本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置，包括：初級(jí)差模保護(hù)單元、次級(jí)差模保護(hù)單元和觸發(fā)單元；其中：初級(jí)差模保護(hù)單元通過(guò)觸發(fā)單元與次級(jí)差模保護(hù)單元電連接，初級(jí)差模保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放、輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)和浪涌功率消耗；次級(jí)差模保護(hù)單元對(duì)殘余的浪涌電流進(jìn)行泄放并消耗殘余功率；觸發(fā)單元對(duì)初級(jí)差模保護(hù)單元和次級(jí)差模保護(hù)單元所需的觸發(fā)電壓進(jìn)行放大，加速并實(shí)現(xiàn)兩級(jí)保護(hù)單元的觸發(fā)啟動(dòng)。本發(fā)明專利技術(shù)可以直接與設(shè)備的交流或直流電源模塊、或電源接口、甚至是設(shè)備電源線等組合在一起，構(gòu)成具備防雷擊、防浪涌功能的電源輸入系統(tǒng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置
本專利技術(shù)涉電子及電器設(shè)備
，更具體地說(shuō)，涉及一種低殘壓電源防雷保護(hù)>J-U ρ α裝直。
技術(shù)介紹
防雷擊、防浪涌是目前電子電器設(shè)備安全應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)技術(shù)方向。特別是對(duì)于電子電器設(shè)備本身的電源系統(tǒng)的防雷擊和防浪涌要求，在相關(guān)設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)建立了相關(guān)的國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如何滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，成為了這些設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配、應(yīng)用的重要課題。雷擊和浪涌的主要表現(xiàn)就是在極短的時(shí)間內(nèi)，在傳輸導(dǎo)體上出現(xiàn)一個(gè)快速變化的高電壓、大電流能量沖擊，其瞬時(shí)功率可以達(dá)到數(shù)百到數(shù)千千瓦，甚至數(shù)十兆瓦的水平。當(dāng)這些能量沖擊直接作用于電子電器設(shè)備內(nèi)的元件上的時(shí)候，相關(guān)元件無(wú)法承受這樣大的能量沖擊而出項(xiàng)損毀，從而導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至出現(xiàn)連鎖事故，例如擊穿設(shè)備絕緣保護(hù)，出現(xiàn)漏電人身傷害事故等。雷擊和浪涌的表現(xiàn)方法又有共模沖擊和差模沖擊兩種模式。所謂差模沖擊，是指在傳輸導(dǎo)體回路上產(chǎn)生的沖擊，其典型表現(xiàn)就是在電力輸入和火線和零線之間產(chǎn)生的高電壓、大電流沖擊；而共模沖擊則是在傳輸導(dǎo)體回路和某個(gè)公共基準(zhǔn)參考點(diǎn)之間的沖擊，例如在火零線和公共保護(hù)地之間產(chǎn)生的高電壓、大電流沖擊。差模沖擊主要對(duì)設(shè)備輸入級(jí)產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，而共模沖擊則可能擊穿設(shè)備絕緣保護(hù)，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部漏電或外殼漏電。為此，人們研究了很多雷擊和浪涌防護(hù)方案來(lái)避免其危害，目前最為常見(jiàn)的電源輸入防雷單元是采用壓敏電阻和氣體放電管組成的防護(hù)單元，對(duì)共模雷擊和差模雷擊進(jìn)行防護(hù)。圖1所示即為最常見(jiàn)的電路方案。在圖1所示方案中，壓敏電阻M0V1、M0V2和氣體放電管GDT構(gòu)成共模防護(hù)單元，壓敏電阻M0V3則承擔(dān)差模防護(hù)功能。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。但該方案同時(shí)也存在相當(dāng)明顯的缺點(diǎn)M0V3直接并聯(lián)在火線和零線之間，在正常交流輸入下會(huì)產(chǎn)生漏電流，導(dǎo)致器件發(fā)熱，加速其老化失效，甚至引起短路事故；為了盡可能壓低其正常輸入下的漏電流，就不得不提高其耐壓參數(shù)，這樣一來(lái)，當(dāng)雷擊和浪涌沖擊來(lái)臨的時(shí)候，其兩端電壓就會(huì)被抬到比較高的程度，也就是說(shuō)會(huì)留下比較高的“殘壓”。一般來(lái)說(shuō)，目前最常見(jiàn)方案的這個(gè)殘壓在1000V以上，有些甚至可以達(dá)到1500V以上，對(duì)于后級(jí)設(shè)備的威脅依然很大。針對(duì)上述缺點(diǎn)，人們又提出了如圖2所示的改進(jìn)方案在圖2所示改進(jìn)方案中， M0V3支路串進(jìn)了一個(gè)氣體放電管GDT2，火線上串進(jìn)了一個(gè)電感LI，輸出端并聯(lián)了一個(gè)瞬態(tài)抑制二極管(TVS)、或半導(dǎo)體放電管(TSS)、或玻璃放電管。其改進(jìn)原理如下正常工作時(shí)，GDT2處于開(kāi)路狀態(tài)，使得M0V3與火/零線回路分?jǐn)啵@就解決了壓敏電阻的漏電和老化問(wèn)題；但由于⑶T2的串入，更加抬高了 M0V3 /⑶T2支路的保護(hù)啟動(dòng)電壓，因此，后級(jí)采用TVS等單元作為鉗位控制，進(jìn)一步泄放電流，避免后級(jí)設(shè)備面臨高殘壓危險(xiǎn)；電感LI則主要用來(lái)隔離沖擊期間M0V3支路和TVS支路的壓差，同時(shí) 限制其輸出電流增長(zhǎng)率。