CN102916411A - 突波电流抑制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种突波电流抑制电路，设置于一交流电源及一电子装置之间，该电子装置通过一第一交流电源线及一第二交流电源线自交流电源接收工作电源。该突波电流抑制电路包括一连接在第一交流电源线的输入保险丝，一与输入保险丝串联在第一交流电源线的第一空心电感，该第一空心电感抑制突波电流。视应用需求，突波电流抑制电路可进一步包括一设在第二交流电源线上的第二空心电感、一设在第一、第二交流电源线之间的电容器。

Description

突波电流抑制电路
技术领域
本发明是关于一种突波电流抑制电路，特别是指一种利用空心电感(air-core inductor)抑制突波电流的保护电路。
背景技术
请参考图5所示，目前传统的防雷击作法主要是在一输入保险丝51的后面加入一金属氧化物变阻器(MOV)50。在正常工作时，该金属氧化物变阻器50呈现高阻抗而如同开路，不会影响电路的工作。当雷击突波电压产生且自电源线进入时，金属氧化物变阻器50被雷击高压触发而转为低阻抗，将雷击突波导入，吸收雷击能量以保护后方的电路。
虽然金属氧化物变阻器50有着可吸收高能量及反应时间迅速的优点，但存在有工作寿命的问题。金属氧化物变阻器50的动作特性会随着被触发次数的增加而逐渐劣化，例如，其触发电压会逐渐降低，漏电流会逐渐提高。当触发电压降低至与电路的正常工作电压接近时，金属氧化物变阻器50将容易被正常工作电压频繁触发，最终会导致过热失效，甚至引起自燃。因此，在实际应用上，会加入一热保险丝52与其相互配合，在金属氧化物变阻器50过热前，热保险丝52会先动作而将金属氧化物变阻器50隔离。
如上所述，雷击突波发生时，会在瞬间有高突波电流流入金属氧化物变阻器50，该大电流亦会流经该输入保险丝51。为了能承受此瞬间大电流，输入保险丝51必须选用具有较高熔化热能(melting integral)(I2t，安培平方秒)以承受瞬间雷击突波电流而不致熔断。但高熔化热能通常也意味着高电流额定，因此必须在金属氧化物变阻器51之后多加一个适当额定电流的保险丝53以保护电路设备。
此外，安规上有规定需做单一故障测试(single-fault test)，进行短路测试时，会有很大的电流通过保险丝。故常选用具有高遮断容量(high breaking capacity)的保险丝以避免发生电弧(arcing)或起火。此种高遮断容量的保险丝，体积大且成本高，且为了达到同样的熔化热能，其较一般的保险丝须有较高的电流额定。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种突波电流抑制电路，用保护电子装置免受突波电流的直接冲击。
本发明突波电流抑制电路设置于一交流电源及一电子装置之间，该电子装置通过一第一交流电源线及一第二交流电源线自交流电源接收工作电源。该突波电流抑制电路包括一连接在第一交流电源线的输入保险丝，一与输入保险丝串联在第一交流电源线的第一空心电感，该第一空心电感抑制突波电流。
但根据实际应用考量，突波电流抑制电路可进一步包括一第二空心电感及一电容器。该第二空心电感设在第二交流电源线上，该电容器连接在第一、第二交流电源线之间的。
当突波发生并经由第一、第二交流电源线进入至突波抑制电路时，该第一空心电感抑制瞬间突波电流并承受高压，因此降低在其后方的电子装置所受的冲击，以达到保护功效。
附图说明
图1是本发明第一实施例的电路图。
图2是本发明第二实施例的电路图。
图3是本发明第三实施例的电路图。
图4是本发明第四实施例的电路图。
图5是现有突波抑制电路的电路图。
附图标号：
11输入保险丝                12第一空心电感
13第二空心电感              14电容器
21第一交流电源线            22第二交流电源线
50金属氧化物变阻器          51输入保险丝
52热保险丝                  53保险丝
60电子装置
具体实施方式
请参考图1所示，本发明的突波电流抑制电路应用在一交流电源及一待保护的电子装置60或电路之间。该电子装置60可以是任何形态的电子装置而不特别局限，其经由第一交流电源线21及第二交流电源线22接收交流电源。举例而言，该电子装置60可以是一电源供应器、一电源适配器等。在一较佳实施例中，本发明的突波电流抑制电路包括一输入保险丝11及一第一空心电感12，两者串联在该第一交流电源线21上。
根据
Figure BDA0000080274800000031
此特性公式，电感具有抑制电流变化的特性并可建立电压，所建立的电压与电流变化率呈现正比关系。因此，当雷击突波发生，并经由第一、第二交流电源线21，22进入至突波抑制电路后，该第一空心电感12的di/dt特性可抑制瞬间突波电流。该第一空心电感12亦同时承受雷击高压，因此大幅度地降低了雷击高压对后方电子装置60所造成的冲击。而采用空心电感的目的，为了避免发生饱和现象。
根据实际情况或需求，例如电源、可供设置突波抑制电路的面积、EMI等因素，本发明可进一步加入一第二空心电感13，该第二空心电感13串接在该第二交流电源线22上，如图2、图3所示。此外，若有需要，可在第一、第二交流电源线21，22之间连接一电容器14，电容器14的一端连接在该第一空心电感11与电子装置60之间。以达到降低电磁干扰(EMI)的效果。图4为本发明突波电流抑制电路的另一电路图。
相较于传统的突波抑制电路，本发明至少具备以下优点：
1.无使用金属氧化物变阻器(MOV)，可避免金属氧化物变阻器随着使用时间而特性劣化的危险。
2.无使用金属氧化物变阻器(MOV)，故不需额外使用为防止其失效而与其配合的热保险丝。
3.利用空心电感来抑制突波电流，输入保险丝不必选用高熔化热能额定，而可使用合理的电流额定。同时省略了在金属氧化物变阻器后面额外加入的保险丝。
4.进行短路测试时，因为空心电感的限流作用，输入保险丝不必选用高遮断容量的保险丝。
5.无须使用负温度系数电阻(NTC)来抑制开机瞬间的浪涌电流。
6.因为空心电感的限流作用，大幅降低后方电路受高压冲击的影响。因此在电子装置中可选用较低额定的电子零件，例如整流二极管、输入滤波电容等。
7.本发明以简单的电路架构，便可有效达成抑制突波能量的功效。
8.空心电感除了可抑制突波电流，亦可降低电磁干扰。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。因此，本领域的技术人员对上述实施例进行修改及变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如权利要求所界定。

Claims (4)

1.一种突波电流抑制电路，其特征在于，设置于一交流电源及一电子装置之间，所述电子装置通过一第一交流电源线及一第二交流电源线自交流电源接收工作电源，所述突波电流抑制电路包括：
一输入保险丝，设置在所述第一交流电源线上；
一第一空心电感，与输入保险丝串联在所述第一交流电源线上以抑制流入至第一交流电源线、第二交流电源线突波电流。
2.如权利要求1所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述突波电流抑制电路进一步包括一第二空心电感，设在所述第二交流电源线上并介于所述交流电源及电子装置之间。
3.如权利要求1或2所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述突波电流抑制电路进一步包括一电容器，连接在所述第一交流电源线与第二交流电源线之间。
4.如权利要求3所述的突波电流抑制电路，其特征在于，所述电容器的一端连接在所述第一空心电感与电子装置之间。
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