專利名稱：一種電源保護(hù)電路以及工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別地涉及一種電源保護(hù)電路以及工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械電子技術(shù)日新月異，而工程機(jī)械車輛供電系統(tǒng)工況比較復(fù)雜，在車輛打火、車輛電磁閥開關(guān)動(dòng)作、車輛發(fā)電機(jī)等工作時(shí)都會(huì)對(duì)車載電源串入比較大的波動(dòng)，為防止這些情況下由于供電電源不穩(wěn)而對(duì)后級(jí)電子電路造成運(yùn)行不穩(wěn)或是損壞，所以對(duì)電子設(shè)備的電源保護(hù)模塊和電源模塊要求比較苛刻，必須具有防反接，防浪涌、脈沖群等電磁干擾、 防雷擊，防過流過壓，防欠壓。電源輸入極和輸出極的紋波要小，抗電磁兼容能力強(qiáng)，帶負(fù)載能力強(qiáng)?，F(xiàn)有的電源保護(hù)電路，DC/DC電源模塊前后連接有濾波電路。這種電路在實(shí)際應(yīng)用中，性能依賴于DC/DC模塊的性能，如選用高性能的DC/DC模塊，通常體積較大并且成本較高。若選用普通的DC/DC模塊，則電源保護(hù)電路的性能不佳。在現(xiàn)有技術(shù)中，電源保護(hù)電路的體積較大并且成本較高，或者性能不佳，對(duì)于該問題，目前尚未提出有效解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電源保護(hù)電路的體積較大并且成本較高，或者性能不佳的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電源保護(hù)電路。本實(shí)用新型的電源保護(hù)電路包括依次串聯(lián)的輸入保護(hù)電路、輸入濾波電路、電源管理模塊、輸出濾波電路，其中所述輸入保護(hù)電路，用于當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況時(shí)提供保護(hù)功能；所述輸入濾波電路中包含相串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)和第一 LC濾波電路，所述電阻網(wǎng)絡(luò)與所述輸入保護(hù)電路連接。根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種工程機(jī)械，該工程機(jī)械中包含本實(shí)用新型的電源保護(hù)電路。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，電源保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)兼顧了輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況，有較高的可靠性。并且，將電阻網(wǎng)絡(luò)與LC濾波電路串聯(lián)，有助于減小或消除LC濾波電路形成的振蕩回路可能帶來的不良后果。這樣，對(duì)于電源管理模塊13 來說可選用普通的DC/DC電源模塊或電源芯片，因此本實(shí)施例中的這種電源保護(hù)電路的體積較小，成本較低，并且有著良好的性能。

說明書附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。 在附圖中[0011]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源保護(hù)電路的基本組成部分的示意圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源保護(hù)電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)施例中的工程機(jī)械的示意圖。
具體實(shí)施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源保護(hù)電路的基本組成部分的示意圖，如圖1 所示，該電源保護(hù)電路主要包括依次串聯(lián)的輸入保護(hù)電路11、輸入濾波電路12、電源管理模塊13、輸出濾波電路14，其中，輸入保護(hù)電路11用于當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況時(shí)提供保護(hù)功能；輸入濾波電路12中包含相串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)和第一 LC濾波電路 (圖1中未示出)，該電阻網(wǎng)絡(luò)與輸入保護(hù)電路11連接。圖1的這種電路結(jié)構(gòu)兼顧了輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況，有較高的可靠性。并且，將電阻網(wǎng)絡(luò)與LC濾波電路串聯(lián)，有助于減小或消除LC濾波電路形成的振蕩回路可能帶來的不良后果。這樣，對(duì)于電源管理模塊13來說可選用普通的DC/DC電源模塊或電源芯片，因此本實(shí)施例中的這種電源保護(hù)電路的體積較小，成本較低，并且有著良好的性能。本實(shí)施例中的電源保護(hù)電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電源保護(hù)電路的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖2中，21和22分別表示電源保護(hù)電路的正極輸入端和負(fù)極輸入端。