CN104569636A - 一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电涌保护器领域，提供了一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路和装置。在本发明中，通过整流滤波模块滤除交流电中的干扰信号并提供稳定的直流电驱动预警指示模块工作，预警控制模块根据压敏电阻输出电流的变化控制所述预警指示模块的指示状态发生改变，在本发明中提供了电涌保护器压敏电阻劣化指示且根据压敏电阻的电流输出特性作为劣化判断的标准可靠性更高。

Description

一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路和装置

技术领域

本发明属于电涌保护器领域，尤其涉及一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路和装置。

背景技术

随着信息技术的发展，对于雷电防护需求日益增大，电涌保护器在大厦等重要场所被广泛使用，但现阶段以氧化锌压敏电阻为主要器件的电涌保护器由于压敏电阻MOV容易劣化，导致火灾事故频发。

为了预防压敏电阻ＭＯＶ劣化造成安全事故，国内生产电涌保护器生产厂家对压敏电阻MOV的劣化状态进行劣化指示，以及时更换电涌保护器或压敏电阻MOV以防止事故发生，由于压敏电阻MOV劣化的第一指标：泄漏电流与放电通道同回路，存在技术上的瓶颈，部分厂家采用对压敏电阻MOV的发热温度进行采集并分析指示其劣化程度，有一定的先进性，但可靠性较差，并不能从根本上解决压敏电阻MOV劣化后的火灾危险；还有一部分厂家则小型化压敏电阻MOV，并在电涌保护器中设置多个矩阵回路，使每个回路的压敏电阻MOV失效所需能量减少，从而降低雷电引发火灾发生的概率，而并没有对压敏电阻MOV进行劣化指示，大部分厂家设计的电涌保护器压敏电阻MOV劣化指示实际为失效指示和脱扣指示，并非真正意义上的劣化指示，具有一定的局限性。

发明内容

本发明提供了一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，旨在解决现有电涌保护器中对压敏电阻的温度进行采样以判断其劣化程度可靠性低，以及在电涌保护器中设计多个矩阵回路以减少压敏电阻MOV失效所需的能量却不具备指示功能的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，与电涌保护器连接，所述电涌保护器与交流电和地连接，所述电涌保护器包括压敏电阻，所述电涌保护器压敏电阻劣化预警电路包括：

输入端与交流电连接，滤除所述交流电中的干扰信号并将所述交流电转化为直流电的整流滤波模块；

第一输入端与所述电涌保护器连接，在所述压敏电阻发生劣化时输出预警控制信号的预警控制模块；

输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的接地端连接，控制端与所述预警控制模块连接，根据所述预警控制信号发出压敏电阻劣化报警指示的预警指示模块；

输入端接地，输出端与所述预警控制模块的第二输入端连接，抑制雷电浪涌电流并对所述压敏电阻产生的漏电流进行分流的分流模块。

进一步地，所述整流滤波模块包括：

滤波电容C1、第一电阻R1、第一整流桥BD1；

所述滤波电容C1的第一端为所述整流滤波模块的第一输入端与所述交流电的火线端连接，所述滤波电容C1的第二端与所述第一整流桥BD1的第一输入端连接，所述第一整流桥BD1的第二输入端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端为所述整流滤波模块的第二输入端与所述交流电的零线端连接，所述第一整流桥BD1的输出端为所述整流滤波模块的输出端。

进一步地，所述预警指示模块包括：

继电器K1、第一稳压二极管DW1、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第一极性电容C2、第二电阻R2、光电耦合器U1；

所述继电器K1的常开端、所述极性电容C2的阳极以及所述光电耦合器U1中受光器的输入端的公共连接端为所述预警指示模块的输入端，所述继电器K1的常闭端与所述第一稳压二级管DW1的阴极连接，所述第一稳压二极管DW1的阳极与所述第一发光二极管LED1的阳极连接，所述光电耦合器U1中受光器的输出端与所述第二发光二极管LED2的阳极和所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一发光二极管LED1的阴极、所述第一极性电容C2的阴极、所述第二发光二极管LED2的阴极以及所述第二电阻R2的第二端的公共连接端为所述预警指示模块的输出端。

