一种电源输入高压保护放大电路的制作方法

1.本实用新型属于用电保护领域，具体涉及一种电源输入高压保护放大电路。


背景技术：

2.目前，车载设备的供电都是取自于车上的蓄电池。在实际使用过程中，车辆钥匙插入时，设备所在电路产生瞬态高压，使得整个设备的输入电压过高，轻则设备被烧毁，重则可能会引起火灾、爆炸等安全事故，因此在设备的电源输入端增加合适的过压保护电路很是重要。
3.现有技术的常规做法是，在电源输入电路中设置接地的二极管，当瞬态高压高于二极管的反向电压承受能力时，二极管被击穿，将电源的输出接地，避免后续的设备被烧毁。然而，通常电路中车载设备的启动是通过小电流控制大电流的，为此车载设备的电路上会设置放大电路，上述现有技术中，瞬态电压在二极管反向电压承受能力内，依然可能使得放大电路非正常工作。


技术实现要素：

4.本实用新型一种电源输入高压保护放大电路，解决了现有技术中，电源所产生的瞬态电压仅靠二极管限制，依然能够使得放大电路工作状态异常的问题。
5.本实用新型的基础方案为：一种电源输入高压保护放大电路，其中，包括输入启动单元、调节单元、钳位保护单元、放大单元和电源芯片；
6.所述输入启动单元的输出端与调节单元的输入端连接；
7.所述放大单元的输入端连接调节单元的输出端和输入启动单元的输出端，用于将调节单元所输出的电流放大至满足电源芯片启动要求；
8.所述钳位保护单元的一端与调节单元的输出端连接，钳位保护单元的另一端接地，用于对启动单元在启动瞬间浪涌的电压进行钳制，以满足放大单元的正常工作需求。
9.基础方案的原理及有益效果：本方案中在输入启动单元的输出端连接钳位保护单元，钳位保护单元，限制输入启动单元输出端在启动瞬间的电压，将启动瞬间的瞬态浪涌电压钳位到一个适合的电压，该适合的电压以满足放大单元能够正常工作。相比现有技术而言，本方案更为安全，采用钳位保护单元限制启动瞬间的瞬态浪涌电压，避免启动瞬间的高电压使得放大电路无法正常工作，使得放大电路输出电压破坏后续的电源芯片。
10.进一步，所述电源输入高压放大电路还包括滤波单元，所述滤波单元的输入端连接所述放大单元的输出端，滤波单元的输出端连接所述电源芯片的输入端，所述滤波单元用于滤除共模和差模干扰。本方案考虑到了传输过程中会出现共模和差模干扰，采用滤波单元对传输过程中可能出现的工模或差模干扰后的电路波段，进行滤波处理，保证电源芯片能够稳定工作。
11.进一步，所述电源输入高压放大电路还包括延时单元，所述延时单元的一端与所述调节单元的输出端连接，延时单元的另一端接地。
12.进一步，所述放大单元采用npn结构。
13.进一步，所述放大单元采用达林顿三极管，所述钳位保护单元采用钳位二极管。
14.进一步，所述达林顿三极管包括第一三极管和第二三极管，第一三极管的基极连接调节单元的输出端，第一三极管的集电极连接输入启动单元的输出端，第一三极管的发射极连接第二三极管的基极，第二三极管的集电极连接输入启动单元的输出端，第二三极管的发射极的输出电压与电源芯片相连。
15.进一步，所述调节单元包括调节电阻，所述调节电阻的阻值保证第一三极管和第二三极管均能够工作在放大区。
16.进一步，所述输入启动单元包括防冲击电路和防反电路，所述输入启动单元的输出端为防冲击电路的输出端；所述防反电路的输入端连接电源，防反电路的输出端连接调节单元的输入端；防冲击电路的输入端接地，防冲击电路的输出端连接调节单元的输入端。
17.进一步，所述防冲击电路包括二极管。
附图说明
18.图1为本实用新型一种电源输入高压保护放大电路实施例一的模块示意图；
19.图2为图1中输入启动单元的结构示意图；
20.图3为本实用新型一种电源输入高压保护放大电路实施例二的电路示意图。
具体实施方式
21.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
22.说明书附图中的附图标记包括：输入启动单元101、调节单元102、延时单元103、钳位保护单元104、放大单元105、滤波单元106、电源芯片107、防反电路1011、防冲击电路1012。
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术各权利要求所要求保护的技术方案。
24.实施例一：
25.如图1所示，一种电源输入高压保护放大电路，包括输入启动单元101、调节单元102、延时单元103、钳位保护单元104、放大单元105、滤波单元106和电源芯片107。