輸入保護(hù)電路11中包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F、第一電容Cl、電壓瞬態(tài)抑制器件D1、第一二極管D3和第二二極管D2，其中自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F的第一端與電源保護(hù)電路的正極輸入端21連接，第二端與第一電容Cl的第一端、第一二極管D3的正極、電壓瞬態(tài)抑制器件Dl的負(fù)極連接；第一電容Cl的第二端與電源保護(hù)電路的負(fù)極輸入端22連接；第一二極管D3的負(fù)極與輸入濾波電路12的正極輸入端連接；電壓瞬態(tài)抑制器件Dl的正極與第二二極管D2的正極連接；第二二極管D2的負(fù)極與電源保護(hù)電路的負(fù)極輸入端22連接。自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F具有瞬間過流保護(hù)功能。在應(yīng)用在工程機(jī)械中為例，在啟動(dòng)各種感性電磁閥時(shí)，會(huì)產(chǎn)生比較大的電流沖擊，或是由電弧、雷擊感應(yīng)其他外部原因串入瞬間高能量，可引起電流異常增大，在電流異常變大時(shí)，通過自恢復(fù)保險(xiǎn)絲F的電流增大，會(huì)使其發(fā)熱并自動(dòng)熔斷，從而避免大電流對(duì)后級(jí)器件造成影響。當(dāng)電流恢復(fù)正常時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲 F可以自動(dòng)恢復(fù)正常功能，保證電路可以繼續(xù)正常工作。該處具有瞬間熔斷功能，可以保護(hù)內(nèi)部電路不被燒壞。第一電容Cl具有吸收輸入端電壓尖峰，儲(chǔ)蓄能量，維持電壓平穩(wěn)，減少輸入紋波的功能。并具有防止內(nèi)部信號(hào)干擾外部信號(hào)功能。電壓瞬態(tài)抑制器件Dl可以采用TVS管，其具有瞬時(shí)電壓過高保護(hù)功能；在供電電源出現(xiàn)瞬間異常高電壓時(shí)，電壓瞬態(tài)抑制器件Dl導(dǎo)通工作，可以將該電壓牽制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，保證電源模塊的供電電壓處于正常范圍，避免電源模塊因電壓過大而燒壞。當(dāng)瞬時(shí)高電壓消失時(shí)，電壓瞬態(tài)抑制器件Dl可以在電壓低至某個(gè)特定電壓時(shí)，推出牽制狀態(tài)， 使得供電恢復(fù)正常。工程機(jī)械在開啟或是工作時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生比較高的電壓沖擊脈沖，此類脈沖有時(shí)可以達(dá)到正常工作電壓的2 5倍，如果不加處理，對(duì)電子產(chǎn)品的危害是非常大的，而在此處加入電壓瞬態(tài)抑制器件D1，能有效的預(yù)防瞬態(tài)電壓過高而對(duì)設(shè)備內(nèi)部電路造成的危害。電壓瞬態(tài)抑制器件Dl與第二二極管D2串聯(lián)的方式使得電壓瞬態(tài)抑制器件Dl可選擇單向的電壓瞬態(tài)抑制器件，有助于降低電路的成本。第一二極管D3的主要作用是防輸入電源極性反接，可采用肖特基二極管，能有效防止當(dāng)外部輸入電源極性反接時(shí)可能造成的內(nèi)、外部設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。肖特基二極管的壓降小，反應(yīng)速度快，所以串入電源回路，當(dāng)電源正接時(shí)，對(duì)電源產(chǎn)生的壓降很小，不影響電路的正常使用。當(dāng)電源反接時(shí)二極管反向截止，阻止電源形成回路，使設(shè)備不能帶電，從而保護(hù)內(nèi)部芯片不被燒壞，并不會(huì)影響其他設(shè)備工作。電壓瞬態(tài)抑制器件Dl的負(fù)極與第一二極管D3的正極連接，使得當(dāng)高電壓到來時(shí)電壓瞬態(tài)抑制器件Dl對(duì)該高電壓起箝位作用，有助于保證第一二極管D3不至于被損壞。輸入濾波電路12中可包含電阻網(wǎng)絡(luò)121和第一 LC濾波電路122。其中電阻網(wǎng)絡(luò) 121由三個(gè)電阻Rl、R2、R3并聯(lián)構(gòu)成，第一 LC濾波電路122包含電感Ll以及并聯(lián)的電容 E1、E2、E3、C2。電感Ll可采用磁珠，電容El、E2、E3、C2可采用鉭電解電容。第一 LC濾波電路122的主要功能是進(jìn)一步減少電源引入的波形中的雜波和毛刺形波，但同時(shí)形成的振蕩回路有可能在外部特定條件下電壓振蕩幅值累積從而增大，從而形成一個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常電壓的附加電壓，對(duì)設(shè)備帶來不良甚至嚴(yán)重后果。因此電阻網(wǎng)絡(luò)121的作用就是消除該后果。電阻網(wǎng)絡(luò)121中，優(yōu)選地可以選擇多個(gè)大功率小阻值的電阻，既可以保證電路電源特性不受太大影響，又能有效消除LC振蕩帶來的不良后果。并聯(lián)的多個(gè)電阻有助于減小發(fā)熱， 延長(zhǎng)元件壽命。電源管理模塊13可根據(jù)實(shí)際需求選取，例如在工程機(jī)械中應(yīng)用可選取寬電壓輸入的芯片或者模塊。輸出濾波電路14中可包含電容濾波電路141和第二 LC濾波電路142。23和M 表示第二 LC濾波電路142的輸出端，同時(shí)作為電源保護(hù)電路的輸出端。其中電容濾波電路 141具有吸收輸出電壓尖峰，儲(chǔ)蓄能量，維持電壓平穩(wěn)，減少輸處紋波的功能?？刹捎秒娙?E4和電容C3并聯(lián)而成，優(yōu)選地該兩電容容值的選取可以不相同，并且盡量使容值差別大。第二 LC濾波電路142中包含電感L2和電感L3，以及電容C4，其中電感L2和電感 L3可選用低內(nèi)阻磁珠，電容C4可采用鉭電解電容。