进一步地，所述预警控制模块包括：

第二整流桥BD2、第三电阻R3、第二极性电容C3；

所述第二整流桥BD2的第一输入端为所述预警控制模块的第一输入端，所述第二整流桥BD2的第二输入端为所述预警控制模块的第二输入端，所述第二整流桥BD2的输出端与所述第三电阻R3的第一端、所述第二极性电容C3的阳极以及所述光电耦合器U1中发光二极管的阳极连接，所述光电耦合器U1中发光二极管的阴极、所述第二极性电容C3的阴极以及所述第三电阻R3的第二端与所述第二整流桥BD2的接地端连接。

进一步地，所述电涌保护器还包括：

保险丝F、放电管GDT；

所述保险丝F的第一端与所述交流电的火线端连接，所述保险丝F的第二端与所述压敏电阻的第一端连接，所述压敏电阻的第二端与所述放电管GDT的第一端连接，所述放电管GDT的第二端接地。

进一步地，所述分流模块包括：

第二稳压二极管DW2、第三稳压二极管DW3、第四电阻R4；

所述第四电阻R4的第一端为所述分流模块的输出端，所述第四电阻R4的第二端与所述第三稳压二级管DW3的阳极连接，所述第三稳压二级管DW3的阴极与所述稳压二极管DW2的阴极连接，所述第二稳压二极管DW2的阳极为所述分流模块的输入端。

本发明还提供了一种电涌保护器压敏电阻劣化预警装置，所述电涌保护器压敏电阻劣化预警装置包括如上所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路。

在本发明中，通过整流滤波模块滤除交流电中的干扰信号并提供稳定的直流电驱动预警指示模块工作，预警控制模块根据压敏电阻输出电流的变化控制所述预警指示模块的指示状态发生改变，在本发明中提供了电涌保护器压敏电阻劣化指示且根据压敏电阻的电流输出特性作为劣化判断的标准可靠性更高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路的电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

图1示出了本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路的模块结构，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路100与电涌保护器200连接，电涌保护器200与交流电的火线端L和地连接，电涌保护器200包括压敏电阻MOV，电涌保护器压敏电阻劣化预警电路100包括：

输入端与交流电连接，滤除交流电中的干扰信号并将该交流电转化为直流电的整流滤波模块101；

第一输入端与电涌保护器200连接，在压敏电阻MOV发生劣化时输出预警控制信号的的预警控制模块103；

输入端与整流滤波模块101的输出端连接，输出端与整流滤波模块101的接地端连接，控制端与预警控制模块103连接，根据该预警控制信号发出压敏电阻劣化报警指示的预警指示模块102；

输入端接地，输出端与预警控制模块103的第二输入端连接，抑制雷电浪涌电流并对压敏电阻MOV产生的漏电流进行分流的分流模块104。

图2示出了本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路的电路结构，为了便于说明，仅列出与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图2所示，作为本发明一实施例，整流滤波模块101包括：

滤波电容C1、第一电阻R1、第一整流桥BD1；

滤波电容C1的第一端为整流滤波模块101的第一输入端与交流电的火线端L连接，滤波电容C1的第二端与第一整流桥BD1的第一输入端连接，第一整流桥BD1的第二输入端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端为整流滤波模块101的第二输入端与交流电的零线端N连接，第一整流桥BD1的输出端为整流滤波模块101的输出端。

在本发明实施例中，滤波电容C1不仅具有滤波的作用，还可以稳定整流桥BD1输出的直流电流，即整流滤波模块101还具有恒定电流的作用。

作为本发明一实施例，预警指示模块102包括：

继电器K1、第一稳压二极管DW1、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第一极性电容C2、第二电阻R2、光电耦合器U1；

继电器K1的常开端NO、极性电容C2的阳极以及光电耦合器U1中受光器的输入端的公共连接端为预警指示模块102的输入端，继电器K1的常闭端NC与第一稳压二级管DW1的阴极连接，第一稳压二极管DW1的阳极与第一发光二极管LED1的阳极连接，光电耦合器U1中受光器的输出端与第二发光二极管LED2的阳极和第二电阻R2的第一端连接，第一发光二极管LED1的阴极、第一极性电容C2的阴极、第二发光二极管LED2的阴极以及第二电阻R2的第二端的公共连接端为预警指示模块102的输出端。

作为本发明一实施例，预警控制模块103包括：

第二整流桥BD2、第三电阻R3、第二极性电容C3；

第二整流桥BD2的第一输入端为预警控制模块103的第一输入端，第二整流桥BD2的第二输入端为预警控制模块103的第二输入端，第二整流桥BD2的输出端与第三电阻R3的第一端、第二极性电容C3的阳极以及光电耦合器U1中发光二极管的阳极连接，光电耦合器U1中发光二极管的阴极、第二极性电容C3的阴极以及第三电阻R3的第二端与第二整流桥BD2的接地端连接。