圖2所示方案原理上與圖1方案相比有明顯改善，但實(shí)際應(yīng)用卻比較少，主要是由 于以下原因其一，GDT2的串入，抬高了前級(jí)保護(hù)的啟動(dòng)電壓，延緩了沖擊時(shí)的啟動(dòng)時(shí)刻，導(dǎo)致 更多的能量沖入后級(jí)。這是由于為了保證⑶T在正常輸入電壓下不被擊穿，其擊穿電壓必 須選得比較高，而且氣體放電管的一個(gè)特性是電壓變化越快，所需要的擊穿電壓就越高，瞬 態(tài)沖擊擊穿電壓要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其直流擊穿電壓，針對(duì)雷擊浪涌沖擊保護(hù)功能所要求的擊穿電 壓，一般都會(huì)達(dá)到1000V以上，對(duì)于保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻的延遲比較嚴(yán)重；另外就是⑶T本身的動(dòng) 作時(shí)間也比較長(zhǎng)，二者的綜合作用使得保護(hù)效果受到很大影響；其二，TVS本身的電流容量比較小，功率容量也偏小，在鉗位電壓比較高的時(shí)候，能 量消耗能力不足是個(gè)很大的缺陷。如果采用TSS作為后級(jí)保護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)比較低的導(dǎo)通鉗 位電壓，能量消耗能力不足的缺陷得到緩解，但又存在沖擊過(guò)后的續(xù)流問(wèn)題，而且有可能導(dǎo) 致后級(jí)設(shè)備缺失半個(gè)交流周波，引發(fā)其它異常；其三，為了適應(yīng)后級(jí)保護(hù)單元的功率容量限制，不得不將絕大部分沖擊能量限制 在前級(jí)消耗或泄放，因此就不得不將LI的電感值做到比較大，工藝和成本上存在困難不 說(shuō)，還可能引發(fā)比較大的阻抗特性變化，對(duì)后級(jí)設(shè)備產(chǎn)生影響，引入其它方面的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置，以實(shí)現(xiàn)可以直接與設(shè)備的 交流或直流電源模塊、或電源接口、甚至是設(shè)備電源線等組合在一起，構(gòu)成具備防雷擊、防 浪涌功能的電源輸入系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置， 包括初級(jí)差模保護(hù)單元、次級(jí)差模保護(hù)單元和觸發(fā)單元；其中所述初級(jí)差模保護(hù)單元通過(guò)所述觸發(fā)單元與所述次級(jí)差模保護(hù)單元電連接，所述 初級(jí)差模保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放、輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)和浪涌功率消耗；所述次級(jí)差模保護(hù)單元對(duì)殘余的浪涌電流進(jìn)行泄放并消耗殘余功率；所述觸發(fā)單元對(duì)所述初級(jí)差模保護(hù)單元和所述次級(jí)差模保護(hù)單元啟動(dòng)所需的觸 發(fā)電壓進(jìn)行放大，加速并實(shí)現(xiàn)所述輸入觸發(fā)模塊和輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊的觸發(fā)啟動(dòng)。優(yōu)選地，所述裝置還包括共模沖擊保護(hù)單元，所述共模沖擊保護(hù)單元與所述初級(jí) 差模保護(hù)單元電連接，提供共模沖擊保護(hù)。優(yōu)選地，所述共模沖擊保護(hù)單元包括第一功率耗散模塊、第二功率耗散模塊和共 模觸發(fā)模塊；其中所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊串聯(lián)后連接在電源兩端；所述共模觸發(fā)模塊一端與所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊串聯(lián) 的中點(diǎn)連接，另一端與地連接。優(yōu)選地，所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊由壓敏電阻或瞬態(tài)抑制 二極管構(gòu)成。優(yōu)選地，所述共模觸發(fā)模塊由氣體放電管、固體放電管、玻璃放電管或空氣放電間隙構(gòu)成。優(yōu)選地，所述初級(jí)差模保護(hù)單元包括第三功率耗散模塊和輸入觸發(fā)模塊；其中所述第三功率耗散模塊和所述輸入觸發(fā)模塊串聯(lián)后連接在電源輸入兩端；所述輸入觸發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放和輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)；所述第三功率耗散模塊實(shí)現(xiàn)初級(jí)浪涌電壓鉗制和浪涌功率消耗。優(yōu)選地，所述第三功率耗散模塊由壓敏電阻或瞬態(tài)抑制二極管構(gòu)成。優(yōu)選地，所述輸入觸發(fā)模塊由氣體放電管、固體放電管、玻璃放電管或空氣放電間 隙構(gòu)成。優(yōu)選地，所述次級(jí)差模保護(hù)單元包括第四功率耗散模塊和輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊； 其中所述第四功率耗散模塊和所述輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊串聯(lián)后連接在電源輸出兩端；所述輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊還與所述輸入觸發(fā)模塊電連接；所述輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)當(dāng)輸出電壓超過(guò)觸發(fā)門限時(shí)觸發(fā)次級(jí)保護(hù)、或者根據(jù) 所述觸發(fā)單元輸出信號(hào)以及輸入觸發(fā)模塊的狀態(tài)觸發(fā)啟動(dòng)次級(jí)保護(hù)。