CN105244863A - 一种浪涌防护电路及电力电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浪涌防护电路及电力电子设备，包括TVS管单元、限流电阻单元和压敏电阻单元，其中：TVS管单元和限流电阻单元串联后与压敏电阻单元并联，并联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。采用本发明提供的方案，浪涌防护能力较强。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种浪涌防护电路及电力电子设备。
背景技术
在目前很多的电力电子设备中，半导体器件(如二极管、MOS管等)都需要进行浪涌防护，以确保在存在浪涌激励时半导体器件不会损坏。现有技术中，多会采用如图1所示的RC吸收电路或如图2所示的RCD吸收电路并联于待防护半导体器件的两端，作为半导体器件的浪涌防护电路，依靠RC吸收电路、RCD吸收电路中的电容C来吸收浪涌激励。
然而实际应用中，RC吸收电路和RCD吸收电路中的电容C通常为微法级电容，吸收浪涌激励的能力有限，从而导致RC吸收电路和RCD吸收电路的浪涌防护能力较弱，降低了设备的可靠性。
发明内容
本发明实施例提供一种浪涌防护电路及电力电子设备，用以解决现有技术中浪涌防护电路浪涌防护能力较弱的问题。
本发明实施例提供一种浪涌防护电路，包括瞬态电压抑制二极管TVS管单元、限流电阻单元和压敏电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联后与压敏电阻单元并联，并联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
本发明实施例提供一种浪涌防护电路，包括瞬态电压抑制二极管TVS管单元和限流电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联，串联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
本发明实施例提供一种浪涌防护电路，包括压敏电阻单元，压敏电阻单元的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
本发明实施例提供一种电力电子设备，包括上述任一浪涌防护电路。
本发明实施例提供的方案，当出现浪涌激励时，浪涌防护电路中的TVS管单元、压敏电阻单元迅速导通，构成了浪涌能量的泄放通道，避免了浪涌激励冲击半导体器件，因此相比于现有技术，本发明实施例提供的方案浪涌防护能力较强，进而提高了设备的可靠性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术中RC吸收电路的示意图；
图2为现有技术中RCD吸收电路的示意图；
图3为本发明实施例1提供的浪涌防护电路的示意图；
图4为本发明实施例1提供的浪涌防护电路的详细示意图；
图5为本发明实施例2提供的浪涌防护电路的示意图；
图6为本发明实施例2提供的浪涌防护电路的详细示意图；
图7为本发明实施例3提供的浪涌防护电路的示意图；
图8为本发明实施例3提供的浪涌防护电路的详细示意图。
具体实施方式
为了给出浪涌防护能力较强的浪涌防护电路的实现方案，本发明实施例提供了一种浪涌防护电路及电力电子设备，以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
本发明实施例1提供了一种浪涌防护电路，如图3所示，包括TVS管(TransientVoltageSuppressor，瞬态电压抑制二极管)单元、限流电阻单元和压敏电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联后与压敏电阻单元并联，并联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
其中，TVS管单元具体可以为一个TVS管、或者串联的多个TVS管、或者并联的多个TVS管、或者串并联的多个TVS管；限流电阻单元具体可以为一个限流电阻、或者串联的多个限流电阻、或者并联的多个限流电阻、或者串并联的多个限流电阻；压敏电阻单元具体可以为一个压敏电阻或者并联的多个压敏电阻。
为保证浪涌防护电路能够对半导体器件进行有效防护，并且不影响半导体器件的正常工作，TVS管单元的导通电压以及压敏电阻单元的导通电压均应小于待防护半导体器件能够承受的最大电压、并且大于待防护半导体器件正常工作时的工作电压。TVS管单元、限流电阻单元和压敏电阻单元中具体的器件选型可以根据实际应用中的具体情况进行选取，本发明对此不作限定。
当图3所示的浪涌防护电路中，TVS管单元具体为一个TVS管D、限流电阻单元具体为一个限流电阻R、压敏电阻单元具体为一个压敏电阻RV时，浪涌防护电路的详细示意图如图4所示。
为了进一步说明本发明实施例1提供的浪涌防护电路，下面以图4所示的浪涌防护电路为例，对其工作原理进行详细描述，首先简单介绍一下TVS管和压敏电阻的基本特性：
TVS管在电路中一般工作于截止状态，但当电路中出现大幅度的瞬态干扰脉冲时，TVS管能够在极短的时间内(纳秒级)迅速进入导通状态，将电路电压箝位在一个安全数值上。压敏电阻(VoltageDependentResistor)是一种具有非线性伏安特性的半导体电阻，当压敏电阻承受电压未达到导通电压时，压敏电阻呈现高阻状态，流经压敏电阻的电流很小；当压敏电阻承受电压达到导通电压时，压敏电阻也能够在很短的时间内(微秒级)进入导通状态，呈现出的阻值很小。一般来讲，TVS管的响应速度略快于压敏电阻，但TVS管的耐冲击能力略弱于压敏电阻。
因此，当未出现浪涌激励时，图4所示的浪涌防护电路中，TVS管D处于截止状态，压敏电阻RV处于高阻状态，不影响半导体器件正常工作。
当出现浪涌激励时，图4所示的浪涌防护电路中，TVS管D先导通发挥作用，构成了浪涌能量的一个泄放通道，限流电阻R能够对该泄放通道进行限流，保护TVS管，并且，限流电阻R能够消耗浪涌能量；压敏电阻RV略晚于TVS管D导通，构成了浪涌能量的另一个泄放通道。
