一種加電控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種加電控制裝置，包括：分別串聯(lián)后并聯(lián)接在正電壓輸入端以及接地輸入端之間的第一電阻以及第二電阻、第三電阻以及第四電阻，第一電阻以及第三電阻與正電壓輸入端相連，第二電阻以及第四電阻與接地輸入端相連；柵極與控制輸入端共同連接到第一電阻與第二電阻之間的連接點(diǎn)上的第一場效應(yīng)管；柵極與第一場效應(yīng)管的源極共同連接到第三電阻與第四電阻之間的連接點(diǎn)上的第二場效應(yīng)管；其中，第一場效應(yīng)管與第二場效應(yīng)管的漏極共同連接到接地輸入端，第二場效應(yīng)管的源極連接到控制輸出端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本實用新型可以在控制輸入信號出現(xiàn)意外情況時有效的消除負(fù)壓脈沖影響，從而保護(hù)控制模塊。
【專利說明】
-種加電控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及電子技術(shù)領(lǐng)域，具體說設(shè)及一種加電控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，愈來愈多的控制電路采用電子開關(guān)控制方式而不是機(jī)械開 關(guān)控制方式。控制模塊外接到一個控制輸入端，基于控制輸入端輸入的電子信號的變化來 改變控制模塊自身的狀態(tài)從而實現(xiàn)電子控制。但是在實際應(yīng)用中，在某些意外情況下，控制 輸入端輸入的控制信號可能會超出控制模塊的接受范圍從而導(dǎo)致控制模塊的故障。
[0003] 如圖1所示，W電源轉(zhuǎn)換器100為例。電源轉(zhuǎn)換器100為直流轉(zhuǎn)換器，其輸入直流+ 28V，輸出直流巧V。電源轉(zhuǎn)換器100包含一個控制引腳，電源轉(zhuǎn)換器100被設(shè)計成當(dāng)控制引腳 懸空時有輸出，當(dāng)控制引腳接地時無輸出。
[0004] 電源轉(zhuǎn)換器100的控制引腳通過隔離二極管DO連接到控制輸入端101，接地輸入端 102接地。即電源轉(zhuǎn)換器僅采用一只隔離二極管與控制輸入信號（系統(tǒng)加電信號APP+)進(jìn)行 隔離。該方案可W滿足APP+懸空時有輸出，接地(101與102相連)時無輸出。
[0005] 但是在電源轉(zhuǎn)換器的整機(jī)調(diào)試過程中，系統(tǒng)上電時系統(tǒng)加電信號APP+會出現(xiàn)負(fù)壓 信號（相較于接地輸入端102)的意外情況，該負(fù)壓信號會導(dǎo)致電源變換器輸入端出現(xiàn)短路 現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電源板被燒毀等關(guān)聯(lián)問題。
[0006] 因此，為了在控制輸入信號出現(xiàn)意外情況時保護(hù)控制模塊，需要一種新加電控制 裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0007] 為了在控制輸入信號出現(xiàn)意外情況時保護(hù)控制模塊，本實用新型提供了一種加電 控制裝置，包括控制輸入端、控制輸出端、正電壓輸入端、接地輸入端、第一場效應(yīng)管、第二 場效應(yīng)管、第一電阻、第二電阻、第Ξ電阻W及第四電阻，其中：
[000引所述第一電阻W及所述第二電阻、所述第Ξ電阻W及所述第四電阻分別串聯(lián)后并 聯(lián)連接在所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間，所述第一電阻W及所述第Ξ電阻與所 述正電壓輸入端相連，所述第二電阻W及所述第四電阻與所述接地輸入端相連；
[0009] 所述控制輸入端與所述第一場效應(yīng)管的柵極共同連接到所述第一電阻與所述第 二電阻之間的連接點(diǎn)上；
[0010] 所述第一場效應(yīng)管的源極與所述第二場效應(yīng)管的柵極共同連接到所述第Ξ電阻 與所述第四電阻之間的連接點(diǎn)上；
[0011] 所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的漏極共同連接到所述接地輸入 端；
[0012] 所述第二場效應(yīng)管的源極連接到所述控制輸出端。
[0013] 在一實施例中，所述裝置還包含第一穩(wěn)壓管和/或第二穩(wěn)壓管，其中：
