CN102005752A - 一种突波吸收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种突波吸收装置，包括多个退耦单元，所述多个退耦单元的一端连接在一起，另一端分别与待保护设备的输入端连接；所述退耦单元可以为压敏电阻、安规电容或压敏电阻和安规电容的串/并联；当所述待保护设备按三相四线制工作时，所述待保护设备的输入端包括三相动力线接入端和保护地接入端；当所述待保护设备按单相三线制工作时，所述待保护设备的输入端包括单相动力线接入端、中性线接入端及保护地接入端。本发明提高了突波吸收效率，简化了生产工艺，降低了维修费用。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，具体涉及一种突波吸收装置。
背景技术
在电子电路设计中的突波，顾名思义，就是“突如其来的电波”，它和“电流脉冲”、“电压脉冲”所表达的是相同的现象。从示波器上来看，在稳定的电流或电压波形中，如果看到特别突出的异样波形或噪声，而且比正常的波幅要大上好几倍甚至数十数百倍的波形，便可以将它判定为突波。一般来说，产生突波的主要原因有两种：一种是由打雷闪电所产生的雷突波，另一种是由电路开闭所造成的开关冲击突波。雷突波是由自然界所产生的，因此如果电路必须在容易产生打雷的地区使用时，那么加入适当的突波吸收保护是绝对有必要的；开关冲击突波是电路开关的瞬间所产生的突波，当突波产生的时候，如果电路中并没有所谓的“突波保护”，那么电路便容易因开关冲击突波而产生误动作，严重的可能会导致电路因突波冲击而损坏，或因突波的干扰而使电子设备的寿命减短，因此在电路设计上，必须尽量避免突波的产生，如果不能避免，则必须加入吸收突波的装置。容易产生突波的电子设备，以大容量控制电器开闭的为主，其中包含接触器、负荷开关、螺管线圈、保险丝等，而含有整流体的开关控制设备，或是用半导体所作的交换式稳压器，只要有关于开关控制的多数元件都是突波的产生源。
现代自动化控制设备不断朝着集成化、模块化、小型化、低成本化趋势发展，这就需要不断完善其现有的内部硬件结构设计，使PCB(PrintedCircuitBoard，印制电路板)布局、布线更加合理，从而能够更好的适应大规模集中自动化控制，同时能够有效节约成本、减少故障率，提升自动化控制设备的整体性能。而传统自动化控制设备输入端的突波吸收装置都由多只安规电容及压敏电阻等构成。由于所使用的器件数量众多，使得PCB板的尺寸加大、布局凌乱、突波吸收效率低下、系统的离散性大幅度提高，最终导致系统的可靠性大幅降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种突波吸收装置，以克服现有技术中突波吸收效率低下，生产工艺复杂，维修费用昂贵的缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种突波吸收装置，包括多个退耦单元，所述多个退耦单元的一端连接在一起，另一端分别与待保护设备的输入端连接。
进一步，所述退耦单元为压敏电阻；
进一步，所述退耦单元为安规电容；
进一步，所述退耦单元为由一个压敏电阻和一个安规电容串/并联构成的电路；
进一步，在220V交流供电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流210V和交流300V，通流容量为微秒级浪涌信号；在380V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流300V和交流385V，通流容量为微秒级浪涌信号。
进一步，所述安规电容的电容量为10nF和100nF，额定电压为交流250V和交流275V；
进一步，所述待保护设备的输入端包括三相动力线接入端和保护地接入端；
进一步，所述待保护设备的输入端包括单相动力线接入端、中性线接入端及保护地接入端。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、通过有效利用立体空间结构，减小了PCB板的面积尺寸，而且使PCB布局更加美观整洁，实现了小型化低成本的产品设计，有效提高了整机的电磁兼容性能；
