專利名稱：場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種過電壓保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用場效應(yīng)管設(shè)計的過電壓保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
一般的電器產(chǎn)品中大多沒有過電壓保護(hù)電路，如圖I所示，一旦電網(wǎng)出現(xiàn)異常，電壓波動升高時，就會有電器損壞的情況發(fā)生。如圖2所示，為了解決這個問題，有些產(chǎn)品采用了繼電器J作為保護(hù)開關(guān)，控制電路回路的閉合或斷開，當(dāng)檢測電路檢測到電網(wǎng)異常電壓升高時，控制繼電器切斷輸入電源，從而保護(hù)了電器產(chǎn)品內(nèi)部電路免受電網(wǎng)異常電壓升高而損壞的危險。該繼電器J功率較 高，一定程度上會增加電路功耗，這就會造成能源浪費(fèi)，而且繼電器J觸點接觸時會產(chǎn)生火花，使用壽命相對降低，存在一定安全隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，利用半導(dǎo)體場效應(yīng)管作為過電壓保護(hù)電路的保護(hù)開關(guān)，該場效應(yīng)管為無觸點開關(guān)，不存在機(jī)械動作，無火花產(chǎn)生，使用壽命長，安全性高，且驅(qū)動場效應(yīng)管所需的功率低，節(jié)省能源。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應(yīng)管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應(yīng)管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的漏極用于連接負(fù)載主功能電路，所述高壓檢測控制模塊包括第一二極管、第二二極管、第一濾波電容、第二濾波電容、穩(wěn)壓管、電壓基準(zhǔn)芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻及第六電阻，所述第一二極管與第一濾波電容正向串聯(lián)后電性連接于整流模塊，所述第一電阻、第二電阻及第三電阻串聯(lián)后接于第一濾波電容的陽極與陰極，所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸入引腳電性連接于所述第二電阻與第三電阻中間，所述電壓基準(zhǔn)芯片的接地引腳接于第一濾波電容的陰極，所述第二濾波電容電性連接于所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸入引腳和接地引腳，所述第四電阻與第二二極管正向串聯(lián)后接于第一二極管的陰極與場效應(yīng)管的柵極，所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸出引腳電性連接于所述第二二極管的陽極，所述穩(wěn)壓管正向連接于電壓基準(zhǔn)芯片的接地引腳和輸出引腳，所述第五電阻一端電性連接于第一電阻與第二電阻中間，另一端電性連接于場效應(yīng)管的漏極，所述第六電阻電性連接于場效應(yīng)管的柵極與第一濾波電容的陰極。所述整流模塊為橋式整流電路。所述穩(wěn)壓管的擊穿電壓小于場效應(yīng)管柵極最高電壓，優(yōu)選為15V。本實用新型的有益效果本實用新型提供的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)方法，利用半導(dǎo)體場效應(yīng)管作為過電壓保護(hù)電路的保護(hù)開關(guān)，通過高壓檢測控制模塊檢測電網(wǎng)電壓的高低來輸出控制電平控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應(yīng)管為無觸點開關(guān)，不存在機(jī)械動作，無火花產(chǎn)生，使用壽命長，安全性高，且驅(qū)動場效應(yīng)管所需的功率低，節(jié)省能源。為了能更進(jìn)一步了解本實用新型的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本實用新型的詳細(xì)說明與附圖
，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
以下結(jié)合附圖，通過對本實用新型的具體實施方式
詳細(xì)描述，將使本實用新型的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。附圖中，圖I為現(xiàn)有無場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路的電路圖；圖2為現(xiàn)有加繼電器保護(hù)的電路框圖； 圖3為本實用新型場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路的模塊示意圖；圖4為本實用新型場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路的電路圖。
具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本實用新型所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本實用新型的優(yōu)選實施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。請參閱圖3及4，本實用新型提供的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，其包括整流模塊
