CN213717620U - 防浪涌固态直流继电电路 - Google Patents

Abstract

一种防浪涌固态直流继电电路，包括晶体管、开关器件和负反馈模块，所述晶体管的第一端连接所述开关器件的第一端、第二端连接负载、第三端连接直流电压源的输出端，所述负反馈模块连接在所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间，所述开关器件的第二端接收控制信号。实施本实用新型的防浪涌固态直流继电电路，通过设置负反馈回路，使得负载电压上升缓慢，从而将浪涌电流控制在有效范围内，因此能够明显减小输出直流继电浪涌，并且使得电源不会因为浪涌而产生过流保护，输出电容电压保持平稳，从而增加电源和负载的稳定性，减少故障。

Description

防浪涌固态直流继电电路

技术领域

本实用新型涉及电源***，更具体地说，涉及一种防浪涌固态直流继电电路。

背景技术

现有的电源输出端口直接用P沟道场效应管作直流继电开关受外部阶跃信号控制。当该场效应管导通时，导通速度非常快。负载输入端口如果有较大电容，电源输出端口的储能滤波电容会对负载输入端口电容产生较强的直流继电浪涌，可能会对电源输出口和负载输入口两端口的电容本身体造成冲击性损伤，并且这也对中间的连接器和上述场效应管的抗冲击能力有较高要求。如果负载输入端口的电容容量接近甚至超过电源输出端口的电容容量，直流继电浪涌会严重拉低电源输出电压，可能引起电源过流保护甚至直接损坏。另外，在多路输出电源中，其中一路出现严重直流继电浪涌，会引起其他路输出的电压剧烈波动，以及引起其他路负载的工作异常。

现今各种电源及设备都面临着容性负载的问题，包括各种拓扑的开关电源以及工频电源。这些容性负载包括DC-DC电路以及其他的电子设备，为了更好的减小输入纹波和加强稳定性，其输入端口会并联较大容量的电容。随着节能环保的不断受到重视或其他特殊要求，希望这些容性负载只在使用的时候良好供电，而在不使用的时候能够完全断电。固态直流继电电路由于体积小、重量轻、无机械触点、无积碳、长寿命等优点逐步取代传统继电器来实现这个功能。

然而，现有的固态直流继电电路在应对容性负载时，产生的直流继电浪涌会对电源和负载双方都会产生负面影响，且随着负载端口电容量的增加而加剧。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供了一种能够明显减小输出直流继电浪涌，增加电源和负载的稳定性，减少故障的防浪涌固态直流继电电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种防浪涌固态直流继电电路，包括晶体管、开关器件和负反馈模块，所述晶体管的第一端连接所述开关器件的第一端、第二端连接负载、第三端连接直流电压源，所述负反馈模块连接在所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间，所述开关器件的第二端接收控制信号。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述负反馈模块包括负反馈电容，所述负反馈电容的第一端连接在所述晶体管的第一端、第二端连接所述晶体管的第二端。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述负反馈模块包括负反馈电容和泄放电阻，所述负反馈电容和所述泄放电阻串联后连接到所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述负反馈电容的第一端连接所述晶体管的第二端、第二端经所述泄放电阻连接所述晶体管的第一端。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述负反馈模块进一步的包括二极管，所述二极管的阳极连接所述负反馈电容的第二端、阴极连接所述晶体管的第一端。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述泄放电阻的第一端连接所述晶体管的第二端、第二端经所述负反馈电容连接所述晶体管的第一端。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述负反馈模块进一步的包括二极管，所述二极管的阳极连接所述晶体管的第二端、阴极连接所述泄放电阻的第二端。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，进一步包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在所述晶体管的第三端和第一端之间，所述第二电阻连接在所述晶体管的第二端与所述开关器件的第一端之间。

在本实用新型所述的防浪涌固态直流继电电路中，所述晶体管包括开关管和场效应管。

本实用新型解决其技术问题采用的另一技术方案是，构造一种防浪涌固态直流继电电路，包括场效应管、开关器件、负反馈电容、泄放电阻、二极管、第一电阻和第二电阻，所述场效应管的栅极经所述第二电阻连接所述开关器件的第一端、源极连接直流电压源、漏极连接负载，所述第一电阻连接在所述场效应管的源极和栅极之间，所述负反馈电容的第一端连接所述场效应管的漏极、第二端经所述泄放电阻连接所述场效应管的栅极，所述二极管的阳极连接所述负反馈电容的第二端、阴极连接所述场效应管的栅极，所述开关器件的第二端接收控制信号。