2、以往由于雷击等原因导致压敏电阻瞬间释放能量时，会产生非常强烈的电弧现象，而电弧现象会波及性损伤到电路板的铜箔，使得一套昂贵的电路板只能报废。而使用本发明的突波吸收器后，在发生雷击等现象后，只需将突波吸收器的局部电路更换即可，其它PCB板可以继续使用而不影响整机性能，从而进一步实现了提高效率、降低成本的初始目标；
3、由于使用星形网络连接方式，相与相间及相与地之间的吸收相当于2个同耐量的器件串联，提高了2倍等级突波吸收装置的吸收耐量，从而有效提高了突波吸收装置的效率。
附图说明
图1是本发明实施例1的突波吸收装置的电路连接示意图；
图2是本发明实施例2的突波吸收装置的电路连接示意图；
图3是本发明实施例3的突波吸收装置的电路连接示意图；
图4是本发明实施例4的突波吸收装置的电路连接示意图；
图5是本发明突波吸收装置的使用效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1：
当待保护设备按三相四线制工作时，本实施例的突波吸收装置的电路连接示意图如图1所示，一种突波吸收装置，包括4个退耦单元，即4个压敏电阻，在220V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流210V和交流300V，通流容量为微秒级浪涌信号；在380V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流300V和交流385V，通流容量为微秒级浪涌信号；4个压敏电阻分别为RV1、RV2、RV3和RV4，它们的一端连接在一起，另一端分别与待保护设备的输入端连接。RV4与保护地接入端相连，RV1、RV2及RV3与待保护设备的三相动力线接入端连接。
实施例2：
当待保护设备按三相四线制工作时，本实施例的突波吸收装置的电路连接示意图如图2所示，一种突波吸收装置，包括4个退耦单元，即4个安规电容，所述安规电容的电容量为10nF和100nF，额定电压为交流250V和交流275V；4个安规电容分别为C1、C2、C3和C4，它们的一端连接在一起，另一端分别与待保护设备的输入端连接。C4与保护地接入端相连，C1、C2及C3与待保护设备的三相动力线接入端连接。
实施例3：
当待保护设备按三相四线制工作时，本实施例的突波吸收装置的电路连接示意图如图3所示，该突波吸收装置包括4个退耦单元：退耦单元1、退耦单元2、退耦单元3、退耦单元4。退耦单元1由C1与RV1并联组成、退耦单元2由C2与RV2并联组成、退耦单元3由C3与RV3并联组成、退耦单元4由C4与RV4并联组成，其中C1、C2、C3和C4为安规电容，所述安规电容的电容量为10nF和100nF，额定电压为交流250V和交流275V；RV1、RV2、RV3和RV4为压敏电阻，在220V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流210V和交流300V，通流容量为微秒级浪涌信号；在380V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流300V和交流385V，通流容量为微秒级浪涌信号。4个退耦单元的一端连接在一起，退耦单元1、退耦单元2、退耦单元3的另一端分别与三相动力线接入端1、2、3连接，退耦单元4的另一端与保护地接入端连接。
本发明实施例中突波吸收装置的工作方式如下：
1、共模信号：
(1)纳秒级脉冲信号(小信号)：例如当纳秒级脉冲信号由1相及保护地之间输入，此时，由电容C1及C4对其构成退耦回路，纳秒级脉冲信号在输入端口即得到吸收退耦，没有进入设备内部；
(2)微秒级脉冲信号(大信号)：例如当微秒级脉冲信号由2相及保护地之间输入，此时，由压敏电阻RV2及RV4对其构成退耦回路，微秒级脉冲信号在输入端口即得到吸收退耦，没有进入设备内部。
2、差模信号：
(1)纳秒级脉冲信号(小信号)：例如当纳秒级脉冲信号由1相及2相之间输入，此时，由电容C1及C2对其构成退耦回路，纳秒级脉冲信号在输入端口即得到吸收退耦，没有进入设备内部；
(2)微秒级脉冲信号(大信号)：例如当微秒级脉冲信号由2相及3相之间输入，此时，由压敏电阻RV2及RV3对其构成退耦回路，微秒级脉冲信号在输入端口即得到吸收退耦，没有进入设备内部。