[0014] 所述第一穩(wěn)壓管與所述第二電阻并聯(lián)連接在所述第一電阻與所述接地輸入端之 間；
[0015] 所述第二穩(wěn)壓管與所述第四電阻并聯(lián)連接在所述第Ξ電阻與所述接地輸入端之 間。
[0016] 在一實施例中，所述裝置還包含第五電阻W及第一二極管，所述第五電阻與所述 第一二極管串聯(lián)連接在所述控制輸入端與所述第一電阻與所述第二電阻之間的連接點(diǎn)之 間。
[0017] 在一實施例中，所述第一場效應(yīng)管W及所述第二場效應(yīng)管為金屬-氧化物-半導(dǎo)體 型場效應(yīng)管。
[0018] 在一實施例中，所述第一場效應(yīng)管W及所述第二場效應(yīng)管的柵極和源極間導(dǎo)通電 壓為2V~4V，最大電壓為正/負(fù)20V。
[0019] 在一實施例中，所述第一穩(wěn)壓管和/或所述第二穩(wěn)壓管的反向壓降為5. IV。
[0020] 在一實施例中，所述第一電阻、所述第二電阻、所述第Ξ電阻W及所述第四電阻滿 足：
[0021]
[0022] 其中，Ui為所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間的輸入壓差，扣、1?2、1?3^及尺4 分別為所述第一電阻、所述第二電阻、所述第Ξ電阻W及所述第四電阻的阻值。
[0023] 在一實施例中，所述第五電阻W及所述第一二極管滿足：
[0024]
[0025] 其中，Ui為所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間的輸入壓差，RiW及Rs分別為 所述第一電阻W及所述第五電阻的阻值，化為所述第一二極管的正向壓降。
[0026] 在一實施例中，所述第二電阻與所述第四電阻的阻值為10千歐。
[0027] 在一實施例中，所述第一電阻與所述第Ξ電阻的阻值為15千歐。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過本實用新型可W在控制輸入信號出現(xiàn)意外情況時有效的消 除負(fù)壓脈沖影響，從而保護(hù)控制模塊。
[0029] 本實用新型的其它特征或優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述。并且，本實用新型的部 分特征或優(yōu)點(diǎn)將通過說明書而變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而被了解。本實用 新型的目的和部分優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書W及附圖中所特別指出的步驟來實現(xiàn) 或獲得。
【附圖說明】
[0030] 為了更清楚地說明本實用新型的實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施 例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單的介紹。附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理 解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例共同用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成 對本實用新型的限制。在附圖中：
[0031] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中加電控制裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0032] 圖2是根據(jù)本實用新型一實施例的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0033] 圖3、圖4、圖5是根據(jù)本實用新型一實施例的裝置不同電路節(jié)點(diǎn)的測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0034] W下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本實用新型的實施方式。借此本實用新型的 實施人員可W充分理解本實用新型如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)效果的 實現(xiàn)過程。從而本實用新型的實施人員可W依據(jù)上述實現(xiàn)過程具體實施本實用新型。