实施本实用新型的防浪涌固态直流继电电路，通过设置负反馈回路，使得负载电压上升缓慢，从而将浪涌电流控制在有效范围内，因此能够明显减小输出直流继电浪涌，并且使得电源不会因为浪涌而产生过流保护，输出电容电压保持平稳，从而增加电源和负载的稳定性，减少故障。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的优选实施例的原理框图；

图2是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的又一优选实施例的电路图；

图3是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的再一优选实施例的电路图；

图4是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的另一优选实施例的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型涉及一种防浪涌固态直流继电电路，包括晶体管、开关器件和负反馈模块，所述晶体管的第一端连接所述开关器件的第一端、第二端连接负载、第三端连接直流电压源，所述负反馈模块连接在所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间，所述开关器件的第二端接收控制信号。实施本实用新型的防浪涌固态直流继电电路，通过设置负反馈回路，使得负载电压上升缓慢，从而将浪涌电流控制在有效范围内，因此能够明显减小输出直流继电浪涌，并且使得电源不会因为浪涌而产生过流保护，输出电容电压保持平稳，从而增加电源和负载的稳定性，减少故障。

图1是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的优选实施例的原理框图。如图1所示，本实用新型的防浪涌固态直流继电电路，包括晶体管100、开关器件300和负反馈模块200。如图1所示，所述晶体管100的第一端连接所述开关器件300的第一端、第二端连接负载、第三端连接直流电压源400的输出端，所述负反馈模块200连接在所述晶体管100的第一端和所述晶体管100的第二端之间，所述开关器件300的第二端、输入控制端接收控制信号。

在本实用新型的优选实施例中，所述晶体管100包括开关管和场效应管。所述负反馈模块200包括负反馈电容，所述负反馈电容的第一端连接在所述晶体管100的第一端、第二端连接所述晶体管100的第二端。在本实用新型的优选实施例中，所述开关器件300可以是继电器，开关管或场效应管，其基于外部控制信号导通或者关闭。

在本优选实施例中，通过在晶体管100的第二端和第一端设置负反馈电路，可以使得负载电压上升缓慢，从而将浪涌电流控制在有效范围内，因此能够明显减小输出直流继电浪涌，并且使得电源不会因为浪涌而产生过流保护，输出电容电压保持平稳，从而增加电源和负载的稳定性，减少故障。

在本实用新型的进一步的优选实施例中，所述负反馈模块200包括负反馈电容和泄放电阻，所述负反馈电容和所述泄放电阻串联后连接到所述晶体管100的第一端和所述晶体管100的第二端之间。优选的，所述负反馈电容和所述泄放电阻的顺序可以交换。例如，可以设置成所述负反馈电容的第一端连接所述晶体管100的第二端、第二端经所述泄放电阻连接所述晶体管100的第一端。又例如，可以设置成所述泄放电阻的第一端连接所述晶体管100的第二端、第二端经所述负反馈电容连接所述晶体管100的第一端。设置泄放电阻，可以方便泄放负反馈电容上的电荷，从而使得下一次受控开始时，能更加有效的实现直流防浪涌功能。

在本实用新型的进一步的优选实施例中，该负反馈模块200还可以进一步包括二极管，该二极管可以并联在泄放电阻的两端。设置二极管可以使得晶体管100可以快速截止。

图2是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的又一优选实施例的电路图。在图2所示的优选实施例中，所述防浪涌固态直流继电电路，包括场效应管Q1、开关器件300、负反馈电容C1、泄放电阻R3、二极管D1、电阻R1和电阻R2。如图2所示，所述场效应管Q1的栅极经所述电阻R2连接所述开关器件300的第一端、源极连接直流电压源的输出端、漏极连接负载500。所述电阻R1连接在所述场效应管Q1的源极和栅极之间。所述负反馈电容C1的第一端连接所述场效应管Q1的漏极、第二端经所述泄放电阻R3连接所述场效应管Q1的栅极。所述二极管D1的阳极连接所述负反馈电容C1的第二端、阴极连接所述场效应管Q1的栅极。所述开关器件300的第二端、输入控制端接收控制信号。

优选的，该场效应管Q1选择P沟道场效应管。当然其也可以选择其他适合的开关管。优选的，在本实用新型的另一优选实施例中，所述负反馈电容C1、泄放电阻R3、二极管D1的位置可以更换，即泄放电阻R3、二极管D1的并联电路与负反馈电容C1的位置可以更换。该负载500优选是容性负载。

