CN105896512A - 抗雷击浪涌电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗雷击浪涌电路，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二电路保护器件，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一电路保护器件，所述第一电路保护器件与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三电路保护器件，所述第二电路保护器件剩余的一端连接零线输入端，本发明设计简单、使用安全、故障率低，且大大降低失火的发生率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源保护电路，具体是涉及一种抗雷击浪涌电路。
背景技术
随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。
最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。一方面由于电子设备内部结构高度集成化(VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论：
(1)电源浪涌
电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10 000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。这样的浪涌电压完全有可能一次性将电子设备损坏。
(2)信号系统浪涌
信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善网络的传输状况。
基于以上的技术缺陷和状况，迫切需要设计一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌的开关电源电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种设计简单、使用安全、故障率低的抗雷击浪涌电路。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种抗雷击浪涌电路，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二电路保护器件，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一电路保护器件，所述第一电路保护器件与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三电路保护器件，所述第二电路保护器件剩余的一端连接零线输入端。
进一步的，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为保险丝。
更进一步的，两个并联支路与自然地之间设置一个气体放电管。
进一步的，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为气体放电管。
进一步的，所述第一电路保护器件包括串接起来的第一保险丝和第一气体放电管，所述第二电路保护器件包括串接起来的第二保险丝和第二气体放电管，所述第三电路保护器件包括串接起来的第三保险丝和第三气体放电管。
本发明的有益效果是：
将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分，电路简单，采用复合式对称电路，共模、差摸全保护，可以不分L、N端连接。使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联，主要来钳位L、N线间电压，压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地，与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路，采用压敏电阻并联，延长使用寿命，在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离，不会引起失火。
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，与本发明的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是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
压敏电阻是一种限压型保护器件，可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。压敏电阻的失效模式主要是短路，当然，当通过的过电流太大时，也有可能造成阀片被炸裂而开路。
气体放电管也是一种电路保护器件，但它的工作原理是气体放电，当两极间电压足够大时，极间气体间隙被击穿，由原来的绝缘态转化为导电状态，类似于短路，却不同于短路，因为导通状态下两极间维持了比较低的电压，一般在20-50V，可以很好地保护后级电路。
一种抗雷击浪涌电路，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二电路保护器件，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一电路保护器件，所述第一电路保护器件与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三电路保护器件，所述第二电路保护器件剩余的一端连接零线输入端。
进一步的，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为保险丝。
更进一步的，两个并联支路与自然地之间设置一个气体放电管。
进一步的，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为气体放电管。
进一步的，所述第一电路保护器件包括串接起来的第一保险丝和第一气体放电管，所述第二电路保护器件包括串接起来的第二保险丝和第二气体放电管，所述第三电路保护器件包括串接起来的第三保险丝和第三气体放电管。
以下结合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。
实施例一
根据图1，一种抗雷击浪涌电路，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二气体放电管G2，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一气体放电管G1，所述第一气体放电管G1与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三气体放电管G3，所述第二气体放电管G2为三端气体放电管，第二气体放电管G2剩余的一端连接零线输入端。
实施例二
根据图2，一种抗雷击浪涌电路，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二保险丝TF2，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一保险丝TF1，所述第一保险丝TF1与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三保险丝TF3，所述第二保险丝TF2剩余的一端连接零线输入端。
更进一步的，两个并联支路与自然地之间设置一个气体放电管G，两个并联支路分别是指压敏电阻RV1和压敏电阻RV2所在的支路。
本实施例下的一种变形情况是，所述第一电路保护器件包括串接起来的第一保险丝和第一气体放电管，所述第二电路保护器件包括串接起来的第二保险丝和第二气体放电管，所述第三电路保护器件包括串接起来的第三保险丝和第三气体放电管。
使用防雷电路时必须注意的几点：
1.放电管的加入不能影响线路的正常工作，这就要保证放电管的直流击穿电压的下限值必须高于线路的最大正常工作电压。据此确定所需放电管的标称直流击穿电压值。
2.确定线路所能承受的最高瞬时电压值，要确保放电管的冲击击穿电压值必须低于此值。以确保当瞬间过压来临时，放电管的反映速度快于线路的反映速度，抢先一步将过电压限制在安全值。这是放电管的一个最重要的指标。
3.根据线路中可能窜入的冲击电流强度，确定所选用放电管必须达到的耐冲击电流能力(如：在室外一般选用10kA以上等级；在入室端一般选用5kA等级；在设备终端处一般选用1kA左右等级)。
4.当过电压消失后，要确保放电管及时熄灭，以免影响线路的正常工作。这就要求放电管的过保持电压尽可能高，以保证正常线路工作电压不会引起放电管的持续导通(即续流问题)。
5.若过电压持续的时间很长，气体放电管的长时间动作将产生很高的热量。为了防止该热量所造成的保护设备或者终端设备的损坏同时也为了防止发生任何可能的火灾，气体放电管此时必须配上适当的短路装置，我们称之为FS装置(Fail-safe即“失效保护装置”)。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (5)
1.一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，包括火线输入端和零线输入端，所述火线输入端与自然地之间设置有并联的压敏电阻RV1和RV2，所述压敏电阻RV2与自然地之间串接有第二电路保护器件，所述压敏电阻RV1与自然地之间串接有第一电路保护器件，所述第一电路保护器件与自然地之间还串接有压敏电阻RV3以及气第三电路保护器件，所述第二电路保护器件剩余的一端连接零线输入端。
2.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为保险丝。
3.根据权利要求2所述的一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，两个并联支路与自然地之间设置一个气体放电管。
4.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第一电路保护器件、第二电路保护器件和第三电路保护器件均为气体放电管。
5.根据权利要求1所述的一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第一电路保护器件包括串接起来的第一保险丝和第一气体放电管，所述第二电路保护器件包括串接起来的第二保险丝和第二气体放电管，所述第三电路保护器件包括串接起来的第三保险丝和第三气体放电管。
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