CN210724557U - 具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，包含防反与上电冲击电流抑制电路，防反与上电冲击电流抑制电路主要有MOSFET Q5、MOSFET Q6串联构成，其中MOSFET Q5与周边器件构成防反设计，MOSFET Q6与周边器件构成上电冲击电流抑制功能。本实用新型使后端二次电源转换电路工作在瞬间掉电时稳定、可靠工作。
Description
技术领域
本实用新型属于航空电子工程领域，涉及一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路。
背景技术
在高可靠性供电的航空电子设备中，一般要求电源在上电具有冲击电流抑制功能和电源输入防反接功能，同时具有二次电源具有瞬时掉电保护功能，即当两组电源供电相互切换而发生瞬时断电时，二次电源应能持续供电，以确保电子设备的工作不发生停顿。
为了满足具有上述几项功能，现有二次电源一般采用在输入端口加防反接设计和上电冲击电流抑制设计，同时采用在直流转换模块输入端增加电容储能设计，在正常输入电压范围对电容进行充电，并在掉电或切换输入供电时实现掉电保护，其缺陷是输入电压范围窄，需要附加输入前端过压保护电路，输入电源电压变动对输出掉电维持时间影响大，对电容的充电电压不可调，以及成本较高。
发明内容
本实用新型的发明目的在于提供一具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，实现了二次电源的输入端口的防反接设计与上电冲击电流抑制和不间断供电功能。
本实用新型的发明目的通过以下技术方案实现：
一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，包含防反与上电冲击电流抑制电路，防反与上电冲击电流抑制电路的组成如下：
二极管V6与MOSFET Q5的S极与输入正线相连，MOSFET Q5的D极与 MOSFET Q6的D极、二极管V7的阴极、二极管V9的阴极、电阻R14、电阻 R17的一端、电容C13的一端相连，MOSFET Q6的S极与输出端正极相连，二极管V6的阴极与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与MOSFET Q8的D 极、MOSFET Q7的G极、二极管V8的阴极相连，MOSFET Q8的S极、二极管V8的阳极和MOSFET Q7的S极接GND，MOSFET Q7的D极接电阻R15 的一端，电阻R15的另一端与电阻R14的另一端、MOSFET Q5的G极、二极管的V7的阳极相连，电阻R17的另一端与电容C13的另一端、二极管V9的阳极、MOSFET Q6的G极、电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端接地。
具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路还包含与防反与上电冲击电流抑制电路并联的掉电保持电路，掉电保持电路包含宽范围BOOST升压充电电路，组成如下：
电源管理芯片IC1的COMP脚连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电容 C8的另一端接电源管理芯片IC1的FB脚、电阻R11的一端、电阻R12的一端和电容C7的一端，电阻R10的另一端接电容C7的另一端，电阻R12的另一端接 Vc，电阻R11的另一端接地,电源管理芯片IC1的CS脚和电容C9一端接CS，电容C9另一端接地，电源管理芯片IC1的RC脚接电容C12的一端和电阻R13 的一端，电容C12的另一端和电容C10的一端接地，电容C10的另一端和电阻R13的另一端接电源管理芯片IC1的REF脚，电源管理芯片IC1的VCC脚接VCC 和电容C11的一端，电容C11的另一端接地，电源管理芯片IC1的OUT脚接MOS 管Q3的G端和高压半桥栅极驱动器IC2的LI脚，MOS管Q3的S端接地，MOS 管Q3的D端接电阻R5的一端和高压半桥栅极驱动器IC2的HI脚，电阻R5的另一端接VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT1脚接电阻R4的一端，R4的另一端和电容C5的一端接地，电容C5的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VCC 