实施例4：
当所述待保护设备按单相三线制工作时，本实施例的突波吸收装置的电路连接示意图如图4所示，该突波吸收装置包括3个退耦单元：退耦单元1、退耦单元2、退耦单元4。退耦单元1由C1与RV1并联组成、退耦单元2由C2与RV2并联组成、退耦单元4由C4与RV4并联组成，其中C1、C2和C4为安规电容，所述安规电容的电容量为10nF和100nF，额定电压为交流250V和交流275V，RV1、RV2和RV4为压敏电阻，在220V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流210V和交流300V，通流容量为微秒级浪涌信号；在380V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流300V和交流385V，通流容量为微秒级浪涌信号；上述退耦单元的一端连接在一起，其中退耦单元4与保护地接入端相连，退耦单元1及退耦单元2分别与待保护设备的单相动力线接入端及中线接入端连接。
本发明突波吸收装置对突波电压的抑制有明显效果。当供电系统产生瞬间过电压脉冲时，突波吸收装置上任意两相间的压敏电阻可将过电压脉冲幅值限制在1000伏以内，从而使待保护装置避免遭受过电压的冲击损害。如图5所示，过电压脉冲以a1状态进入本发明突波吸收装置后，以a2状态输出，很明显，过电压脉冲的峰值被削平；开关尖脉冲b1状态进入本发明突波吸收装置后，以b2状态输出，开关尖脉冲亦被吸收，从而保证了待保护设备的安全。
经测试，本发明突波吸收装置能明显提高自动化控制设备的电磁兼容性能，与使用传统突波吸收装置的自动化控制设备电磁兼容测试结果对比如表1、表2所示：
表1
表1为对使用本发明突波吸收装置的自动化控制设备的测试；
表2
表2为对使用传统突波吸收装置的自动化控制设备的测试。
通过上述对比可知，本发明突波吸收装置在吸收突波保护设备方面的性能要远远优于传统突波吸收装置，并具有以下有益效果：
1、通过有效利用立体空间结构，减小了PCB板的面积尺寸，而且使PCB布局更加美观整洁，实现了小型化低成本的产品设计，有效提高了整机的电磁兼容性能；
2、以往由于雷击等原因导致压敏电阻瞬间释放能量时，会产生非常强烈的电弧现象，而电弧现象会波及性损伤到电路板的铜箔，使得一套昂贵的电路板只能报废。而使用本发明的突波吸收器后，在发生雷击等现象后，只需将突波吸收器的局部电路更换即可，其它PCB板可以继续使用而不影响整机性能，从而进一步实现了提高效率、降低成本的初始目标；
3、由于使用星形网络连接方式，相与相间及相与地之间的吸收相当于2个同耐量的器件串联，提高了2倍等级突波吸收装置的吸收耐量，从而有效提高了突波吸收装置的效率。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种突波吸收装置，其特征在于，所述装置包括多个退耦单元，所述多个退耦单元的一端连接在一起，另一端分别与待保护设备的输入端连接。
2.如权利要求1所述的突波吸收装置，其特征在于，所述退耦单元为压敏电阻。
3.如权利要求1所述的突波吸收装置，其特征在于，所述退耦单元为安规电容。
4.如权利要求1所述的突波吸收装置，其特征在于，所述退耦单元包括压敏电阻和安规电容，所述压敏电阻和安规电容串/并联。
5.如权利要求2或4所述的突波吸收装置，其特征在于，在220V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流210V和交流300V，通流容量为微秒级浪涌信号；在380V交流供电电系统采用的压敏电阻的压敏电压为交流300V和交流385V，通流容量为微秒级浪涌信号。
6.如权利要求3或4所述的突波吸收装置，其特征在于，所述安规电容的电容量为10nF和100nF，额定电压为交流250V和交流275V。
7.如权利要求1所述的突波吸收装置，其特征在于，所述待保护设备的输入端包括三相动力线接入端和保护地接入端。
8.如权利要求1所述的突波吸收装置，其特征在于，所述待保护设备的输入端包括单相动力线接入端、中性线接入端及保护地接入端。
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