CN101102042B - 一种雷击浪涌防护电路保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雷击浪涌防护电路保护装置，其特点在于包括漏电流过大检测电路200、软件控制单元300和漏电流过大切断电路400；漏电流过大检测电路200通过软件控制单元300与漏电流过大切断电路400连接；漏电流过大检测电路200对雷击浪涌电路的漏电流进行检测，并将检测结果发送给软件控制单元300；软件控制单元300根据漏电流过大检测电路200发出的检测结果，发送切断控制信号给漏电流过大切断电路400。本发明相对于现有技术而言可以及时发现雷击浪涌电路漏电流过大的情形，准确区分压敏电阻性能变差造成的漏电流与雷击造成的电流冲击，及时切断雷击浪涌防护电路以达到对所连接设备的保护。
Description
技术领域
本专利涉及雷击浪涌防护电路，特别涉及一种雷击浪涌防护电路保护装置
背景技术
为了防止雷击，电力系统的过电压等原因可能对电子设备如通讯设备等带来的损害，电子设备一般都会配备雷击浪涌保护电路。
目前常用的雷击浪涌保护器(SPD surge protection device)如图1，包括电源输入与开关熔丝电路110和浪涌防雷电路120，浪涌防雷电路120包括压敏电阻121、122、123气体放电管124。雷击浪涌保护电路利用压敏电阻在高电压下电阻迅速变小的特点，可以有效的保护通讯设备免受高压的冲击。但这种电路存在的问题是，在电力系统电能质量不能可靠保证的情况下，电子设备承受的过电压次数可能远远高于雷击造成的高电压冲击次数，压敏电阻在多次高电压冲击下可能发生失效。压敏电阻失效后可能产生两种后果，一是，浪涌能量过大，压敏电阻直接爆裂造成电路断路，SPD电路失去雷击浪涌保护功能，需要更换；二是若干次能量较小的浪涌冲击后，压敏电阻虽未爆裂，但其性能变差，漏电流增大，进而引起线路阻抗进一步减小，压敏电阻可能会发热严重，甚至自燃，如果大量的热来不及扩散，电源板乃至整个设备都可能被引燃。
US20020149899用热熔弹簧(thermal fuse spring)实现雷击浪涌保护。专利CN 200420086526.8和CN 200520035394.0用防阻燃型的压敏电阻，实现保护。实际上，这些专利使用的都是热感应的方法，即当压敏电阻发热时将其从电路中断开。但这种技术方案仍存在一个问题，当雷击能量涌来，压敏电阻应当正确动作时，其泄放电流远大于上文所说的压敏电阻性能变差时的漏电流，同时压敏电阻会伴有强烈的发热过程。但是采用热感应的方法很难区分以上两种发热，雷击浪涌防护电路在正常状态时不应当将压敏电阻断开，因为在断开后，电路将失去防护作用，随后的时间一旦有雷击浪涌冲击，设备可能遭受损伤。
发明内容
本发明提供一种雷击浪涌防护电路保护方法，以解决现有雷击浪涌防护电路不能区别雷击漏电流与压敏电阻性能变差的漏电流产生的发热，以致错误断开压敏电阻，导致所连接电子设备遭受损伤的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于，包括漏电流过大检测电路200、软件控制单元300和漏电流过大切断电路400；漏电流过大检测电路200通过软件控制单元300与漏电流过大切断电路400连接；漏电流过大检测电路200对雷击浪涌防护电路的漏电流进行检测，并将检测结果发送给软件控制单元300；软件控制单元300根据漏电流过大检测电路200发出的检测结果，发送切断控制信号给漏电流过大切断电路400；其中，对于所述漏电流过大检测电路200发送的检测结果信号，软件控制单元300进行多次延时，并且每延时一次就取样一次，如检测结果中超出最大门限值的检测结果的取样次数符合用户自定义的取样次数，则软件控制单元300发送切断控制信号至所述漏电流过大切断电路400。
漏电流过大检测电路200包括漏电流传感电路201、隔离电路202、放大电路203和比较判决电路204；漏电流传感电路201检测雷击浪涌防护电路的漏电流变化状态；隔离电路202，连接至漏电流传感电路201，将雷击浪涌防护电路的高电压隔离，防止交流高压对放大电路203及比较判决电路204及被保护电子设备的电路造成损害；放大电路203，连接至隔离电路202，将漏电流传感电路201检测到的漏电流进行放大；比较判决电路204，连接至放大电路203，判断漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值。