脚和VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT2脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VSS脚和地，高压半桥栅极驱动器IC2的HB脚接电容C14的一端，C14的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的HS脚、MOS管 Q1的D端、MOS管Q2的S端、电感L1的一端，高压半桥栅极驱动器IC2的HO 脚接MOS管Q2的G端，高压半桥栅极驱动器IC2的LO脚接MOS管Q1的G端,电感L1的另一端接电容C1的一端、输入二极管V1的阴极、输出端，电容C1 另一端接地，输入二极管V1的阳极接输入端，MOS管Q1的S端接电阻R19一端，电阻R19另一端接地，MOS管Q2的D端接电容C2的一端、电阻R1、电阻R2的一端、二极管V2的阴极和Vc，电容C2、电容C3另一端、二极管V5的阳极接地，电阻R1的另一端接V5的阴极，电阻R2的另一端接电容C3的另一端、二极管V2的阳极。
掉电保持电路还包含电荷泵电路，组成如下：
电阻R8的一端接电源管理芯片IC1的REF脚，R8的另一端接电阻R9一端、运放器IC3的同向输入脚，电阻R9另一端接地，第一运放器IC3A的反向输入脚接电源管理芯片IC1的RC脚，第一运放器IC3A的正电源脚接VCC，第一运放器IC3A的负电源脚接地，第一运放器IC3A的输出脚接电容C6的一端，电容C6 的另一端接二极管V3的阴极、二极管V4的阴极、高压半桥栅极驱动器IC2的 HB脚,二极管V3的阳极接Vc，二极管V4的阳极接地。
掉电保持电路还包含比较控制电路，组成如下：
电阻R6的一端接输入VIN，电阻R6的另一端接第二运放器IC3B的反向输入脚和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，第二运放器IC3B的同相输入脚接电源管理芯片IC1的REF脚，第二运放器IC3B的输出脚接电阻R20的一端，电阻R20另一端接二极管V10的阴极端，二极管V10的阳极端接电源管理芯片 IC1的FB脚。
本发明的有益效果在于：
用两只P-MOSFET及***电路完成防反接功能和上电冲击电流抑制功能，同时用同步整流升压等器件组成的输入升压充电及瞬时掉电自动反向放电电路，作为二次电源的瞬时掉电保护控制器，总体实现了防反接功能和上电冲击电流抑制功能以及具有宽范围升压和掉电保持功能，使后端二次电源转换电路 (DC-DC)工作在瞬间掉电时稳定、可靠工作。
附图说明
图1为防反与上电冲击电流抑制电路的结构示意图。
图2为宽范围BOOST升压充电电路的结构示意图。
图3为电荷泵电路的结构示意图。
图4为比较控制电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本实施例所示的一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路包含并联在电源输入和负载之间的防反与上电冲击电流抑制电路和掉电保护控制器，实现二次电源的输入端口的防反接设计与上电冲击电流抑制和不间断供电功能。
参见图1所示，防反与上电冲击电流抑制电路中二极管V6与MOSFET Q5 的S极与输入正线相连，MOSFET Q5的D极与MOSFET Q6的D极、二极管 V7的阴极、二极管V9的阴极、电阻R14、电阻R17的一端、电容C13的一端相连，MOSFET Q6的S极与输出端正极相连，二极管V6的阴极与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与MOSFET Q8的D极、MOSFET Q7的G极、二极管V8的阴极相连，MOSFET Q8的S极、二极管V8的阳极和MOSFET Q7 的S极接GND，MOSFET Q7的D极接电阻R15的一端，电阻R15的另一端与电阻R14的另一端、MOSFET Q5的G极、二极管的V7的阳极相连，电阻R17 的另一端与电容C13的另一端、二极管V9的阳极、MOSFET Q6的G极、电阻 R18的一端相连，电阻R18的另一端接地。
参见图2、图3、图4所示，掉电保持电路主要由宽范围BOOST升压充电电路、电荷泵电路以及比较控制电路组成。正常输入范围，掉电保持电路维持充电状态，当输入电压低于一定电压，或者Vin失掉输入电压时，将比较控制电路中串接在输入电源上的两电阻形成的分压，作为运放器的输入电位信号与基准电压作比较，运放器输出翻转的高电位将作为宽范围BOOST升压充电电路中的开关管Q1的驱动信号拉低，而作为续流管Q2保持高电平，使电容C3上电量放电至VOUT，从而达到掉电保持功能。
