符合GJB298-1997的瞬时直流耐压及稳压电路的制作方法

符合gjb298-1997的瞬时直流耐压及稳压电路
技术领域
1.本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种符合gjb298-1997的瞬时直流耐压及稳压电路。


背景技术：

2.目前，车载设备供电由发动机提供，且并未连接ups系统，在发动机启动瞬间，会存在较大的电压波动，如尖峰、浪涌与电压跌落等，此时电台的电源系统应确保设备不被尖峰、浪涌信号损坏，当电压跌落时，能够确保设备不关机。gjb298-1997规定了车载设备电源输入端的特性要求，其中电源接口在承受110v，脉宽500ms的电压冲击后能正常工作；经受尖峰电压
±
250v(尖峰持续时间由阻尼衰减决定)后，能够正常工作；供电电压跌落至6v，电压上升时间不大于1s时，设备不关机，供电恢复正常后，设备能够正常工作。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种符合gjb298-1997的瞬时直流耐压及稳压电路，可有效抑制gjb298-1997要求尖峰电压、浪涌电压，同时在电压跌落时提供续流电压，确保设备在经受不正常的电压扰动之后，具备恢复正常工作的能力。
4.实现本实用新型目的的技术方案为：一种符合gjb298-1997的瞬时直流耐压及稳压电路，包括滤波及抑尖峰电路、电子开关电路、过欠压保护控制电路、跌落保持电路和输出滤波电路，其中：
5.所述滤波及抑尖峰电路连接电压输入端，用于抑制尖峰电压，其输出端连接电子开关电路；
6.所述电子开关电路用于防止功率器件因过压而击穿损坏，并降低开机时的输入冲击电流，该电路分别与过欠压保护控制电路、跌落保持电路、输出滤波电路连接；
7.所述过欠压保护控制电路用于控制电子开关电路的开关和断开；
8.所述跌落保持电路用于产生辅助sps供电；
9.所述输出滤波电路用于输出稳定电压至负载。
10.本实用新型与现有技术相比，其显著效果为：
11.(1)本实用新型中滤波及抑尖峰电路可将
±
250v尖峰电压抑制在100v以内，避免后级电路各器件因过压而损坏；电子开关电路选择背靠背n-mosfet串联形式可防止输出对输入倒灌，n-mosfet选用100v以上耐压，以防止功率器件因过压而击穿损坏；第十陶瓷电阻r10、第六陶瓷电容c6组合实现输入侧电子开关的缓启功能，以降低开机时的输入冲击电流；过欠压保护控制电路采用基于ltc467控制芯片的电路对电子开关电路中的一对n-mosfet开关控制，有效输出指定范围的电压，并保护后级电路免遭高压浪涌而损坏；跌落保持电路采用基于buck-boost非隔离变换的方式实现，以保证即使输入端出现6v跌落时，也能通过变换产生控制电路所需的辅助供电sps；
12.(2)本实用新型通过滤波及抑尖峰电路、电子开关电路、过欠压保护控制电路、跌
落保持电路、输出滤波电路的设计，可有效抑制gjb298-1997要求尖峰电压、浪涌电压，同时在电压跌落时提供续流电压，确保设备在经受不正常的电压扰动之后，具备恢复正常工作的能力；
13.(3)本实用新型电路设计紧凑、体积小巧、功率密度大，维护方便，同时具有emi滤波电路，可保证设备符合gjb151b-2013规定的ce102、cs101、cs114、cs115、cs116的要求。
附图说明
14.图1为过欠压保护控制电路的电路原理图。
15.图2为滤波及抑尖峰电路、电子开关电路、跌落保持电路和输出滤波电路的电路原理图。
具体实施方式
16.下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.本实施例提供的瞬时直流耐压及稳压电路由滤波及抑尖峰电路、电子开关电路、过欠压保护控制电路、跌落保持电路、输出滤波电路等组成，可满足gjb298供电特性相关要求。
18.输入侧滤波及抑尖峰电路由慢断型保险丝f1、第二电解电容ec2、第四陶瓷电容c4、第五陶瓷电容c5、第一双向瞬态抑制二极管tvs1组成，慢断型保险丝f1输入端连接输入电源vin，输出端连接第四陶瓷电容c4、第二电解电容ec2、第五陶瓷电容c5和第一双向瞬态抑制二极管tvs1的一端，第四陶瓷电容c4、第二电解电容ec2、第五陶瓷电容c5和第一双向瞬态抑制二极管tvs1的另一端接地，同时连接电子开关电路输入端；慢断型保险丝f1根据供电负载的额定电流选择；第二电解电容ec2选用耐压100v以上的电解电容进行输入侧储能滤波；第四陶瓷电容c4、第五陶瓷电容c5耐压选择100v以上用于滤除直流侧高频纹波；第一双向瞬态抑制二极管tvs1选择120v钳位电压，由于尖峰时间较短，选用较大的第二电解电容ec2后，第二电解电容ec2充电储能时间不足，可将
±
250v尖峰电压抑制在100v以内，避免后级电路各器件因过压而损坏。
