一種過欠壓浪涌控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空直流電源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種浪涌抑制電路，特別涉及一種過欠壓浪涌控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在一個系統(tǒng)中，由于各子系統(tǒng)間所需工作電壓不同，一般都需要開關(guān)式DC/DC電源變換器為子系統(tǒng)供電。這些DC/DC開關(guān)電源又由低壓DC電源來供電。由于低壓DC電源中不可避免的會出現(xiàn)瞬時電壓浪涌。該浪涌電壓會發(fā)生于大發(fā)電機開關(guān)、發(fā)動引擎、瞬變負載等，如突卸或突加負載會引起發(fā)電機匯流條電壓短時升高或下降，從而產(chǎn)生過壓浪涌(80V/50ms)或欠壓浪涌(8V/50ms)，這些浪涌電壓的發(fā)生是隨機的和不可預(yù)知的。浪涌電壓大大地超過DC/DC開關(guān)電源的工作電壓范圍，可能使整個系統(tǒng)停頓、通信中止，當(dāng)它襲擊到用電設(shè)備上時，往往造成誤操作和設(shè)備損壞。針對航空直流電源中的浪涌電壓，需設(shè)計有效的抗浪涌電路。由于80V/50ms過壓浪涌的伏秒積很大而不能用傳統(tǒng)的儲能方式來抑制，否則電感和電容元件將會太大。有些電路能快速有效地抑制過壓浪涌，但這種電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，損耗較大，且并未對欠壓浪涌進行處理。工業(yè)界的浪涌抑制產(chǎn)品大都將過壓浪涌的能量轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，電路損耗較大，同樣也較少涉及對欠壓浪涌的處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種過欠壓浪涌控制電路，在有效抑制線路系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的過壓浪涌的同時，對欠壓浪涌進行抬升，保護及維持后級DC/DC變換器正常工作。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種過欠壓浪涌控制電路，包括控制電路，控制電路分別與有源箱位電路、尚頻振蕩驅(qū)動電路和Boost升壓電路相連接；尚頻振蕩驅(qū)動電路與有源箝位電路相連接，有源箝位電路與Boost升壓電路相連接。
[0005]本發(fā)明控制電路采用了有源箝位抑制和Boost升壓電路，主要應(yīng)用于低壓輸出DC電源與DC/DC電源變換器之間，能夠有效地抑制線路系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的過壓浪涌，同時對欠壓浪涌進行抬升，保護及維持后級DC/DC變換器正常工作。同時具備80V/50ms過壓浪涌抑制和8V/50ms欠壓抬升兩種抗浪涌功能，并且正常輸出時，通態(tài)電阻非常小，線路整體效率高。
【附圖說明】
[0006]圖1是現(xiàn)有的有源箝位浪涌抑制器電路的原理圖。
[0007]圖2是圖1所示浪涌抑制器電路中倍壓整流電路的示意圖。
[0008]圖3是本發(fā)明浪涌控制電路的示意圖。
[0009]圖4是本發(fā)明浪涌控制電路中PffM控制電路的示意圖。
[0010]圖5是本發(fā)明浪涌控制電路中比較電路的示意圖。
[0011]圖6是本發(fā)明浪涌控制電路中Boost升壓電路的示意圖。
[0012]圖7是本發(fā)明浪涌控制電路中有源箝位電路的原理圖。
[0013]圖8是本發(fā)明浪涌控制電路中Boost升壓電路的原理圖。
[0014]圖3中:1.有源箝位電路，2.高頻振蕩驅(qū)動電路，3.控制電路，4.Boost升壓電路，5.Boost升壓控制電路。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016]現(xiàn)有的一種有源箝位浪涌抑制器電路，如圖1所示，包括低壓DC電源、DC/AC變換器、DC/AC變換器供電的啟動電路和倍壓整流電路。當(dāng)輸入為正常電壓范圍時，第二穩(wěn)壓管Dz2不工作，倍壓整流電路將多諧振蕩器輸出的交流電壓整流成直流電壓，為主動箝位場效應(yīng)管Tl柵極提供需要的柵極電壓，用以保證柵極電壓與輸出電壓的差值能使主動箝位場效應(yīng)管Tl始終處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，從而使場效應(yīng)管Tl源極電壓能夠跟隨輸入電壓變化，將輸入電壓傳遞到后級電路。