宽范围BOOST升压充电电路由BOOST驱动电路、BOOST升压电路组成，是将较低的输入直流电压Vin转换成较高的直流电压Vc，对电容C3进行充电， Vc的电压值通过调整电阻R11、R12等参数决定。参见图2所示，宽范围BOOST 升压充电电路中电源管理芯片IC1(如UC1842等)的COMP脚连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电容C8的另一端接电源管理芯片IC1的FB脚、电阻R11 的一端、电阻R12的一端和电容C7的一端，电阻R10的另一端接电容C7的另一端，电阻R12的另一端接Vc，电阻R11的另一端接地,电源管理芯片IC1的 CS脚和电容C9一端接CS，电容C9另一端接地，电源管理芯片IC1的RC脚接电容C12的一端和电阻R13的一端，电容C12的另一端和电容C10的一端接地，电容C10的另一端和电阻R13的另一端接电源管理芯片IC1的REF脚，电源管理芯片IC1的VCC脚接VCC和电容C11的一端，电容C11的另一端接地，电源管理芯片IC1的OUT脚接MOS管Q3的G端和高压半桥栅极驱动器IC2的LI脚， MOS管Q3的S端接地，MOS管Q3的D端接电阻R5的一端和高压半桥栅极驱动器IC2的HI脚，电阻R5的另一端接VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT1脚接电阻R4的一端，R4的另一端和电容C5的一端接地，电容C5的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VCC脚和VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT2脚接电阻 R3的一端，电阻R3的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VSS脚和地，高压半桥栅极驱动器IC2的HB脚接电容C14的一端，C14的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的HS脚、MOS管Q1的D端、MOS管Q2的S端、电感L1的一端，高压半桥栅极驱动器IC2的HO脚接MOS管Q2的G端，高压半桥栅极驱动器IC2的 LO脚接MOS管Q1的G端,电感L1的另一端接电容C1的一端、输入二极管V1的阴极、输出端，电容C1另一端接地，输入二极管V1的阳极接输入端，MOS管 Q1的S端接电阻R19一端，电阻R19另一端接地，MOS管Q2的D端接电容C2 的一端、电阻R1、电阻R2的一端、二极管V2的阴极和Vc，电容C2、电容C3 另一端、二极管V5的阳极接地，电阻R1的另一端接V5的阴极，电阻R2的另一端接电容C3的另一端、二极管V2的阳极。
参见图3所示，电荷泵电路中电阻R8的一端接电源管理芯片IC1的REF脚， R8的另一端接电阻R9一端、第一运放器IC3A(例如LM158，LM158为双运放芯片，本实施例中用第一运放器IC3A、第二运放器IC3B进行分开表述)的同向输入脚，电阻R9另一端接地，第一运放器IC3A的反向输入脚接电源管理芯片IC1 的RC脚，运放器IC3的正电源脚接VCC，第一运放器IC3A的负电源脚接地，第一运放器IC3A的输出脚接电容C6的一端，电容C6的另一端接二极管V3的阴极、二极管V4的阴极、高压半桥栅极驱动器IC2的HB脚,二极管V3的阳极接 Vc，二极管V4的阳极接地。
参见图4所示比较控制电路中电阻R6的一端接输入VIN，电阻R6的另一端接第二运放器IC3B的反向输入脚和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，第二运放器IC3B的同相输入脚接电源管理芯片IC1的REF脚，第二运放器IC3B 的输出脚接电阻R20的一端，电阻R20另一端接二极管V10的阴极端，二极管 V10的阳极端接电源管理芯片IC1的FB脚。
经过实验测试，本实施例具有防反接功能和上电冲击电流抑制功能以及具有宽范围升压和掉电保持功能，使后端二次电源转换电路(DC-DC)工作在瞬间掉电时稳定、可靠工作。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，包含防反与上电冲击电流抑制电路，其特征在于，防反与上电冲击电流抑制电路的组成如下：
二极管V6与MOSFET Q5的S极与输入正线相连，MOSFET Q5的D极与MOSFET Q6的D极、二极管V7的阴极、二极管V9的阴极、电阻R14、电阻R17的一端、电容C13的一端相连，MOSFET Q6的S极与输出端正极相连，二极管V6的阴极与电阻R16的一端相连，电阻R16的另一端与MOSFET Q8的D极、MOSFET Q7的G极、二极管V8的阴极相连，MOSFET Q8的S极、二极管V8的阳极和MOSFET Q7的S极接GND，MOSFET Q7的D极接电阻R15的一端，电阻R15的另一端与电阻R14的另一端、MOSFET Q5的G极、二极管的V7的阳极相连，电阻R17的另一端与电容C13的另一端、二极管V9的阳极、MOSFET Q6的G极、电阻R18的一端相连，电阻R18的另一端接地。