下面结合图2对本实用新型原理说明如下，本实用新型的直流防浪涌的核心是负反馈电容C1的负反馈作用。负反馈电容C1将场效应管Q1的漏极电位变化(上升速度)反馈给栅极。因场效应管Q1的漏极和栅极为倒相关系，阻止栅极电位的快速下降，减小栅压的增加速度，从而降低场效应管Q1内阻减小的速度。而二极管D1的作用是单向负反馈。当其受控导通时，场效应管Q1的漏极通过负反馈电容C1和二极管D1对栅极进行负反馈。而受控截止(关闭)时，二极管D1反偏，场效应管Q1的漏极电压变化不能通过负反馈电容C1和二极管D1反馈给其栅极，从而是场效应管Q1能以较快的速度受控关闭(截止)。因此，二极管D1在场效应管Q1接通的时候实现负反馈而达到防浪涌的作用，但在场效应管Q1关闭的时候，屏蔽掉负反馈电容C1的负反馈作用，使场效应管Q1能快速关闭。泄放电阻R3可以作为负反馈电容C1的泄放电阻，因此在场效应管Q1关闭的时候，负反馈电容C1上的电荷不能通过二极管D1释放(因为二极管D1反偏)，负反馈电容C1上会维持一定的电压，这个电压会在下次场效应管Q1Q1接通时，负反馈电容C1的负反馈作受到较大影响，所以泄放电阻R3在场效应管Q1关闭后尽快释放掉负反馈电容C1上的电压，以确保下一次场效应管Q1导通时能有效负反馈。

由此，如上所述，在本实用新型的简化实施例中，可以只包括负反馈电容C1，或者只包括负反馈电容C1和泄放电阻R3。当然优选同时包括三者。

图3是本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的再一优选实施例的电路图。在图3所示的优选实施例中，所述防浪涌固态直流继电电路还可以连接在所述直流电压源的输入端。如图3所示，同样地，所述场效应管Q1的栅极经所述电阻R2连接所述开关器件300的第一端、源极连接直流电压源的输入端、漏极连接负载500。其原理与图2类似，在此就不再累述了。类似地，图4示出了本实用新型的防浪涌固态直流继电电路的又一实施例，其中，所述防浪涌固态直流继电电路外部独立连接直流电源和负载。

因此，实施本实用新型的防浪涌固态直流继电电路，通过设置负反馈回路，使得负载电压上升缓慢，从而将浪涌电流控制在有效范围内，因此能够明显减小输出直流继电浪涌，并且使得电源不会因为浪涌而产生过流保护，输出电容电压保持平稳，从而增加电源和负载的稳定性，减少故障。

虽然本实用新型是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本实用新型做各种修改，而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本实用新型权利要求范围内的全部实施方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，包括晶体管、开关器件和负反馈模块，所述晶体管的第一端连接所述开关器件的第一端、第二端连接负载、第三端连接直流电压源，所述负反馈模块连接在所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间，所述开关器件的第二端接收控制信号。

2.根据权利要求1所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述负反馈模块包括负反馈电容，所述负反馈电容的第一端连接在所述晶体管的第一端、第二端连接所述晶体管的第二端。

3.根据权利要求1所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述负反馈模块包括负反馈电容和泄放电阻，所述负反馈电容和所述泄放电阻串联后连接到所述晶体管的第一端和所述晶体管的第二端之间。

4.根据权利要求3所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述负反馈电容的第一端连接所述晶体管的第二端、第二端经所述泄放电阻连接所述晶体管的第一端。

5.根据权利要求4所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述负反馈模块进一步包括二极管，所述二极管的阳极连接所述负反馈电容的第二端、阴极连接所述晶体管的第一端。

6.根据权利要求3所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述泄放电阻的第一端连接所述晶体管的第二端、第二端经所述负反馈电容连接所述晶体管的第一端。

7.根据权利要求6所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述负反馈模块进一步包括二极管，所述二极管的阳极连接所述晶体管的第二端、阴极连接所述泄放电阻的第二端。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，进一步包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在所述晶体管的第三端和第一端之间，所述第二电阻连接在所述晶体管的第二端与所述开关器件的第一端之间。

9.根据权利要求8所述的防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，所述晶体管包括开关管和场效应管。

10.一种防浪涌固态直流继电电路，其特征在于，包括场效应管、开关器件、负反馈电容、泄放电阻、二极管、第一电阻和第二电阻，所述场效应管的栅极经所述第二电阻连接所述开关器件的第一端、源极连接直流电压源、漏极连接负载，所述第一电阻连接在所述场效应管的源极和栅极之间，所述负反馈电容的第一端连接所述场效应管的漏极、第二端经所述泄放电阻连接所述场效应管的栅极，所述二极管的阳极连接所述负反馈电容的第二端、阴极连接所述场效应管的栅极，所述开关器件的第二端接收控制信号。

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