一种DC电源输入防反接防过流过压的保护方法与流程

专利2025-06-20  34


本发明涉及一种保护方法,具体为dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,属于dc电源输入防护。


背景技术:

1、dc电源输入防护是指为了保护电子设备免受电源输入端异常和故障的影响而采取的一系列措施。这些措施旨在确保电源输入的稳定性和安全性,从而延长设备的使用寿命,提高设备的可靠性和稳定性。

2、具体来说,dc电源输入防护主要包括以下几个方面:

3、(1)过压保护:当输入电压超过设备或电源模块所能承受的最大值时,过压保护电路会迅速切断电源输入,以防止高电压对设备造成损害,这是通过监测输入电压,并在电压超过设定阈值时触发保护机制来实现的。

4、(2)过流保护:在电源输入端加入过流保护电路,当输入电流超过额定值时,过流保护电路会立即切断电源输入,以避免过大电流对设备或电源模块造成损坏,这有助于防止因短路、过载等原因引起的电流异常。

5、(3)输入反接保护:为了防止用户误将电源的正负极接反,导致设备损坏或安全事故,dc电源输入端通常会设计有反接保护电路,当检测到电源正负极接反时,保护电路会立即切断电源输入,以保护设备不受损害。

6、现有技术中,常采用在dc电源输入端串联二极管的方式以达到防反接的目的,此种方案虽然能实现防反接,但是存在压降影响整机效率的问题,并且在过流或过压的情况下,对设备输入端的保护能力有限,为此,提出一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,以解决或缓解现有技术中存在的技术问题,至少提供一种有益的选择。

2、本发明实施例的技术方案是这样实现的:一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,包括以下步骤:

3、步骤一:mos管防反接保护:利用mos管的开关特性设计电路,电源正常接入时mos管导通,电源反接时mos管截止;

4、步骤二:过流保护:在电路中串联保险丝,当电流过大时,保险丝熔断,切断电路;

5、步骤三:过压保护:接入线性稳压电路,当输入电压小于参考电压时,设备正常工作,当输入电压大于参考电压时,电压被嵌位到参考电压。

6、进一步优选的,在步骤一中,所述mos管防反接保护方法包括以下步骤:

7、s1:根据电路需求选择mos管,mos管的漏极接在电源的负极,栅极高电平导通;

8、s2:将mos管的s极和d极串联在电源的负极电路中,电源正常接入时,mos管导通,当电源反接时,mos管不导通;

9、s3:为mos管提供一个偏置电阻,在电源正常接入时提供栅源电压使mos管饱和导通;

10、s4:使用电路仿真软件对设计的防反接电路进行模拟测试,验证其在电源正接和反接时的行为是否符合预期。

11、进一步优选的,在s1中,根据电路需求确认mos管的导通电阻和mos管的耐压值,选择mω级别的mos管。

12、进一步优选的,在s3中,所述偏置电阻的阻值根据mos管的特性和电路需求来选择;

13、在mos管的栅源电压上跨接一个稳压管,稳压管的稳压值根据mos管的栅源电压最大耐压值来选择。

14、进一步优选的,在步骤二中,所述过流保护方法包括以下步骤:

15、a1:根据电路的工作电流范围选择保险丝额定电流,根据保险丝的额定电压、分断能力和外观形状参数选择保险丝;

16、a2:将保险丝安装在电路的输入端或关键分支路径上,将保险丝的引脚与电路板上的焊盘或接线端子相连接;

17、a3:在电路通电前,使用测试仪器对保险丝进行功能测试,验证其在正常电流下不会熔断,在过流时及时熔断。

18、进一步优选的,在a1中,保险丝的额定电流大于电路的最大正常工作电流。

19、进一步优选的,在a3中,模拟过流观察保险丝的熔断情况,保险丝在设定的过流阈值内能可靠熔断。

20、进一步优选的,在步骤三中,所述过压保护方法包括以下步骤:

21、d1:根据电路需求选择线性稳压器,需要考虑的因素包括输入电压范围、输出电压范围、输出电流能力、效率和封装形式;

22、d2:将线性稳压器接入电路中,输入端连接到需要保护的电源输入端,输出端连接到后续电路;

23、d3:根据电路需求,通过外部电阻分压或内部参考电压源设置参考电压,参考电压是线性稳压器输出电压的基准值,当输入电压超过参考电压时,输出电压将被嵌位到参考电压;

24、d4:在电路搭建完成后,使用测试仪器对电路进行测试,验证其在正常输入电压下的输出电压是否符合要求。

25、进一步优选的,在d2中,根据线性稳压器的数据手册,设计合适的输入、输出滤波电容和电阻元件。

26、进一步优选的,在d4中,在电路搭建完成后,模拟电路过压,逐渐增加输入电压,观察输出电压是否能够在达到参考电压时被嵌位并保持稳定。

27、本发明实施例由于采用以上技术方案,其具有以下优点:本发明通过在输入端串联使用mos管,利用mos管元件的单向导电性或开关特性,阻止反向电流的流动,从而起到防反接的保护作用,在输入端或电路中增加保险丝,当电流超过设定阈值时,这些元件会迅速切断电源或限制电流,从而起到防过流的保护作用,通过在输入端增加过压保护电路,如使用稳压二极管,当输入电压超过设定阈值时,这些元件会限制电压或切断电源,从而起到防过压的保护作用,通过防反接、防过流、防过压的保护措施,可以显著降低因电源输入异常而导致的电路和设备损坏风险,提高设备的可靠性和稳定性。

28、上述概述仅仅是为了说明书的目的,并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外,通过参考附图和以下的详细描述,本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。



技术特征:

1.一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在步骤一中,所述mos管防反接保护方法包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在s1中,根据电路需求确认mos管的导通电阻和mos管的耐压值,选择mω级别的mos管。

4.根据权利要求2所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在s3中,所述偏置电阻的阻值根据mos管的特性和电路需求来选择;

5.根据权利要求1所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在步骤二中,所述过流保护方法包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在a1中,保险丝的额定电流大于电路的最大正常工作电流。

7.根据权利要求5所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在a3中,模拟过流观察保险丝的熔断情况,保险丝在设定的过流阈值内能可靠熔断。

8.根据权利要求1所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在步骤三中,所述过压保护方法包括以下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在d2中,根据线性稳压器的数据手册,设计合适的输入、输出滤波电容和电阻元件。

10.根据权利要求8所述的一种dc电源输入防反接防过流过压的保护方法,其特征在于:在d4中,在电路搭建完成后,模拟电路过压,逐渐增加输入电压,观察输出电压是否能够在达到参考电压时被嵌位并保持稳定。


技术总结
本发明提供了一种DC电源输入防反接防过流过压的保护方法,包括以下步骤:步骤一:MOS管防反接保护:利用MOS管的开关特性设计电路,电源正常接入时MOS管导通,电源反接时MOS管截止。本发明通过在输入端串联使用MOS管,利用MOS管元件的单向导电性或开关特性,阻止反向电流的流动,从而起到防反接的保护作用,在输入端或电路中增加保险丝,从而起到防过流的保护作用,通过在输入端增加过压保护电路,如使用稳压二极管,当输入电压超过设定阈值时,这些元件会限制电压或切断电源,从而起到防过压的保护作用,通过防反接、防过流、防过压的保护措施,可以显著降低因电源输入异常而导致的电路和设备损坏风险,提高设备的可靠性和稳定性。

技术研发人员:俞海江
受保护的技术使用者:恒启电子(苏州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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