在浪涌電壓來臨時，第二穩(wěn)壓管Dz2工作，倍壓整流電路輸出恒定的直流電壓，主動箝位場效應(yīng)管Tl的柵極電壓恒定，場效應(yīng)管Tl處于不完全導(dǎo)通狀態(tài)，場效應(yīng)管Tl源級的輸出電壓被箝位在設(shè)定值，場效應(yīng)管Tl承受壓降。對此種類型的抗浪涌電路來說，浪涌功能是通過對柵極驅(qū)動的控制作用來實現(xiàn)的，因此設(shè)計一種高效可控的柵極驅(qū)動電路，是整個設(shè)計環(huán)節(jié)的重中之重。該設(shè)計采用的倍壓整流電路如圖2所示，從圖2中可以看到，為了使驅(qū)動電壓達到設(shè)計要求，足夠驅(qū)動場管導(dǎo)通，需要多級倍壓整流串聯(lián)使用，該電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且由于二極管本身的固有壓降，多級串聯(lián)的升壓效果會越來越差，如果需要更高的輸出電壓，通過這種串聯(lián)方式也很難達到，另外這種多級連接的方式驅(qū)動能力也非常有限。所以，該浪涌抑制線路只有過壓浪涌抑制功能，對欠壓浪涌就無能為力了。為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種如圖3所示的過欠壓浪涌控制電路，包括控制電路3，控制電路3分別與有源箝位電路1、高頻振蕩驅(qū)動電路2和Boost升壓電路4相連接，高頻振蕩驅(qū)動電路2與有源箝位電路I相連接；有源箝位電路I與Boost升壓電路4相連接。
[0017]高頻振蕩驅(qū)動電路2為實用新型專利《基于高頻振蕩信號的mos管驅(qū)動電路》(專利號ZL201320619936.3，公告日2014.04.30)中所公開的驅(qū)動電路。
[0018]控制電路3由圖4所示的PffM控制電路和圖5所示的比較電路組成，該PffM控制電路包括PWM控制器IC1，PWM控制器ICl的第I腳分別與第十五電容C15的一端和比較電路相連接；PWM控制器ICl的第2腳接第三電阻R3的一端，第十五電容C15的另一端和第三電阻R3的另一端均接第十四電容C14的一端，第十四電容C14的另一端接地；PWM控制器ICl的第7腳接Vcc電源，PffM控制器ICl的第8腳、第二電阻R2的一端和第十三電容C13的一端均接基準電壓Vref，PffM控制器ICl的第4腳、第二電阻R2的另一端和第十二電容C12的一端均與高頻振蕩驅(qū)動電路2相連接，第十三電容C13的另一端、第十二電容C12的另一端和PWM控制器ICl的第5腳接地，PffM控制器ICl的第6腳接Boost升壓電路4。
[0019]該比較電路包括高速比較器ICA，高速比較器ICA的第I腳(輸出端)接PffM控制器ICl的第I腳，高速比較器ICA的第8腳接Vcc電源，高速比較器ICA的第3腳(正相輸入端)接第四電阻R4的一端，第四電阻R4的另一端接基準電壓Vref，高速比較器ICA的第2腳(反相輸入端)分別與第五電阻R5的一端和第六電阻R6的一端相連接，第五電阻R5的另一端接輸入正電源+Vin，第六電阻R6的另一端和高速比較器ICA的第4腳接地。
[0020]PffM控制器ICl的第8腳、第二電阻R2的一端、第十三電容C13的一端和第四電阻R4的另一端均接有源箝位電路I。
[0021]高速比較器ICA采用雙比較器也能實現(xiàn)控制升壓功能，還可以增加關(guān)斷控制。PffM控制器ICl也可由其他具有相同功能的電路替代。
[0022]控制電路3，一是選用高速比較器ICA來完成對輸入電壓的監(jiān)測，二是選用高速度、高帶寬、有圖騰柱輸出能力的PWM控制器ICl來設(shè)計并控制Boost升壓電路4和有源箝位電路I有序的工作。通過比較器的滯回功能，實現(xiàn)對過壓、欠壓、正常輸入三種模式的控制。PffM控制器ICl提供升壓驅(qū)動所需的高頻信號和Boost升壓電路4升壓的驅(qū)動電壓，另外還為比較器提供基準電壓。
[0023]Boost升壓電路4如圖6所不，包括Boost升壓控制電路5，Boost升壓控制電路5由第二開關(guān)管Q2和第七電阻R7組成，第二開關(guān)管Q2的柵極與控制電路3相連接，即第二開關(guān)管Q2的柵極接PffM控制器ICl的第6腳，第二開關(guān)管Q2的漏極分別接電感L的一端和第八二極管D8的正極，電感L的另一端和輸入電容ClO的一端分別接有源箝位電路1，第八二極管D8的負極和輸出