I、高壓檢測控制模塊2及場效應(yīng)管Ql，所述高壓檢測控制模塊2電性連接于所述整流模塊1，所述場效應(yīng)管Ql的柵極G電性連接于所述高壓檢測控制模塊2，所述場效應(yīng)管Ql的源極S電性連接于所述整流模塊1，所述場效應(yīng)管Ql的漏極D用于連接負(fù)載主功能電路3，所述高壓檢測控制模塊2包括第一二極管Dl、第二二極管D2、第一濾波電容E1、第二濾波電容Cl、穩(wěn)壓管ZD1、電壓基準(zhǔn)芯片U1、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5及第六電阻R6,所述第一二極管Dl與第一濾波電容El正向串聯(lián)后電性連接于整流模塊I，所述第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3串聯(lián)后接于第一濾波電容El的陽極與陰極，所述電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R電性連接于所述第二電阻R2與第三電阻R3中間，所述電壓基準(zhǔn)芯片Ul的接地引腳A接于第一濾波電容El的陰極，所述第二濾波電容Cl電性連接于所述電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R和接地引腳A，所述第四電阻R4與第二二極管D2正向串聯(lián)后接于第一二極管Dl的陰極與場效應(yīng)管Ql的柵極G，所述電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸出引腳K電性連接于所述第二二極管Dl的陽極，所述穩(wěn)壓管ZDl正向連接于電壓基準(zhǔn)芯片Ul的接地引腳A和輸出引腳K，所述第五電阻R5 —端電性連接于第一電阻Rl與第二電阻R2中間，另一端電性連接于場效應(yīng)管Ql的漏極D，所述第六電阻R6電性連接于場效應(yīng)管Ql的柵極G與第一濾波電容El的陰極。本實施例中，所述整流模塊I為由四個二極管構(gòu)成的橋式整流電路，所述電壓基準(zhǔn)芯片Ul采用美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的LM431，其可通過調(diào)整外圍電阻阻值得到2. 5V至36V的輸出電壓，然不限于此，電壓基準(zhǔn)芯片Ul還可選用TL431、CL431、UTC431等類似功能兼容的芯片，所述穩(wěn)壓管ZDl的擊穿電壓略小于場效應(yīng)管柵極的最高電壓，優(yōu)選為15V。本實用新型工作原理如下在整流模塊I與負(fù)載主功能電路3之間加入一個高壓檢測控制模塊2與場效應(yīng)管Ql，當(dāng)電網(wǎng)交流電經(jīng)過整流模塊I整流后變成全波直流電，向負(fù)載主功能電路3供電，在整流模塊I和負(fù)載主功能電路3之間的場效應(yīng)管Ql對負(fù)載主功能電路3起到保護(hù)作用。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時，高壓檢測控制模塊2提供一個高電平給場效應(yīng)管Ql的柵極G，控制場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通，負(fù)載主功能電路3可以正常工作，當(dāng)電網(wǎng)異常電壓升高時，高壓檢測控制模塊2提供一個低電平給場效應(yīng)管Ql的柵極G，控制場效應(yīng)管Ql斷開，負(fù)載主功能電路3斷開電源，停止工作，從而保護(hù)負(fù)載主功能電路免受電網(wǎng)異常電壓升高的危害。具體工作過程如下經(jīng)整流模塊I整流后得到的全波直流電Vdc，經(jīng)過第一濾波電容El濾波后形成一個比較平穩(wěn)的直流電壓VI，該直流電壓Vl —方面為高壓檢測控制模塊2提供工作電源，另一方面作為電網(wǎng)電壓的識別信號。直流電壓Vl經(jīng)過電阻Rl、R2、R3串聯(lián)分壓以后，形成電壓V2及電壓V3，電壓V3送到電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R，為電壓基準(zhǔn)芯片Ul提供電壓檢測信號，同時直流電壓Vl經(jīng)過第四電阻R4、穩(wěn)壓管ZDl形成一個穩(wěn)定的電壓V4，為電壓基準(zhǔn)芯片Ul和場效應(yīng)管Ql提供工作電壓。電路中第二濾波電容Cl對電 壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R的電壓信號進(jìn)一步濾波，提高高壓檢測控制模塊2檢測電壓的精準(zhǔn)度。當(dāng)電網(wǎng)電壓正常時，通過調(diào)整第一電阻、第二電阻及第三電阻Rl、R2及R3的阻值可以得到電壓V3小于2. 5V，也即是電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R的電壓小于2. 5V，此時電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸出引腳K輸出高電平，再加上穩(wěn)壓管ZDl限定作用，因此上述電壓V4為15V，此時場效應(yīng)管Ql的柵極G電壓Vg約為14. 3V(電壓V4減去第二二極管D2的管壓(約O. 7V)，得到14. 3V)，所以此時場效應(yīng)管Ql處于完全導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載主功能電路3可以正常工作。