CN201797293U - 一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路 - Google Patents

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李�诚
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Abstract

一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，包括过压采样电路、欠压采样电路、过压保护单元、欠压保护单元、电子开关和储能单元，所述过压采样电路采集直流电源过压信号，并将过压信号输入到所述过压保护单元，所述欠压采样电路采集直流电源欠压信号，并将欠压信号输入到所述欠压保护单元，所述过压保护单元和所述欠压保护单元控制所述电子开关通断，所述电子开关控制直流电源的通断，所述储能单元提供输出直流电源。本实用新型将航空直流供电母线的欠压浪涌和过压浪涌分别进行保护，电路简单有效，有利于减小航空直流电源抗浪涌保护电路的体积、重量和成本。可广泛应用于航空直流供电***中的直流电源场合。

Description

一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路
技术领域
本实用新型涉及一种航空直流供电***抗浪涌保护电路，特别是一种用于航空直流电源的抗浪涌的保护电路。
背景技术
与传统的供电***不同，航空供电***具有较大范围的浪涌电压和跌落电压，作为各种航空电子设备供电单元的直流二次电源需要经受过欠压浪涌，不出故障。应用于航空供电***的直流二次电源一般采用三种工作方式经受过欠压浪涌电压：一是不要外加电路，直接承受浪涌电压；二是外加辅助电路，使直流电源的输入电压保持恒定；三是外加辅助电路，在过压浪涌时使直流电压的输入电压恒定，而欠压(跌落)时不管。而这三种方式存在不同的缺点：第一种情况必须加大元器件的电压等级，大大增加成本和电源的体积；第二种情况会增加额外的损耗，必要情况下还需要考虑散热处理，另外还增大体积；第三种情况会增加额外的损耗。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种在不增加损耗的情况下，保证直流电源可在航空供电***中正常工作的用于航空直流电源的抗浪涌保护电路。
按照本实用新型提供的用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，包括过压采样电路、欠压采样电路、过压保护单元、欠压保护单元、电子开关和储能单元，所述过压采样电路采集直流电源过压信号，并将过压信号输入到所述过压保护单元，所述欠压采样电路采集直流电源欠压信号，并将欠压信号输入到所述欠压保护单元，所述过压保护单元和所述欠压保护单元控制所述电子开关通断，所述电子开关控制直流电源的通断，所述储能单元提供输出直流电源。
按照本实用新型提供的用于航空直流电源的抗浪涌保护电路还具有如下附属技术特征：
所述过压采样电路由电阻R1和电阻R2串联构成，输出端位于电阻R1和电阻R2的公共端。
所述过压保护单元包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、二极管D1、二极管D2和运算放大器U1，其中电阻R5一端接于电阻R1、电阻R2的公共端，另一端接于运算放大器U1的负相端；电阻R6一端接运算放大器U1的正相端，另一端接给定参考电压Vref；电阻R7一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D1的阳极；二极管D1的阳极接运算放大器U1的输出，并与二极管D2的阴极相连。
所述欠压采样电路由电阻R3和电阻R4串联构成，输出端位于电路R3和电阻R4的公共端。
所述欠压保护单元包括电阻R9、电阻R10、二极管D3、二极管D4和运算放大器U2，其中电阻R9一端接于电阻R3、电阻R4的公共端，另一端接于运算放大器U2的正相端；运算放大器U2的负相端接Vref；电阻R10一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D3的阳极；二极管D3的阳极接运算放大器U2的输出端，并与二极管D4的阴极相连。
二极管D4的阳极与二极管D2的阳极相连，二极管D2和二极管D4的阳极与上拉电阻R8相连，上拉电阻R8的另一端连接运算放大器的供电电压VCC。
所述电子开关为MOS管，电子开关Q1的门极与上拉电阻R8与二极管D2的公共点相连，电子开关Q1的源极与输入电压Vin的负端相连。
所述储能单元为充放电电容C1，电子开关Q1的漏极与电容C1的一端相连，公共端与输出电压Vo的负极相连；电容C1的另一端与输入电压Vin的正端、输出电压Vo的正端相连。
按照本实用新型提供的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路与现有技术相比具有如下优点：本实用新型通过检测直流电源的过压或欠压信号控制电子开关通断，从而在出现浪涌时切断直流电源，保证安全，而设置储能单元则可以在切断电源时提供直流电源，保证供电需要。因此，本实用新型不需要航空直流电源在直流母线出现浪涌电压时必须保持的输入电压恒定，也不需要提高内部器件的电压电流等级，从而简化了设计开发难度，有利于减小航空直流电源抗浪涌保护电路的体积、重量和成本。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
参见图1，在本实用新型提供的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路的实施例，包括过压采样电路20、欠压采样电路24、过压保护单元21、欠压保护单元25、电子开关22和储能单元23，所述过压采样电路采集直流电源过压信号，并将过压信号输入到所述过压保护单元，所述欠压采样电路采集直流电源欠压信号，并将欠压信号输入到所述欠压保护单元，所述过压保护单元和所述欠压保护单元控制所述电子开关通断，所述电子开关控制直流电源的通断，所述储能单元提供输出直流电源。所述电子开关接入在供电的直流电源中，其能够控制直流电源的通断。本实用新型根据过压或欠压信号控制电子开关通断，从而能够切断或接通直流电源，在出现浪涌电压时，切断直流电源，防止浪涌电压造成破坏。所述储能单元在切断直流电源时，能够提供一定时间的直流电源，保证电子元件的工作。在恢复供电时，其又能够充电，为下一次动作做准备。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述过压采样电路20由电阻R1和电阻R2串联构成，输出端位于电阻R1和电阻R2的公共端。电阻R1一端和电阻R2相连，另一端与输入电压正相连；电阻R2另一端与输入电压负相连。从而对输入直流电源进行过压采样。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述过压保护单元21包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、二极管D1、二极管D2和运算放大器U1，其中电阻R5一端接于电阻R1、电阻R2的公共端，另一端接于运算放大器U1的负相端；电阻R6一端接运算放大器U1的正相端，另一端接给定参考电压Vref；电阻R7一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D1的阳极；二极管D1的阳极接运算放大器U1的输出，并与二极管D2的阴极相连。过压保护单元21将采样的过压信号与参考电压进行对比，产生对比结果。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述欠压采样电路24由电阻R3和电阻R4串联构成，输出端位于电路R3和电阻R4的公共端。电阻R3一端和电阻R4相连，另一端与输入电压正相连；电阻R4另一端与输入电压负相连，从而对输入直流电源进行欠压采样。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述欠压保护单元25包括电阻R9、电阻R10、二极管D3、二极管D4和运算放大器U2，其中电阻R9一端接于电阻R3、电阻R4的公共端，另一端接于运算放大器U2的正相端；运算放大器U2的负相端接Vref；电阻R10一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D3的阳极；二极管D3的阳极接运算放大器U2的输出端，并与二极管D4的阴极相连。欠压保护单元25将采样的欠压信号与参考电压进行对比，产生对比结果。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，二极管D4的阳极与二极管D2的阳极相连，二极管D2和二极管D4的阳极与上拉电阻R8相连，上拉电阻R8的另一端连接运算放大器的供电电压VCC。所述上拉电阻R8提高运算放大器的输出电压，从而控制电子开关通断。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述电子开关为MOS管，电子开关Q1的门极与上拉电阻R8与二极管D2的公共点相连，电子开关Q1的源极与输入电压Vin的负端相连。
参见图1，在本实用新型给出的上述实施例中，所述储能单元为充放电电容C1，电子开关Q1的漏极与电容C1的一端相连，公共端与输出电压Vo的负极相连；电容C1的另一端与输入电压Vin的正端、输出电压Vo的正端相连。输入电压能对电容C1进行充电，在电子开关Q1切断直流电源后，能够提供的直流电源，保证电子元件工作的连续性。