26.具体地说，输入启动单元101的输出端与调节单元102的输入端连接；调节单元102的输出端有三个输出端，调节单元102的第一输出端与钳位保护单元104的一端连接，钳位保护单元104的另一端接地，调节单元102的第二输出端与延时单元103的一端连接，延时单元103的另一端接地，调节单元102的第三输出端连接放大单元105的输入端，钳位保护单元104用于对输入启动单元在启动瞬间的浪涌电压进行钳制；放大单元105的输入端连接调节单元102的输出端和输入启动单元101的输出端，用于将调节单元102所输出的电流放大至满足电源芯片107启动要求；放大单元105的输出端连接滤波单元106的输入端，滤波单元106的输出端连接电源芯片107的输入端。
电流过大时直接熔断，使得电路断开，避免本方案其他电子元器件收到损坏。
35.本方案中在输入启动单元101的输出端连接钳位保护单元104，钳位保护单元104，限制输入启动单元101输出端在启动瞬间的电压，将启动瞬间的瞬态浪涌电压钳位到一个适合的电压，该适合的电压以满足放大单元105能够正常工作。相比现有技术而言，本方案自然更为安全，采用钳位保护单元104限制启动瞬间的瞬态浪涌电压，避免启动瞬间的高电压使得放大电路无法正常工作，使得放大电路输出电压破坏后续的电源芯片107。
36.实施例二：
37.本实施例二涉及一种用电源输入高压保护放大电路，本实施例是实施例一的模块示意图的具体例子，实施例一实现的具体细节在本实施例中依然有效，在此不做赘述。
38.本实施例涉及的一种用电输入高压保护放大电路的电路图，如图3所示。
39.在一个例子中，输入启动单元101包括电源(图中未示出)、开关(图中未示出)、防反电路1011和防冲击电路1012，防反电路1011中设置有保险丝。电源有三种输出模式，分别为，低压输出(8v)、正常电压输出(12v 24v)和高压输出(36v 44v)；电源的输出端连接开关的一端，开关的另一端连接防反电路1011的输入端，防反电路1011的输出端连接防冲击电路1012的输入端，防冲击电路1012的输出端作为整个输入启动单元101的输出端。
40.防冲击电路1012采用二极管d1。二极管d1最大反向击穿电压为1000v，当浪涌电压超过此电压时,电源短暂接地,保险丝保护,进行后面器件的保护。
41.在一个例子中，调节单元102采用调节电阻r1，调节电阻的封装需要满足车载设备空间可装入。该调节电阻r1的阻值，避免放大单元105中的三极管工作在截止状态或饱和状态，即需要保证放大单元105中的三极管都能处于放大状态。调节电阻r1能够使得放大单元105 中的第一三极管q1和第二三极管q2均能够在输入启动单元101中电源所提供的低压(8v)、正常电压(12v 24v)和高压(36v 44v)的情况下，工作在放大区实现以小电流驱动大电流的放大效果。
42.在一个例子中，钳位保护单元104采用钳位二极管zd1，钳位二极管zd1钳位电压为47v。当输入电源部分高于47v，150v以下时，钳位二极管zd1以极快的时间将电压钳位在47v，使放大单元105中第一三极管q1的基极的电压钳位在47v，但随着时间的增高基极的电压也会缓慢上升，因为车载设备是接在车上的电源，不会出现长时间的高压状况。
43.在一个例子中，延时单元103采用电容器c1来实现，r1与c1形成rc延时电路，控制 q1开的时间，这里延时单元与调节单元共用一个调节电阻r1。
44.在一个例子中，放大单元105采用达林顿三极管，达林顿三极管中包括第一三极管q1 和第二三极管q2；第一三极管q1为npn型小功率三极管；第二三极管为npn型大功率三极管；第一三极管q1和第二三极管q2组成npn型达林顿三极管结构。其中第一三极管q1的 vceo
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＝160v，也可以硬抗高电压，抵抗一定程度的瞬态潮涌电压。当输入电源部分小于47v 时，钳位二极管zd1相当于断路，第一三极管q1和第二三极管q2组成达林顿三极管，以小电流驱动大电流，供给设备正常工作。
45.在一个例子中，滤波单元106采用滤波电路，滤波电路采用π型滤波,用来滤除共模和差模干扰，减少干扰和杂讯。
46.在一个例子中，电源芯片107为dc_dc电源芯片107。因为很多主芯片,ldo等器件的电压要求都在一个比较低的范围,需要降压进行供电，采用dc_dc电源芯片能够更好的为供
电设备服务。
47.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。