2.根据权利要求1所述一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，其特征在于，还包含与防反与上电冲击电流抑制电路并联的掉电保持电路，掉电保持电路包含宽范围BOOST升压充电电路，组成如下：
电源管理芯片IC1的COMP脚连接电容C8的一端和电阻R10的一端，电容C8的另一端接电源管理芯片IC1的FB脚、电阻R11的一端、电阻R12的一端和电容C7的一端，电阻R10的另一端接电容C7的另一端，电阻R12的另一端接Vc，电阻R11的另一端接地,电源管理芯片IC1的CS脚和电容C9一端接CS，电容C9另一端接地，电源管理芯片IC1的RC脚接电容C12的一端和电阻R13的一端，电容C12的另一端和电容C10的一端接地，电容C10的另一端和电阻R13的另一端接电源管理芯片IC1的REF脚，电源管理芯片IC1的VCC脚接VCC和电容C11的一端，电容C11的另一端接地，电源管理芯片IC1的OUT脚接MOS管Q3的G端和高压半桥栅极驱动器IC2的LI脚，MOS管Q3的S端接地，MOS 管Q3的D端接电阻R5的一端和高压半桥栅极驱动器IC2的HI脚，电阻R5的另一端接VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT1脚接电阻R4的一端，R4的另一端和电容C5的一端接地，电容C5的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VCC脚和VCC，高压半桥栅极驱动器IC2的RT2脚接电阻R3的一端，电阻R3的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的VSS脚和地，高压半桥栅极驱动器IC2的HB脚接电容C14的一端，C14的另一端接高压半桥栅极驱动器IC2的HS脚、MOS管Q1的D端、MOS管Q2的S端、电感L1的一端，高压半桥栅极驱动器IC2的HO脚接MOS管Q2的G端，高压半桥栅极驱动器IC2的LO脚接MOS管Q1的G端,电感L1的另一端接电容C1的一端、输入二极管V1的阴极、输出端，电容C1另一端接地，输入二极管V1的阳极接输入端，MOS管Q1的S端接电阻R19一端，电阻R19另一端接地，MOS管Q2的D端接电容C2的一端、电阻R1的一端、电阻R2的一端、二极管V2的阴极和Vc，电容C2、电容C3另一端、二极管V5的阳极接地，电阻R1的另一端接V5的阴极，电阻R2的另一端接电容C3的另一端、二极管V2的阳极。
3.根据权利要求2所述一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，其特征在于，掉电保持电路还包含电荷泵电路，组成如下：
电阻R8的一端接电源管理芯片IC1的REF脚，R8的另一端接电阻R9一端、第一运放器IC3A的同向输入脚，电阻R9另一端接地，第一运放器IC3A的反向输入脚接电源管理芯片IC1的RC脚，运放器IC3的正电源脚接VCC，第一运放器IC3A的负电源脚接地，第一运放器IC3A的输出脚接电容C6的一端，电容C6的另一端接二极管V3的阴极、二极管V4的阴极、高压半桥栅极驱动器IC2的HB脚,二极管V3的阳极接Vc，二极管V4的阳极接地。
4.根据权利要求2所述一种具有防反与上电冲击电流抑制的瞬时掉电保持电路，其特征在于，掉电保持电路还包含比较控制电路，组成如下：
电阻R6的一端接输入VIN，电阻R6的另一端接第二运放器IC3B的反向输入脚和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，第二运放器IC3B的同相输入脚接电源管理芯片IC1的REF脚，第二运放器IC3B的输出脚接电阻R20的一端，电阻R20另一端接二极管V10的阴极端，二极管V10的阳极端接电源管理芯片IC1的FB脚。
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| CN111669048A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-15 | 中国航空无线电电子研究所 | 分级启动的电源控制模块 |
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