Claims (8)

1.一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：包括过压采样电路、欠压采样电路、过压保护单元、欠压保护单元、电子开关和储能单元，所述过压采样电路采集直流电源过压信号，并将过压信号输入到所述过压保护单元，所述欠压采样电路采集直流电源欠压信号，并将欠压信号输入到所述欠压保护单元，所述过压保护单元和所述欠压保护单元控制所述电子开关通断，所述电子开关控制直流电源的通断，所述储能单元提供输出直流电源。
2.如权利要求1所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述过压采样电路由电阻R1和电阻R2串联构成，输出端位于电阻R1和电阻R2的公共端。
3.如权利要求2所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述过压保护单元包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、二极管D1、二极管D2和运算放大器U1，其中电阻R5一端接于电阻R1、电阻R2的公共端，另一端接于运算放大器U1的负相端；电阻R6一端接运算放大器U1的正相端，另一端接给定参考电压Vref；电阻R7一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D1的阳极；二极管D1的阳极接运算放大器U1的输出，并与二极管D2的阴极相连。
4.如权利要求3所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述欠压采样电路由电阻R3和电阻R4串联构成，输出端位于电路R3和电阻R4的公共端。
5.如权利要求4所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述欠压保护单元包括电阻R9、电阻R10、二极管D3、二极管D4和运算放大器U2，其中电阻R9一端接于电阻R3、电阻R4的公共端，另一端接于运算放大器U2的正相端；运算放大器U2的负相端接Vref；电阻R10一端接在运算放大器U1的正相端，另一端接二极管D3的阳极；二极管D3的阳极接运算放大器U2的输出端，并与二极管D4的阴极相连。
6.如权利要求5所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：二极管D4的阳极与二极管D2的阳极相连，二极管D2和二极管D4的阳极与上拉电阻R8相连，上拉电阻R8的另一端连接运算放大器的供电电压VCC。
7.如权利要求6所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述电子开关为MOS管，电子开关Q1的门极与上拉电阻R8与二极管D2的公共点相连，电子开关Q1的源极与输入电压Vin的负端相连。
8.如权利要求7所述的一种用于航空直流电源的抗浪涌保护电路，其特征在于：所述储能单元为充放电电容C1，电子开关Q1的漏极与电容C1的一端相连，公共端与输出电压Vo的负极相连；电容C1的另一端与输入电压Vin的正端、输出电压Vo的正端相连。
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