作为本发明一实施例，电涌保护器200还包括：

保险丝F、放电管GDT；

保险丝F的第一端与交流电的火线端L连接，保险丝F的第二端与压敏电阻MOV的第一端连接，压敏电阻MOV的第二端与放电管GDT的第一端连接，放电管GDT的第二端接地。

作为本发明一实施例，分流模块104包括：

第二稳压二极管DW2、第三稳压二极管DW3、第四电阻R4；

第四电阻R4的第一端为分流模块104的输出端，第四电阻R4的第二端与第三稳压二级管DW3的阳极连接，第三稳压二级管DW3的阴极与稳压二极管DW2的阴极连接，第二稳压二极管DW2的阳极为分流模块104的输入端。

下面对本发明实施例提供的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路的工作原理进行说明。

电容C1在第一整流桥BD1的第一输入端和交流电的火线端L上,滤波电容C1容值大小控制电流大小，第一电阻R1抑制交流线路中的谐波和次谐波，第一整流桥BD1将交流电转为直流电。保险丝F串联压敏电阻MOV再串联放电管GDT组成浪涌保护回路,保险丝F起脱扣作用，压敏电阻MOV和放电管GDT起到泄放浪涌作用。

如图2所示，第二稳压二极管DW2与第三稳压二极管DW3如图对接串联后再串联第四电阻R4连接在第二整流桥BD2的第二输入端和地之间，作为放电管GDT的旁路，第二稳压二极管DW2和第三稳压二极管DW3稳定放电管GDT两端电压（180V）和压敏电阻MOV两端电压（220V-180V），稳压所需电流分两部分，其一为压敏电阻MOV产生的静态漏电流，其二为压敏电阻MOV存在的极间电容串联在交流中产生的感应电流Ic，压敏电阻MOV在完好情况下产生的静态漏电流极小不作考虑，只考虑压敏电阻MOV极间电容串联在交流电中产生的感应电流Ic。

因放电管GDT作为间隙电阻无限大，压敏电阻MOV产生的两种电流（静态漏电流和感应电流）只能通过旁路（第四电阻R4、第二稳压二极管DW2和第三稳压二极管DW3组成的支路，即分流模块104）,第四电阻R4抑制雷电浪涌电流从此旁路（分流模块）通过，因此旁路既起到稳压作用,又起到分流（压敏电阻MOV产生的）漏电流作用。

光电耦合器U1与第三电阻R3和第二极性电容C3并联在第二整流桥BD2的输出端和接地端之间，第二极性电容C3平整第二整流桥BD2的输出端和接地端两端的电流，第三电阻R3控制光电耦合器U1中发光二极管两端的电压，在压敏电阻MOV完好状态下，压敏电阻MOV产生的电流从第三电阻R3通过，第三电阻R3两端电压小于光电耦合器U1中发光二极管的启动电压，光电耦合器U1不工作。

继电器K1串联第一稳压管DW1再串联第一发光二极管LED1组成压敏电阻MOV正常无劣化指示回路，光电耦合器U1的受光器串联在第二发光二极管LED2组成的压敏电阻MOV劣化指示回路，第二发光二极管LED2并联第二电阻R2，压敏电阻MOV完好无劣化状态下，光电耦合器U1不启动，光电耦合器U1中受光器的电阻达到兆欧级，只有极小电流从压敏电阻MOV劣化指示回路通过，因通过压敏电阻MOV劣化指示回路的电流极小，达不到发光二极管LED2启动所需电压，因此，该极小电流从第二电阻R2通过，压敏电阻MOV正常无劣化指示回路中第一发光二极管LED1亮，表示压敏电阻MOV无劣化。

当压敏电阻MOV劣化时，压敏电阻MOV产生的漏电流较大，光电耦合器U1启动，光电耦合器U1中发光二极管发光，光电耦合器U1中受光器电阻变低，拉低第一整流桥BD1的输出端和接地端两端的电压,压敏电阻MOV正常无劣化指示回路电流减少，达不到第一发光二极管LED1的启动电压，第一发光二极管LED1熄灭，继电器K1发出遥讯信号，压敏电阻MOV劣化指示回路中第二发光二极管LED2点亮，表示压敏电阻MOV处于劣化状态。