需要 說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本實用新型中的各個實施例W及各實施例中的各個特征可W 相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0035] 在實際應(yīng)用中，在某些意外情況下，控制輸入端輸入的控制信號可能會超出控制 模塊的接受范圍從而導(dǎo)致控制模塊的故障。W電源轉(zhuǎn)換器為例，在電源轉(zhuǎn)換器的整機(jī)調(diào)試 過程中，系統(tǒng)上電時系統(tǒng)加電信號APP+會出現(xiàn)負(fù)壓信號的意外情況，該負(fù)壓信號會導(dǎo)致電 源變換器輸入端出現(xiàn)短路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電源板被燒毀等關(guān)聯(lián)問題。
[0036] 針對上述問題，本實用新型提出了一種加電控制裝置。在本實用新型的一是實例 中，如圖2所示，裝置包括控制輸入端201、控制輸出端204、正電壓輸入端202、接地輸入端 203、場效應(yīng)管T1W及T2、電阻31、1?2、1?3^及尺4。
[0037] 其具體連接方式為：電阻R1W及電阻R2、電阻R3W及電阻R4分別串聯(lián)后并聯(lián)接在 正電壓輸入端202W及接地輸入端203之間，R1W及R3與正電壓輸入端202相連，R2W及R4與 接地輸入端203相連;控制輸入端201與場效應(yīng)管T1的柵極(G)共同連接到R1W及R2之間的 連接點(diǎn)上;T1的源極(S)與T2的柵極(G)共同連接到R3與R4的連接點(diǎn)上;T1的漏極(D)與T2的 漏極(D)共同連接到接地輸入端203;Τ2的源極連接到控制輸出端204;最后控制輸出端204 連接到電源轉(zhuǎn)換器200。
[0038] 運(yùn)里需要說明的是，圖2中的本實用新型的裝置是W電源轉(zhuǎn)換器為控制對象的，但 是本實用新型的裝置的應(yīng)用范圍并不限于電源轉(zhuǎn)換器。任何與電源變換器輸入結(jié)構(gòu)相同或 相近的控制模塊都可W采用本實用新型的加電控制裝置。
[0039] 在本實施例中，控制輸入端201接的系統(tǒng)的控制信號（系統(tǒng)加電信號ΑΡΡ+)，正電壓 輸入端202接入正壓，接地輸入端203接地。
[0040] 基于上述連接方式，當(dāng)系統(tǒng)加電信號ΑΡΡ+懸空時，Τ1的柵極加電，Τ1的源極和漏極 之間短路導(dǎo)通;R4被短路，Τ2的柵極上不加電，因此Τ2的源極和漏極之間開路，就相當(dāng)于控 制輸出端204懸空。此時電源轉(zhuǎn)換器200接收的信號狀態(tài)為懸空，電源轉(zhuǎn)換器200有輸出。
[0041] 當(dāng)系統(tǒng)加電信號ΑΡΡ+接地時，R2被短路，Τ1的柵極上不加電，因此Τ1的源極和漏極 之間開路;此時Τ2的柵極加電，Τ2的源極和漏極之間短路導(dǎo)通，控制輸出端204與接地輸入 端203之間短路連接，相當(dāng)于控制輸出端204接地。此時電源轉(zhuǎn)換器200接收的信號狀態(tài)為接 地，電源轉(zhuǎn)換器200無輸出。
[0042] 當(dāng)意外情況發(fā)生，系統(tǒng)加電信號ΑΡΡ+出現(xiàn)負(fù)壓(相較于接地輸入端203)時，Τ1的源 極和漏極之間開路，負(fù)壓脈沖干擾只影響Τ1，對Τ2無影響，不會在控制輸出端204出現(xiàn)負(fù)脈 沖信號，對電源變換器200不會造成損壞。由此，上述的裝置不僅可W實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換器的正 ?？刂?懸空有輸出，接地?zé)o輸出），而且可W有效隔離負(fù)壓脈沖對電源變換器200的影響。
[0043] 進(jìn)一步的，為了提高裝置的穩(wěn)定性，保護(hù)裝置中的場效應(yīng)管，在本實施例的裝置中 還構(gòu)造有穩(wěn)壓管D2W及D3。如圖2所示，D2與R2并聯(lián)連接在R1與接地輸入端203之間，D2的正 極與電壓輸入端203相連，D2的負(fù)極與R1相連;D3與R4并聯(lián)連接在R3與接地輸入端203之間， D3的正極與電壓輸入端203相連，D3的負(fù)極與R3相連。當(dāng)然在實際構(gòu)造中，也可W根據(jù)具體 情況只構(gòu)造 D2或者D3。