當(dāng)電網(wǎng)異常電壓超過正常值時，相應(yīng)電壓V3會大于2. 5V，也即是電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸入引腳R處的電壓大于2. 5V,電壓基準(zhǔn)芯片Ul的輸出引腳K輸出低電平,此時上述電壓V4為2. 5V(電壓基準(zhǔn)芯片Ul的最低輸出電壓)，此時場效應(yīng)管Ql的柵極G電壓Vg約為I. 8V(電壓V4減去第二二極管D2的管壓(O. 7V)，得到I. 8V)，所以此時場效應(yīng)管Ql處于完全關(guān)斷狀態(tài)，負(fù)載主功能電路3與電網(wǎng)完全斷開，不受電網(wǎng)異常高電壓的影響，從而實現(xiàn)了保護(hù)負(fù)載主功能電路3的目的。所述第五電阻R5起到反饋回差控制作用。當(dāng)電壓V3升到2. 5V時，場效應(yīng)管Ql關(guān)斷，電壓V5變?yōu)楦唠妷篤dc，此高電壓Vdc又經(jīng)第五電阻R5正反饋使得電壓V2及電壓V3相應(yīng)地進(jìn)一步升高，確保電壓V3超過2. 5V，場效應(yīng)管Ql可靠導(dǎo)通。反之，當(dāng)電壓V3降到2. 5V時，場效應(yīng)管Ql導(dǎo)通電壓V5變?yōu)榈碗妷海说碗妷河纸?jīng)第五電阻R5正反饋使得電壓V2及電壓V3相應(yīng)的進(jìn)一步降低，確保電壓V3低于2. 5V，場效應(yīng)管Ql則可靠關(guān)斷。綜上所述，本實用新型提供的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)方法，利用半導(dǎo)體場效應(yīng)管作為過電壓保護(hù)電路的保護(hù)開關(guān)，通過高壓檢測控制模塊檢測電網(wǎng)電壓的高低來輸出控制電平控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應(yīng)管為無觸點開關(guān)，不存在機(jī)械動作，無火花產(chǎn)生，使用壽命長，安全性高，且驅(qū)動場效應(yīng)管所需的功率低，節(jié)省能源。以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，其特征在于，包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應(yīng)管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應(yīng)管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的漏極用于連接負(fù)載主功能電路，所述高壓檢測控制模塊包括第一ニ極管、第二ニ極管、第一濾波電容、第二濾波電容、穩(wěn)壓管、電壓基準(zhǔn)芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻及第六電阻，所述第一ニ極管與第一濾波電容正向串聯(lián)后電性連接于整流模塊，所述第一電阻、第二電阻及第三電阻串聯(lián)后接于第一濾波電容的陽極與陰極，所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸入引腳電性連接于所述第二電阻與第三電阻中間，所述電壓基準(zhǔn)芯片的接地弓I腳接于第一濾波電容的陰極，所述第二濾波電容電性連接于所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸入引腳和接地引腳，所述第四電阻與第二ニ極管正向串聯(lián)后接于第一ニ極管的陰極與場效應(yīng)管的柵極，所述電壓基準(zhǔn)芯片的輸出引腳電性連接于所述第二ニ極管的陽極，所述穩(wěn)壓管正向連接于電壓基準(zhǔn)芯片的接地引腳和輸出引腳，所述第五電阻一端電性連接于第一電阻與第二電阻中間，另一端電性連接于場效應(yīng)管的漏極，所述第六電阻電性連接于場效應(yīng)管的柵極與第一濾波電容的陰扱。
2.如權(quán)利要求I所述的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，其特征在于，所述整流模塊為橋式整流電路。
3.如權(quán)利要求I所述的場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓管的擊穿電壓小于場效應(yīng)管柵極最高電壓。
專利摘要本實用新型提供一種場效應(yīng)管過電壓保護(hù)電路，其包括整流模塊、高壓檢測控制模塊及場效應(yīng)管，所述高壓檢測控制模塊電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的柵極電性連接于所述高壓檢測控制模塊，所述場效應(yīng)管的源極電性連接于所述整流模塊，所述場效應(yīng)管的漏極用于連接負(fù)載主功能電路。利用半導(dǎo)體場效應(yīng)管作為過電壓保護(hù)電路的保護(hù)開關(guān)，通過高壓檢測控制模塊檢測電網(wǎng)電壓的高低來輸出控制電平控制場效應(yīng)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，從而控制主功能電路的閉合與斷開，該場效應(yīng)管為無觸點開關(guān)，不存在機(jī)械動作，無火花產(chǎn)生，使用壽命長，安全性高，且驅(qū)動場效應(yīng)管所需的功率低，節(jié)省能源。
文檔編號H02H7/22GK202550494SQ20122012024
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者廖序 申請人:深圳市朗科電器有限公司