时，输入至输出连通，断开时，输入至输出之间截止，断开，其开通与否受其栅极电压所控；
13.3.c1和r2串联用于检测q1的ds极之间的电压变化，反馈到q1的栅极驱动电路，与栅极驱动电路共同构成缓启动电路；
14.4.栅极驱动电路在驱动供电给电时，栅极驱动电路与c1和r2构成的ds极电压变化反馈电路配合，实现栅极电压缓慢开启，即q1管的缓慢开启，从而实现输入到输出的缓启动；
15.5.r3和tvs管d1与场效应开关管q1的栅极和输入负线相连，实现输入高于d1钳位电压的突波出现时，迅速拉低q1的栅极电压，关断q1，防止突波尖峰串入后端电路，损坏后端电路。
16.整个电路具体原理如下：
17.1.输入无电到输入给电电瞬间下，前端ntc热敏电阻，呈现较高电阻，可以抑制浪涌电压进入后端，抑制上电瞬间的冲击电流，降低对输入开关管的耐电压和耐电流要求；
18.2.输入有电，驱动供电无电情况下，输入和输出之间呈现断开，只有q1管的漏电流，可以控制在ua级左右；
19.3.输入有电，驱动给电过程，输入开关管栅极电压缓慢打开，实现输入到输出之间的缓启动；
20.4.输入有电，驱动给电完成，输入开关管栅极电压达到限制电压后，保持到限制电压，实现输入开关管的导通，即输入和输出之间的连通；
21.5.输入有电，驱动给电去除，输入开关管栅极电压也跟随去除，输入和输出之间又呈现开路状态，可以控制在ua左右的漏电流；
22.6.输入有电，驱动给电完成，输入开关管栅极电压达到限制电压，即输入和输出之间的连通状态，输入电压突增到高于tvs钳位电压时，tvs击穿，拉低输入开关管的栅极驱动
电压，使得输入开关管钳位动作，最终达到输出电压永远处于tvs钳位电压以下，保障后端用电设备最高电压可以被限制在安全值以内；
23.7.输入有电，驱动给电去除，输入开关管栅极电压无电，即输入开关管断开，当浪涌电压产生时，由于前端ntc电阻，呈现较高电阻，可以抑制浪涌电压进入后端，保障后端用电设备最高电压可以被限制在安全值以内。
24.上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种输入抗浪涌电路，其特征在于，包括：ntc热敏电阻、场效应开关管、电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻、tvs二极管以及栅极驱动电路；其中，所述ntc热敏电阻的一端连接至所述场效应开关管的漏极，所述电容的第一端连接至所述场效应开关管的漏极，所述电容的第二端连接至所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接至所述第二电阻，所述第二电阻的第二端连接至所述场效应开关管的栅极，所述第三电阻的第一端连接至所述场效应开关管的栅极，所述第三电阻的第二端连接至所述栅极驱动电路的第一端，所述栅极驱动电路的第二端连接至所述场效应开关管的源极，所述栅极驱动电路的第三端分别连接至tvs二极管的负极、所述第二电阻的第一端。

技术总结
本实用新型提供了一种输入抗浪涌电路，包括：NTC热敏电阻、场效应开关管、电容、第一电阻、第二电阻和第三电阻、TVS二极管以及栅极驱动电路；其中，NTC热敏电阻的一端连接至场效应开关管的漏极，电容的第一端连接至场效应开关管的漏极，电容的第二端连接至第一电阻的第一端，第一电阻的第二端连接至第二电阻，第二电阻的第二端连接至场效应开关管的栅极，第三电阻的第一端连接至场效应开关管的栅极，第三电阻的第二端连接至栅极驱动电路的第一端，栅极驱动电路的第二端连接至场效应开关管的源极，栅极驱动电路的第三端分别连接至TVS二极管的负极、第二电阻的第一端。第二电阻的第一端。第二电阻的第一端。


技术研发人员：张家书 冯鹏辉 刘亚峰 黄昆 张伟强 李庆隆 梁学超 马帅帅
受保护的技术使用者：洛阳嘉盛新能源科技有限公司
技术研发日：2021.03.30
技术公布日：2021/10/23