優(yōu)選地，所述第四功率耗散模塊由電阻、壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管或穩(wěn)壓二極管 構(gòu)成。優(yōu)選地,所述輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊由固體放電管、氣體放電管或雙向可控娃放電兀 件構(gòu)成。優(yōu)選地，所述觸發(fā)單元包括隔離觸發(fā)變壓器和限流模塊；其中所述隔離觸發(fā)變壓器的原邊分別與所述第三功率耗散模塊的輸入端和第四功率 耗散模塊的輸入端連接，次邊分別與所述第三功率耗散模塊的輸入端和限流模塊連接；所述限流模塊分別與所述輸入觸發(fā)模塊和所述輸出過(guò)壓觸發(fā)模塊連接；所述隔離觸發(fā)變壓器對(duì)所述初級(jí)差模保護(hù)單元和次級(jí)差模保護(hù)單元啟動(dòng)所需的 觸發(fā)電壓進(jìn)行放大，加速并實(shí)現(xiàn)所述初級(jí)差模保護(hù)單元和次級(jí)差模保護(hù)單元的觸發(fā)啟動(dòng)過(guò) 程，且根據(jù)所述隔離觸發(fā)變壓器原邊線圈的電感效應(yīng)對(duì)輸出電本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置，其特征在于，包括：初級(jí)差模保護(hù)單元、次級(jí)差模保護(hù)單元和觸發(fā)單元；其中：所述初級(jí)差模保護(hù)單元通過(guò)所述觸發(fā)單元與所述次級(jí)差模保護(hù)單元電連接，所述初級(jí)差模保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放、輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)和浪涌功率消耗；所述次級(jí)差模保護(hù)單元對(duì)殘余的浪涌電流進(jìn)行泄放并消耗殘余功率；所述觸發(fā)單元對(duì)所述初級(jí)差模保護(hù)單元和所述次級(jí)差模保護(hù)單元啟動(dòng)所需的觸發(fā)電壓進(jìn)行放大，加速并實(shí)現(xiàn)兩級(jí)保護(hù)單元的觸發(fā)啟動(dòng)。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種低殘壓電源防雷保護(hù)裝置，其特征在于，包括初級(jí)差模保護(hù)單元、次級(jí)差模保護(hù)單元和觸發(fā)單元；其中所述初級(jí)差模保護(hù)單元通過(guò)所述觸發(fā)單元與所述次級(jí)差模保護(hù)單元電連接，所述初級(jí)差模保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放、輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)和浪涌功率消耗；所述次級(jí)差模保護(hù)單元對(duì)殘余的浪涌電流進(jìn)行泄放并消耗殘余功率；所述觸發(fā)單元對(duì)所述初級(jí)差模保護(hù)單元和所述次級(jí)差模保護(hù)單元啟動(dòng)所需的觸發(fā)電壓進(jìn)行放大，加速并實(shí)現(xiàn)兩級(jí)保護(hù)單元的觸發(fā)啟動(dòng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括共模沖擊保護(hù)單元，所述共模沖擊保護(hù)單元與所述初級(jí)差模保護(hù)單元電連接，提供共模沖擊保護(hù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述共模沖擊保護(hù)單元包括第一功率耗散模塊、第二功率耗散模塊和共模觸發(fā)模塊；其中所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊串聯(lián)后連接在電源兩端；所述共模觸發(fā)模塊一端與所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊串聯(lián)的中點(diǎn)連接，另一端與負(fù)載設(shè)備或系統(tǒng)的保護(hù)地連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一功率耗散模塊和所述第二功率耗散模塊由壓敏電阻或瞬態(tài)抑制二極管構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述共模觸發(fā)模塊由氣體放電管、固體放電管、玻璃放電管或空氣放電間隙構(gòu)成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述初級(jí)差模保護(hù)單元包括第三功率耗散模塊和輸入觸發(fā)模塊；其中所述第三功率耗散模塊和所述輸入觸發(fā)模塊串聯(lián)后連接在電源輸入兩端；所述輸入觸發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)浪涌電流泄放和輸入過(guò)電壓觸發(fā)保護(hù)；所述輸入觸發(fā)模塊與觸發(fā)單元連接，由觸發(fā)單元輸出信號(hào)觸發(fā)啟動(dòng)；所述第三功率耗散模塊實(shí)現(xiàn)初級(jí)浪涌電壓鉗制和功率消耗。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第三功率耗散模塊由壓敏電阻或瞬態(tài)抑制二極管...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐大鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：徐大鵬，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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