[0044] 進(jìn)一步的，為了提高裝置的穩(wěn)定性，保護(hù)裝置中的場效應(yīng)管，在本實施例的裝置中 還構(gòu)造有電阻R5W及二極管DUR5與D1串聯(lián)連接在控制輸入端201(系統(tǒng)加電信號APP+)與 R1與R2之間的連接點(diǎn)之間。D1的正極與R5相連，D1的負(fù)極與控制輸入端201相連(在另一實 施例中，在保持正負(fù)極方向不變的前提下，D1與R5的位置可W互換）。
[0045] 在本實施例中，裝置各個組件的具體參數(shù)是由外部數(shù)據(jù)的具體參數(shù)W及實際應(yīng)用 需求決定的。在一具體的應(yīng)用中，電源變換器200為5V的電源變換器。場效應(yīng)管Τ1、Τ2選擇N 溝道金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場效應(yīng)管（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect- Transistor，M0S陽Τ)管。Τ1、Τ2的柵極和源極間導(dǎo)通電壓(VGS)為2V~4V，最大電壓為正/負(fù) 20￥。相應(yīng)的，02、03的反向壓降為5.1￥。
[0046] ΑΡΡ+懸空時，Τ1場效應(yīng)管G極電壓為5.1V，D、S短路(場效應(yīng)管VGS為2V~4V)dBT2場 效應(yīng)管G極電壓為0V，D、S開路，5V電源變換器有輸出。
[0047] 基于上述元件參數(shù)，R1、R2、R3W及R4的阻值需要滿足：
[004引
[0049] 其中，Ui為正電壓輸入端20 2與接地輸入端20 3之間的輸入壓差，Ri、R2、R3 W及R4分 別為31、1?2、1?^及1?4的阻值。
[0050] 當(dāng)APP+接地時，為了滿足T1開斷，電阻R1W及D1需要滿足：
[0化1 ]
[0化2] 其中，RiW及化分別為R1W及R5的阻值，化為D1的正向壓降。
[0化3] 采用正向壓降為0.7V的二極管作為D1，APP+接地時，T1的G極電壓為0.7V，D、S開 路。T2場效應(yīng)管G極電壓為5.1V，D、S短路，5V電源變換器無輸出。
[0054] APP+出現(xiàn)負(fù)壓時，電流沿D1、R5、D2形成回路，負(fù)電壓會在T1場效應(yīng)管G極形成一 0.7V電壓(D2正向壓降），G極電壓最大為+ 20V，一0.7V電壓不會對T1造成損壞，同時T1場效 應(yīng)管D、S開路。同理T2場效應(yīng)管D、S短路，+5V電源模塊無輸出。因此當(dāng)APP+信號出現(xiàn)負(fù)脈沖 后，負(fù)脈沖干擾只影響T1，對T2無影響，不會在控制輸出端204(巧V電源變換器控制端）出現(xiàn) 負(fù)脈沖信號，對巧V電源變換器不會造成損壞。
[0055] 在本實施中，正電壓輸入端202與接地輸入端203之間的輸入壓差化為28V，為了減 少裝置成本W(wǎng)及裝置的構(gòu)造難度，根據(jù)功率降額要求W及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的要求，R2W及R4的 電阻他從及R4)采用10K歐，相應(yīng)的，R1W及R3的電阻(R擬及R3)采用15K歐，R5的電阻(Rs)采 用30歐。
[0056] 進(jìn)一步的，為了穩(wěn)定APP+信號，裝置還構(gòu)造有電容C1，電容C1連接在控制輸入端 201與接地輸入端203之間。在本實施例中，C1的電容為30微法。
[0057] 接下來通過實驗具體檢測負(fù)電壓脈沖信號對控制模塊（電源轉(zhuǎn)換器）的影響有無 消除，從而驗證本實用新型的裝置的效果。首先基于圖2的電路圖安裝電源轉(zhuǎn)換器W及加電 控制裝置。安裝調(diào)制合適后，W圖2所示的電路圖中的A、BW及個點(diǎn)作為測試點(diǎn)進(jìn)行測 試。
[0化引通過在APP+為8V負(fù)電壓，測試A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)波形。A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)在示波器的波形圖 分別如圖3、圖4和圖5所示。通過對圖形分析，控制電路改進(jìn)后，圖4中B點(diǎn)負(fù)電壓幅度不足- IV，圖5中C點(diǎn)波形正常，5V輸出電源變換器無輸入過流現(xiàn)象，工作正常，試驗測試數(shù)據(jù)滿足 理論要求。由此可W證明本實用新型的裝置消除了負(fù)壓脈沖對控制模塊(電源轉(zhuǎn)換器)的影 響。