当浪涌激励消失后，TVS管D自动恢复至截止状态，压敏电阻RV自动恢复至高阻状态。
可见，本发明实施例1提供的浪涌防护电路，能够避免浪涌激励冲击半导体器件，对半导体器件进行有效保护，适用于各种场合。
实施例2：
本发明实施例2提供了一种浪涌防护电路，如图5所示，包括TVS管单元和限流电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联，串联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
其中，TVS管单元具体可以为一个TVS管、或者串联的多个TVS管、或者并联的多个TVS管、或者串并联的多个TVS管；限流电阻单元具体可以为一个限流电阻、或者串联的多个限流电阻、或者并联的多个限流电阻、或者串并联的多个限流电阻。
为保证浪涌防护电路能够对半导体器件进行有效防护，并且不影响半导体器件的正常工作，TVS管单元的导通电压应小于待防护半导体器件能够承受的最大电压、并且大于待防护半导体器件正常工作时的工作电压。TVS管单元和限流电阻单元中具体的器件选型可以根据实际应用中的具体情况进行选取，本发明对此不作限定。
当图5所示的浪涌防护电路中，TVS管单元具体为一个TVS管D、限流电阻单元具体为一个限流电阻R时，浪涌防护电路的详细示意图如图6所示。
当未出现浪涌激励时，图6所示的浪涌防护电路中，TVS管D处于截止状态，不影响半导体器件正常工作。
当出现浪涌激励时，图6所示的浪涌防护电路中，TVS管D迅速导通发挥作用，构成了浪涌能量的一个泄放通道，限流电阻R能够对该泄放通道进行限流，保护TVS管，并且，限流电阻R能够消耗浪涌能量。
当浪涌激励消失后，TVS管D自动恢复至截止状态。
可见，本发明实施例2提供的浪涌防护电路，也能够避免浪涌激励冲击半导体器件，更为适用于浪涌激励能量较小的场合。
实施例3：
本发明实施例3提供了一种浪涌防护电路，如图7所示，包括压敏电阻单元，压敏电阻单元的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
其中，压敏电阻单元具体可以为一个压敏电阻或者并联的多个压敏电阻。
为保证浪涌防护电路能够对半导体器件进行有效防护，并且不影响半导体器件的正常工作，压敏电阻单元的导通电压均应小于待防护半导体器件能够承受的最大电压、并且大于待防护半导体器件正常工作时的工作电压。压敏电阻单元中具体的器件选型可以根据实际应用中的具体情况进行选取，本发明对此不作限定。
当压敏电阻单元具体为一个压敏电阻RV时，浪涌防护电路的详细示意图如图8所示。
当未出现浪涌激励时，图8所示的浪涌防护电路中，压敏电阻RV处于高阻状态，不影响半导体器件正常工作。
当出现浪涌激励时，图8所示的浪涌防护电路中，压敏电阻RV导通，构成了浪涌能量的一个泄放通道。
当浪涌激励消失后，压敏电阻RV自动恢复至高阻状态。
本发明实施例3提供的浪涌防护电路，也能够避免浪涌激励冲击半导体器件，更为适用于浪涌激励速度较慢的场合。
实施例4：
本发明实施例4提供了一种电力电子设备，包括上述实施例1-实施例3中的任一浪涌防护电路。
采用了上述浪涌防护电路的电力电子设备的浪涌防护能力较强，设备可靠性较高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种浪涌防护电路，其特征在于，包括瞬态电压抑制二极管TVS管单元、限流电阻单元和压敏电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联后与压敏电阻单元并联，并联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
2.如权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，TVS管单元具体为一个TVS管、或者串联的多个TVS管、或者并联的多个TVS管、或者串并联的多个TVS管；
限流电阻单元具体为一个限流电阻、或者串联的多个限流电阻、或者并联的多个限流电阻、或者串并联的多个限流电阻；
压敏电阻单元具体为一个压敏电阻或者并联的多个压敏电阻。
3.一种电力电子设备，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的浪涌防护电路。
4.一种浪涌防护电路，其特征在于，包括瞬态电压抑制二极管TVS管单元和限流电阻单元，其中：
TVS管单元和限流电阻单元串联，串联后的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
5.如权利要求4所述的浪涌防护电路，其特征在于，TVS管单元具体为一个TVS管、或者串联的多个TVS管、或者并联的多个TVS管、或者串并联的多个TVS管；
限流电阻单元具体为一个限流电阻、或者串联的多个限流电阻、或者并联的多个限流电阻、或者串并联的多个限流电阻。
6.一种电力电子设备，其特征在于，包括如权利要求4或5所述的浪涌防护电路。
7.一种浪涌防护电路，其特征在于，包括压敏电阻单元，压敏电阻单元的两端分别连接待防护半导体器件的两端。
8.如权利要求7所述的浪涌防护电路，压敏电阻单元具体为一个压敏电阻或者并联的多个压敏电阻。
9.一种电力电子设备，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的浪涌防护电路。
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| CN201410268851.4A CN105244863A (zh) | 2014-06-17 | 2014-06-17 | 一种浪涌防护电路及电力电子设备 |
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