19.电子开关电路由第一n型场效应管q1、第二n型场效应管q2、第八驱动电阻r8、第九驱动电阻r9、第十陶瓷电阻r10、第六陶瓷电容c6组成，第一n型场效应管q1、第二n型场效应管q2背靠背串联(源极串联)，第一n型场效应管q1漏极与慢断型保险丝f1输出端连接，第一n型场效应管q1、q2的栅极分别连接第八驱动电阻r8、r9的一端，第八驱动电阻r8、r9的另一端分别连接15v电源和第十陶瓷电阻r10的一端，第十陶瓷电阻r10的另一端连接第六陶瓷电容c6的一端，第六陶瓷电容c6的另一端接地，第二n型场效应管q2的漏极与跌落保持电路、输出滤波电路连接。选择背靠背n-mosfet串联形式可防止输出对输入倒灌，n-mosfet选用100v以上耐压，以防止功率器件因过压而击穿损坏；第十陶瓷电阻r10、第六陶瓷电容c6组合实现输入侧电子开关的缓启功能，以降低开机时的输入冲击电流。
20.过欠压保护控制电路采用基于ltc467控制芯片的电路，对电子开关电路中的一对
n-mosfet开关(第一n型场效应管q1、第二n型场效应管q2)控制，有效输出指定范围的电压，并保护后级电路免遭高压浪涌而损坏。该控制电路由集成电路u1、第一陶瓷电阻r1、第二陶瓷电阻r2、第三陶瓷电阻r3、第四陶瓷电阻r4、第五陶瓷电阻r5、第六陶瓷电阻r6、第七陶瓷电阻r7、小信号二极管d1、第一稳压二极管zd1、第二稳压二极管zd2、信号用场效应管q3组成，集成电路u1采用ltc4367芯片，其管脚1连接第一n型场效应管q1的漏极，管脚2分别连接第一陶瓷电阻r1、第二陶瓷电阻r2的一端，第一陶瓷电阻r1的另一端连接第一n型场效应管q1的漏极，第二陶瓷电阻r2另一端和管脚3均连接第三陶瓷电阻r3的一端，第三陶瓷电阻r3的另一端接地，管脚4接地，管脚8接15v电源，管脚7连接第二n型场效应管q2的漏极，管脚5连接信号源en、第一稳压二极管zd1一端、第四陶瓷电阻r4一端和信号用场效应管q3漏极，第一稳压二极管zd1另一端接地，第四陶瓷电阻r4的另一端和第五陶瓷电阻r5的一端与第一n型场效应管q1的漏极连接，第五陶瓷电阻r5的另一端与信号用场效应管q3栅极、二极管d1、第六陶瓷电阻r6和第七陶瓷电阻r7的一端连接，二极管d1的阴极连接第二稳压二极管zd2的阴极，信号用场效应管q3源极、第二稳压二极管zd2的阳极和第六陶瓷电阻r6的另一端共同接地，第七陶瓷电阻r7的另一端连接开关sw。通过合理设置r1/r2/r3的比例关系，本实施方式中r1为2mω，r2为249kω，r3为32.4kω；实现输入过压ov/欠压uv保护,集成电路u1的2脚对应内部欠压判断比较器的反向输入端，比较电平为0.5v，当该端口电压超出0.5v后，u2启动保护，8脚不再产生驱动，电子开关电路关断；u2的3脚对应内部过压判断比较器的同相输入端，比较电平为0.5v；当该端口电压超出0.5v后，u2启动保护，8脚不再产生驱动，电子开关电路关断。通过合理设置分压电阻比例，分别可实现过压35.2v保护，欠压4v保护，为满足gjb298中6v跌落控制部分供电保持和100v浪涌后设备能正常工作提供有利条件。第四陶瓷电阻r4、第五陶瓷电阻r5、第六陶瓷电阻r6、第七陶瓷电阻r7、信号用场效应管q3、二极管d1、第一稳压二极管zd1、第二稳压二极管zd2实现开关动作，当sw悬空时，en被拉低，集成电路u2无驱动输出，当sw对地短接时，en为高电平，此时u1使能，将输出驱动电压至电子开关电路。
21.跌落保持电路采用基于buck-boost非隔离变换的方式实现，以保证即使输入端出现6v跌落时，也能通过变换产生控制电路所需的辅助供电sps。该电路由第一电感l1、第一电解电容ec1、第一陶瓷电容c1和直流变换器u2组成，第一电感l1的一端与第二n型场效应管q2的漏极连接，第一电感l1的另一端、第一电解电容ec1的正极、第一陶瓷电容c1的一端均与直流变换器u2的管脚1连接，第一电解电容ec1的负极、第一陶瓷电容c1的另一端和直流变换器u2的管脚2共同接地，直流变换器u2的管脚3接地，直流变换器u2的管脚4可产生辅助sps供电，其中l1、ec1和c1构成lc滤波储能电路，u2为变换器模块，可满足全范围电压内和6v跌落电压时产生辅助sps供电。
22.输出滤波电路由第二双向瞬态抑制二极管tvs2、第二电感l2、第三电解电容ec3、第四电解电容ec4、第二陶瓷电容c2、第三陶瓷电容c3构成，先经过瞬态尖峰电压抑制环节，再通过经典的π型滤波电路后至负载供电，第二双向瞬态抑制二极管tvs2、第二电感l2、第三电解电容ec3和第二陶瓷电容c2的一端均与第二n型场效应管q2的漏极连接，第二电感l2另一端连接第四电解电容ec4正极和第三陶瓷电容c3的一端，第二双向瞬态抑制二极管tvs2、第三电解电容ec3、第四电解电容ec4、第二陶瓷电容c2和第三陶瓷电容c3的另一端均接地。