[0059]雖然本實用新型所公開的實施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本實用 新型而采用的實施方式，并非用W限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技 術(shù)人員，在不脫離本實用新型所公開的精神和范圍的前提下，可W在實施的形式上及細(xì)節(jié) 上作任何的修改與變化。但本實用新型的專利保護(hù)范圍，仍須W所附的權(quán)利要求書所界定 的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種加電控制裝置，包括控制輸入端、控制輸出端、正電壓輸入端、接地輸入端、第一 場效應(yīng)管、第二場效應(yīng)管、第一電阻、第二電阻、第三電阻以及第四電阻，其中： 所述第一電阻以及所述第二電阻、所述第三電阻以及所述第四電阻分別串聯(lián)后并聯(lián)連 接在所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間，所述第一電阻以及所述第三電阻與所述正 電壓輸入端相連，所述第二電阻以及所述第四電阻與所述接地輸入端相連； 所述控制輸入端與所述第一場效應(yīng)管的柵極共同連接到所述第一電阻與所述第二電 阻之間的連接點(diǎn)上； 所述第一場效應(yīng)管的源極與所述第二場效應(yīng)管的柵極共同連接到所述第三電阻與所 述第四電阻之間的連接點(diǎn)上； 所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的漏極共同連接到所述接地輸入端； 所述第二場效應(yīng)管的源極連接到所述控制輸出端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含第一穩(wěn)壓管和/或第二穩(wěn) 壓管，其中： 所述第一穩(wěn)壓管與所述第二電阻并聯(lián)連接在所述第一電阻與所述接地輸入端之間； 所述第二穩(wěn)壓管與所述第四電阻并聯(lián)連接在所述第三電阻與所述接地輸入端之間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包含第五電阻以及第一二極 管，所述第五電阻與所述第一二極管串聯(lián)連接在所述控制輸入端與所述第一電阻與所述第 二電阻之間的連接點(diǎn)之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一場效應(yīng)管以及所述第二場效應(yīng)管 為金屬_氧化物_半導(dǎo)體型場效應(yīng)管。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一場效應(yīng)管以及所述第二場效應(yīng)管 的柵極和源極間導(dǎo)通電壓為2V~4V，最大電壓為正/負(fù)20V。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一穩(wěn)壓管和/或所述第二穩(wěn)壓管的 反向壓降為5.IV。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一電阻、所述第二電阻、所述第三電 阻以及所述第四電阻滿足：其中，仏為所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間的輸入壓差，心、1?2、1?3以及R 4分別 為所述第一電阻、所述第二電阻、所述第三電阻以及所述第四電阻的阻值。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第五電阻以及所述第一二極管滿足：其中，仏為所述正電壓輸入端與所述接地輸入端之間的輸入壓差，心以及R5分別為所述 第一電阻以及所述第五電阻的阻值，山為所述第一二極管的正向壓降。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二電阻與所述第四電阻的阻值為10 千歐。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一電阻與所述第三電阻的阻值為
【文檔編號】H02M1/32GK205430045SQ201520756955
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年9月28日
【發(fā)明人】竇婷, 劉高, 龔雪東
【申請人】四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司