CN103457253A - 一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，由保护吸收元件单元、参考电压、比较器、电控开关、电容和三个电阻组成。本发明可以让吸收保护元件在出现电压尖峰超过预设的安全电压瞬间接入到尖峰电压所在的二端口网络，吸收尖峰的能量，同时抑制尖峰电压值，起到保护电路中元件的作用，而当二端口网络两端的尖峰电压下降到认为安全的值时，迅速将吸收保护元件切出电路，而不让吸收保护元件影响电路的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种电压保护领域，具体涉及一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路。
背景技术
电力变换设备（如开关电源、逆变器等）中的元器件经常会面临高电压尖峰的工作情况，为了使元件在工作过程中不至于损坏，通常需要在容易有高压尖峰产生的位置设计过电压保护电路。传统的高压尖峰保护电路通常由诸如MOV、TVS管、气体放电管等被动元件构成，这些元件往往能够吸收较大的能量，但是由于元件材料及制造工艺的限制，元件的参数往往误差较大，因此在设计电路来说不能精确把握元件进行过压保护的电压值。导致实际电路过压保护值和预设的保护值偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，本发明能够精确预设需要进行过压保护的电压值，使得保护电路能够在尖峰电压达到设计者所预设的值时启动保护吸收功能，进而保护电力变换设备中的元件免受损坏。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，由保护吸收元件单元、参考电压、比较器、电控开关、电容和三个电阻组成，所述保护吸收元件单元的A端与所述第二电阻和所述第一电阻连接，所述第二电阻与所述第三电阻和所述比较器连接，所述第三电阻与所述保护吸收元件单元的B端连接，所述比较器一端与所述参考电压连接，所述参考电压与所述保护吸收元件单元的B端连接，所述比较器另一端与所述电控开关连接，所述第一电阻并联有所述电容,所述第一电阻与所述电控开关连接，所述电控开关与所述保护吸收元件单元的B端连接。
进一步的，所述电控开关由半导体开关器件或继电器元件组成。
本发明的有益效果是:
可以让吸收保护元件在出现电压尖峰超过预设的安全电压瞬间接入到尖峰电压所在的二端口网络，吸收尖峰的能量，同时抑制尖峰电压值，起到保护电路中元件的作用。而当二端口网络两端的尖峰电压下降到认为安全的值时，迅速将吸收保护元件切出电路，而不让吸收保护元件影响电路的正常工作。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的一种具体实施方式；
图3为本发明在设备正常工作无尖峰电压时的示意图；
图4为本发明在尖峰电压大于预设值后将吸收保护元件单元接入AB两端后的工作情况；
图5为本发明的尖峰电压下降到预设值后电控开关S1开路。
图中标号说明：R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，C1、第一电容，U1、比较器，S1、电控开关，C、保护吸收元件单元。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
参照图1所示，一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，由保护吸收元件单元C、参考电压vref、比较器U1、电控开关S1、电容C1和三个电阻R1、R2、R3组成，所述保护吸收元件单元C的A端与所述第二电阻R2和所述第一电阻R1连接，所述第二电阻R2与所述第三电阻R3和所述比较器U1连接，所述第三电阻R3与所述保护吸收元件单元C的B端连接，所述比较器U1一端与所述参考电压vref连接，所述参考电压vref与所述保护吸收元件单元C的B端连接，所述比较器U1另一端与所述电控开关S1连接，所述第一电阻R1并联有所述电容C1,所述第一电阻R1与所述电控开关S1连接，所述电控开关S1与所述保护吸收元件单元C的B端连接。
进一步的，所述电控开关S1由半导体开关器件或继电器元件组成。
本实施例的工作原理如下：
当电力变换设备正常工作时，没有高的电压尖峰，采样电路得到的电压采样信号送给判断电路，判断电路认为不需要开启电控开关元件，电控开关元件处于开路的状态，因此电路中相当于没有加入吸收保护元件。而当电路端口出现尖峰电压时，采样单元送到判断单元的采样电压反应了尖峰的到来，判断单元认为需要启动保护，发出控制信号给电控开关。电控开关闭合后，电路端口相当于接入了吸收保护元件单元，基于吸收保护元件的作用，将尖峰的能量吸收，并将抑制住端口两端的电压。进而起到保护的作用。
参照图2所示，在不考虑隔离的情况下，采样单元使用电阻R2、R3分压采样。判断单元使用比较器做比较判断。电控开关为S1，通过比较器发出的信号来控制其开关。吸收保护元件单元C由电容器C1和电阻器R1组成，R3两端的电压线性地反应了AB间的电压，并将此信号送到比较器U1。比较器U1的另外一输入端接参考电压Vref，当R2、R3一定时，Vref的大小决定了启动保护吸收单元C对应的尖峰电压值。
参照图3所示，此时电控开关S1开路，保护吸收元件单元C被旁路，吸收保护元件不影响设备正常工作。
参照图4所示，尖峰电压出现后，比较器判断采样到的电压值大于给定的参考电压Vref信号时，比较器输出信号控制电控开关S1开通，将保护吸收元件单元C接入到AB两端。吸收保护元件单元接入到AB两端后，尖峰电压给电容C1充电，尖峰电压的能量即被吸收，电压也被抑制住。
参照图5所示，吸收保护元件单元切出AB两端，电路恢复正常工作，同时电容器C1上的能量通过电阻器R1泻放。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，其特征在于：由保护吸收元件单元（C）、参考电压（vref）、比较器（U1）、电控开关（S1）、电容（C1）和三个电阻（R1、R2、R3）组成，所述保护吸收元件单元（C）的A端与所述第二电阻（R2）和所述第一电阻（R1）连接，所述第二电阻（R2）与所述第三电阻（R3）和所述比较器（U1）连接，所述第三电阻（R3）与所述保护吸收元件单元（C）的B端连接，所述比较器（U1）一端与所述参考电压（vref）连接，所述参考电压（vref）与所述保护吸收元件单元（C）的B端连接，所述比较器（U1）另一端与所述电控开关（S1）连接，所述第一电阻（R1）并联有所述电容（C1）,所述第一电阻（R1）与所述电控开关（S1）连接，所述电控开关（S1）与所述保护吸收元件单元（C）的B端连接。
2.根据权利要求1所述的一种可精确预设保护值的过电压吸收保护电路，其特征在于：所述电控开关（S1）由半导体开关器件或继电器元件组成。
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