如果僅采用電容C4，有可能對(duì)電路的啟動(dòng)帶來影響，因此本實(shí)施例中還采用了電感L2和電感L3以形成LC濾波電路，有助于濾除輸出波形中的紋波。圖3是根據(jù)本實(shí)施例中的工程機(jī)械的示意圖。如圖3所示，工程機(jī)械30中包含電源31、電源保護(hù)電路32以及多個(gè)用電設(shè)備33。其中電源保護(hù)電路32采用本實(shí)施例中的電源保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，電源保護(hù)電路具有自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、電壓瞬態(tài)抑制器件和防輸入電源極性反接的二極管，能夠在輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況時(shí)提供保護(hù)功能，濾波電容和LC濾波網(wǎng)絡(luò)能夠減小紋波，優(yōu)化電源質(zhì)量。本實(shí)施例中的電源管理模塊可采用普通的產(chǎn)品，成本較低，并且體積較小。因此，本實(shí)施例中的電源保護(hù)電路體積較小、成本較低，并且具有良好的性能。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電源保護(hù)電路，其特征在于，包括依次串聯(lián)的輸入保護(hù)電路、輸入濾波電路、電源管理模塊、輸出濾波電路，其中所述輸入保護(hù)電路，用于當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況時(shí)提供保護(hù)功能；所述輸入濾波電路中包含相串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)和第一 LC濾波電路，所述電阻網(wǎng)絡(luò)與所述輸入保護(hù)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述輸入保護(hù)電路包括自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、第一電容、電壓瞬態(tài)抑制器件、第一二極管和第二二極管，其中所述自恢復(fù)保險(xiǎn)絲的第一端與所述電源保護(hù)電路的正極輸入端連接，第二端與所述第一電容的第一端、所述第一二極管的正極、所述電壓瞬態(tài)抑制器件的負(fù)極連接；所述第一電容的第二端與所述電源保護(hù)電路的負(fù)極輸入端連接；所述第一二極管的負(fù)極與所述輸入濾波電路的正極輸入端連接；所述電壓瞬態(tài)抑制器件的正極與所述第二二極管的正極連接；所述第二二極管的負(fù)極與所述電源保護(hù)電路的負(fù)極輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述第一二極管為肖特基二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于所述電阻網(wǎng)絡(luò)由并聯(lián)的多個(gè)電阻構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于所述第一LC濾波電路中的電感為磁珠。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述第一LC濾波電路中的電容為鉭電解電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5或6中任一項(xiàng)所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述第一LC濾波電路中包含多個(gè)并聯(lián)的電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述輸出濾波電路中包含串聯(lián)的電容濾波電路和第二 LC濾波電路，所述電容濾波電路與所述電源管理模塊連接，所述第二 LC濾波電路的輸出端作為所述電源保護(hù)電路的輸出端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述電容濾波電路由兩個(gè)并聯(lián)的電容構(gòu)成，這兩個(gè)電容的容值不相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電源保護(hù)電路，其特征在于，所述第二LC濾波電路中的電感為磁珠，并且/或者，所述第二 LC濾波電路中的電容為鉭電解電容。
11.一種工程機(jī)械，其特征在于，包含權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的電源保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電源保護(hù)電路以及工程機(jī)械，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電源保護(hù)電路的體積較大并且成本較高，或者性能不佳的問題。本實(shí)用新型的電源保護(hù)電路包括依次串聯(lián)的輸入保護(hù)電路、輸入濾波電路、電源管理模塊、輸出濾波電路，其中輸入保護(hù)電路，用于當(dāng)輸入信號(hào)出現(xiàn)過壓、過流、或反極性的情況時(shí)提供保護(hù)功能；輸入濾波電路中包含相串聯(lián)的電阻網(wǎng)絡(luò)和第一LC濾波電路，電阻網(wǎng)絡(luò)與輸入保護(hù)電路連接。
文檔編號(hào)H02M1/12GK202333771SQ201120391178
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者吳珂, 毛國(guó)光, 王德勝, 王琪, 陳慶懷 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司