所述检测结果为所述比较判决电路204输出的漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值的结果。
取样次数和延时长度由用户自定义。
漏电流过大切断电路400包括光电隔离电路401、驱动电路402、和常闭开关电路403；
光电隔离电路401防止交流电源的高电压对软件控制单元及被保护的电子设备的其他电路造成损坏；
驱动电路402，连接至光电隔离电路401，用于驱动常闭开关电路403；
常闭开关电路403，连接至驱动电路402，在接收到所述软件控制单元300的所述切断控制信号后，切断雷击浪涌防护电路与电源的连接。
本发明相对于现有技术而言，引入了漏电流判断检测电路和在漏电流控制切断电路，可以及时有效的发现漏电流过大的情形，能够准确区分压敏电阻性能变差造成的漏电流与雷击造成的电流冲击，以便及时准确的切断雷击浪涌防护电路以达到对所连接设备的保护。
附图说明
图1是目前常用的雷击浪涌防护电路；
图2是雷击浪涌防护电路保护装置模块图；
图3是雷击浪涌防护电路保护装置与雷击浪涌防护电路结合的电路图；
图4是雷击浪涌防护电路保护装置漏电流过大检测电路图例；
图5是雷击浪涌防护电路保护装置漏电流过大切断控制电路图例。
具体实施方式
下面将结合说明书附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图2是雷击浪涌防护电路保护装置模块图，其特征在于包括漏电流过大检测电路200、软件控制单元300和漏电流过大切断电路400；
漏电流过大检测电路200通过软件控制单元300与漏电流过大切断电路400连接；漏电流过大检测电路200对雷击浪涌电路的漏电流进行检测，并将检测结果发送给软件控制单元300；
软件控制单元300根据漏电流过大检测电路200发出的检测结果，发送切断控制信号给漏电流过大切断电路400。
图3是雷击浪涌防护电路保护装置与雷击浪涌防护电路结合的电路图，漏电流过大检测电路200包括漏电流传感电路201、隔离电路202、放大电路203和比较判决电路204；
漏电流传感电路201检测雷击浪涌防护电路的漏电流变化状态；
隔离电路202将雷击浪涌防护电路的高电压隔离，防止交流高压对放大电路203及比较判决电路204及被保护电子设备的电路造成损害；
放大电路203将漏电流传感电路201检测到的漏电流进行放大；
比较判决电路204判断漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值。
所述检测结果为所述比较判决电路204输出的漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值的结果。
软件控制单元300多次延时并取样漏电流过大检测电路200发送的检测结果信号，如取样结果有效，软件控制单元300发送切断控制信号至所述漏电流过大切断电路400。
取样次数和延时长度由用户自定义。
如软件控制单元300获得的取样信号次数符合用户自定义的取样次数，则取样结果即为有效。
漏电流过大切断电路400包括光电隔离电路401、驱动电路402、常闭开关电路403；
光电隔离电路401防止交流电源的高电压对软件控制单元及被保护的电子设备的其他电路造成损坏；
驱动电路402用于驱动常闭开关电路403；
常闭开关电路403在接收到所述软件控制单元300的所述切断控制信号后，切断雷击浪涌防护电路与电源的连接。
图4是本发明雷击浪涌防护电路漏电流过大检测电路的一种较佳实施例的电路原理图，所述漏电流传感电路201由电阻分流器R组成；光电隔离电路202由光耦D组成；放大电路和比较放大电路203和204由运算放大器A及R1、R2等组成的外围电路组成。当雷击浪涌防护电路正常工作时，压敏电阻122、123，气体放电管124上流过的漏电流非常小，流过电阻R和隔离电路光电耦合器件D上的电流几乎为0，光耦的输出侧断开，输出端O为低电平，判断比较器A的输入为低，输出为低电平；当压敏电阻122、123两者之一或均漏电流增大，气体放电管124的漏电流增大、电压提高，R上流过的电流增大，光耦的输出侧导通，输出端O输出高电平(5V)，判断器的输入为高电平，输出对应为高电平。比较器输出一个检测判断结果信号给软件控制单元。