本发明实施例还提供了一种电涌保护器压敏电阻劣化预警装置，该电涌保护器压敏电阻劣化预警装置包括上述电涌保护器压敏电阻劣化预警电路100。

在本发明实施例中，通过整流滤波模块滤除交流电中的干扰信号并提供稳定的直流电驱动预警指示模块工作，预警控制模块根据压敏电阻输出电流的变化控制所述预警指示模块的指示状态发生改变，在本发明中提供了电涌保护器压敏电阻劣化指示且根据压敏电阻的电流输出特性作为劣化判断的标准可靠性更高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，与电涌保护器连接，所述电涌保护器与交流电和地连接，所述电涌保护器包括压敏电阻，其特征在于，所述电涌保护器压敏电阻劣化预警电路包括：

输入端与交流电连接，滤除所述交流电中的干扰信号并将所述交流电转化为直流电的整流滤波模块；

第一输入端与所述电涌保护器连接，在所述压敏电阻发生劣化时输出预警控制信号的预警控制模块；

输入端与所述整流滤波模块的输出端连接，输出端与所述整流滤波模块的接地端连接，控制端与所述预警控制模块连接，根据所述预警控制信号发出压敏电阻劣化报警指示的预警指示模块；

输入端接地，输出端与所述预警控制模块的第二输入端连接，抑制雷电浪涌电流并对所述压敏电阻产生的漏电流进行分流的分流模块。

2.如权利要求1所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，其特征在于，所述整流滤波模块包括：

滤波电容C1、第一电阻R1、第一整流桥；

所述滤波电容C1的第一端为所述整流滤波模块的第一输入端与所述交流电的火线端连接，所述滤波电容C1的第二端与所述第一整流桥的第一输入端连接，所述第一整流桥的第二输入端与所述第一电阻R1的第一端连接，所述电阻R1的第二端为所述整流滤波模块的第二输入端与所述交流电的零线端连接，所述第一整流桥的输出端为所述整流滤波模块的输出端。

3.如权利要求1所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，其特征在于，所述预警指示模块包括：

继电器、第一稳压二极管、第一发光二极管、第二发光二极管、第一极性电容C2、第二电阻R2、光电耦合器；

所述继电器的常开端、所述极性电容C2的阳极以及所述光电耦合器中受光器的输入端的公共连接端为所述预警指示模块的输入端，所述继电器的常闭端与所述第一稳压二级管的阴极连接，所述第一稳压二极管的阳极与所述第一发光二极管的阳极连接，所述光电耦合器中受光器的输出端与所述第二发光二极管的阳极和所述第二电阻R2的第一端连接，所述第一发光二极管的阴极、所述第一极性电容C2的阴极、所述第二发光二极管的阴极以及所述第二电阻R2的第二端的公共连接端为所述预警指示模块的输出端。

4.如权利要求1所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，其特征在于，所述预警控制模块包括：

第二整流桥、第三电阻R3、第二极性电容C3；

所述第二整流桥的第一输入端为所述预警控制模块的第一输入端，所述第二整流桥的第二输入端为所述预警控制模块的第二输入端，所述第二整流桥的输出端与所述第三电阻R3的第一端、所述第二极性电容C3的阳极以及所述光电耦合器中发光二极管的阳极连接，所述光电耦合器中发光二极管的阴极、所述第二极性电容C3的阴极以及所述第三电阻R3的第二端与所述第二整流桥的接地端连接。

5.如权利要求1所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，其特征在于，所述电涌保护器还包括：

保险丝、放电管；

所述保险丝的第一端与所述交流电的火线端连接，所述保险丝的第二端与所述压敏电阻的第一端连接，所述压敏电阻的第二端与所述放电管的第一端连接，所述放电管的第二端接地。

6.如权利要求1所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路，其特征在于，所述分流模块包括：

第二稳压二极管、第三稳压二极管、第四电阻R4；

所述第四电阻R4的第一端为所述分流模块的输出端，所述第四电阻R4的第二端与所述第三稳压二级管的阳极连接，所述第三稳压二级管的阴极与所述稳压二极管的阴极连接，所述第二稳压二极管的阳极为所述分流模块的输入端。

7.一种电涌保护器压敏电阻劣化预警装置，其特征在于，所述电涌保护器压敏电阻劣化预警装置包括如权利要求1-6任一所述的电涌保护器压敏电阻劣化预警电路。