软件控制单元300在接收到漏电流检测判断结果信号之后延时10s～50s，再次接收漏电流检测判断结果信号，如3～5次可以接收到漏电流检测判断结果信号，则说明雷击浪涌防护电流存在漏电流，并向漏电流过大切断电路400发送切断控制信号。
图5是雷击浪涌防护电路漏电流过大切断电路400的一种较佳实施例的电路原理图。所述光电隔离电路401由光耦D1组成；驱动电路402由可控开关的控制线圈部分J组成；常闭开关电路403由可控开关的主触点部分K组成。正常情况下，软件控制单元300的输出端处于低电平的状态，三极管S不能导通，可控开关的控制线圈J无电流通过，主触点K闭合，雷击浪涌防护电路处于接入正常的工作状态。当软件控制单元300发出高电平信号时，三极管S导通，可控开关的控制线圈J有电流通过，对应的主触点常闭触点K断开，雷击浪涌防护电路被切断。
以上仅为本发明的较佳实施例。在实际使用时，其具体的电路可以作出相应的等效替换。因此凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于：包括漏电流过大检测电路(200)、软件控制单元(300)和漏电流过大切断电路(400)；
漏电流过大检测电路(200)通过软件控制单元(300)与漏电流过大切断电路(400)连接；漏电流过大检测电路(200)对雷击浪涌防护电路的漏电流进行检测，并将检测结果发送给软件控制单元(300)；软件控制单元(300)根据漏电流过大检测电路(200)发出的检测结果，发送切断控制信号给漏电流过大切断电路(400)；其中，对于漏电流过大检测电路(200)发送的检测结果信号，软件控制单元(300)进行多次延时，并且每延时一次就取样一次，如取样结果有效，软件控制单元(300)发送所述切断控制信号至所述漏电流过大切断电路(400)，其中，如软件控制单元(300)对于漏电流过大检测电路(200)检测出的漏电流超出雷击浪涌防护电路的最大门限值的检测结果进行取样，取样信号次数符合用户自定义的取样次数，则取样结果即为有效。
2.如权利要求1所述的雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于：漏电流过大检测电路(200)包括漏电流传感电路(201)、隔离电路(202)、放大电路(203)和比较判决电路(204)；
漏电流传感电路(201)检测雷击浪涌防护电路的漏电流变化状态；
隔离电路(202)，连接至漏电流传感电路(201)，将雷击浪涌防护电路的高电压隔离，防止交流高压对放大电路(203)及比较判决电路(204)及被保护电子设备的电路造成损害；
放大电路(203)，连接至隔离电路(202)，将漏电流传感电路(201)检测到的漏电流进行放大；
比较判决电路(204)，连接至放大电路(203)，判断漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值。
3.如权利要求2所述的雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于：所述检测结果为所述比较判决电路(204)输出的漏电流是否超出雷击浪涌防护电路的最大门限值的结果。
4.如权利要求1所述的雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于：取样次数和延时长度由用户自定义。
5.如权利要求1所述的雷击浪涌防护电路保护装置，其特征在于：漏电流过大切断电路(400)包括光电隔离电路(401)、驱动电路(402)、和常闭开关电路(403)；
光电隔离电路(401)防止交流电源的高电压对被保护电子设备的电路造成损坏；
驱动电路(402)，连接至光电隔离电路(401)，用于驱动常闭开关电路(403)；
常闭开关电路(403)，连接至驱动电路(402)，在接收到所述软件控制单元(300)的所述切断控制信号后，切断雷击浪涌防护电路与电源的连接。
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