CN106374448A - 一种高带载能力的直流防雷电路 - Google Patents

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沈益峰
曹阳
聂慧娟
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SHANGHAI XINFENG ELECTRONICS CO Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage

Abstract

本发明公开了一种高带载能力的直流防雷电路,包括分流电路和与分流电路并联的至少一防浪涌电路,沿电流方向,所述分流电路设置在防浪涌电路的前方,所述分流电路包括压敏电阻,所述压敏电阻的两端分别与电源输入的正极和负极相连接,每一防浪涌电路均包括瞬态电压抑制二极管和电阻,所述瞬态电压抑制二极管与电阻并联后的两端分别与电源输入的正极和负极相连接。本发明降残压能力效果显著、响应速度快、带载能力较高、体积小、安全性能高和使用灵活。

Description

一种高带载能力的直流防雷电路
技术领域
[0001] 本发明涉及防雷电路技术领域,特别涉及到一种高带载能力的直流防雷电路。
背景技术
[0002] 21世纪随着科技的迅猛的发展,人们的生活和工作越来越依赖于电子、电气设备。如何确保这些设备的安全工作,也成了行业中制造商和运营商着重关注的对象。其中在雷击浪涌防护方面,在不同的行业领域里都是十分重视的一点,如轨道,民航,监控,数据机房,基站等等。在这些行业的设备通信或处理端,较多时候需要用直流供电,这些终端设备内部有大量精密元件,对各种原因(如雷击,开关机的浪涌,静电等)产生的过电压非常敏感,要求安装的防雷部件对这些有危害的过电压进行抑制(对防雷电路或防雷器反映的指标就是残压要足够低),使设备中各类精密元件可以承受住,而不影响正常运行。
[0003] 传统的防雷电路存在以上不足:1.现有的防雷电路大多选用压敏电阻作为主防雷器件,但压敏电阻在响应时间和降残压能力上并不理想,并且响应速度比较慢;2.现有的防雷电路大多使用电感退藕的方式来形成多级分流,电感等退藕器件不但会限制防雷电路的带负载能力,并且增大了防雷电路的体积;3.现有的防雷电路的安全性能较差。
[0004] 然而针对现有技术的不足,研发者有必要研制一种设计合理、结构简单、降残压能力效果显著、响应速度快、带载能力较高、体积小、安全性能高和使用灵活的高带载能力的直流防雷电路。
发明内容
[0005] 为解决现有技术存在的问题,本发明目的提供了一种设计合理、结构简单、降残压能力效果显著、响应速度快、带载能力较高、体积小、安全性能高和使用灵活的高带载能力的直流防雷电路。
[0006] 为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案来实现的:
[0007] —种高带载能力的直流防雷电路,其特征在于,包括分流电路和与分流电路并联的至少一防浪涌电路,沿电流方向,所述分流电路设置在防浪涌电路的前方,所述分流电路包括压敏电阻,所述压敏电阻的两端分别与电源输入的正极和负极相连接,每一防浪涌电路均包括瞬态电压抑制二极管和电阻,所述瞬态电压抑制二极管与电阻并联后的两端分别与电源输入的正极和负极相连接。
[0008] 在本发明的一个优选实施例中,所述分流电路还包括一与压敏电阻串联的保险丝。
[0009] 在本发明的一个优选实施例中,所述防浪涌电路还串联有温度保险电阻。
[0010] 在本发明的一个优选实施例中,所述防浪涌电路还包括一与电阻串联的发光二极管。
[0011]与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0012] 1.降残压能力效果显著,使用瞬态电压抑制二极管作为主要防浪涌器件,能够将电路残压低于130V,由此可见其降残压能力效果显著。
[0013] 2.响应速度快,在主要防浪涌器件上,瞬态电压抑制二极管的响应速度好于压敏电阻。
[0014] 3.带载能力较高,本防雷电路的输入和输出的压降极小,进一步提高了电路带负载能力。
[0015] 4.体积小,本防雷电路由于没有了电感等退藕器件的关系,大大减小的整个电路的体积。
[0016] 5.抗浪涌能力可视需要进行无限级联,本防雷电路中的防浪涌电路可以根据需求无限并联组合,达到提高抗浪涌能力的效果。
[0017] 6.安全性高,每个抗浪涌主通道均采用过流保护,提高安全性;另外,整个电路并且额外增加分流电路进行辅助承担浪涌,提高和延缓主要器件使用寿命。
[0018] 7.支持n+1级的浪涌能力分级指示(由发光二极管显示)。如二个防浪涌电路,则可以提供O,50 %,100 %的三档防雷能力指示。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明的电路图。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
[0022] 参照图1所示,图中给出的一种高带载能力的直流防雷电路,包括分流电路NI和与分流电路NI并联的至少一防浪涌电路。
[0023] 沿电流方向,分流电路NI设置在防浪涌电路Ml、M2、Mn的前方,分流电路NI包括压敏电阻RVl和保险丝F0,压敏电阻RVl与保险丝FO串联后的两端分别与电源输入的正极和负极相连接。
[0024] 防浪涌电路Ml、M2、Mn分别包括瞬态电压抑制二极管Vl、V2、Vn和电阻Rl、R2、Rn,瞬态电压抑制二极管Vl、V2、Vn与电阻Rl、R2、Rn并联后的两端分别与电源输入的正极和负极相连接。
[0025] 防浪涌电路Ml、M2、Mn还串联有温度保险电阻F1、F2、Fn,当防浪涌电路Ml、M2、Mn发生短路时,串接在防浪涌电路Ml、M2、Mn上的温度保险电阻Fl、F2、Fn断开,从而能够将损坏的防浪涌电路Ml、M2、Mn从输入电源中分离出,有效的提高了该防雷电路的安全性能。
[0026] 防浪涌电路祖、12、111还包括一与电阻1?1、1?2、1?11串联的发光二极管01、02、011,当防浪涌电路Ml、M2、Mn失效时,温度保险电阻Fl、F2、Fn自动断开,防浪涌电路Ml、M2、Mn上的发光二极管Dl、D2、Dn会因为没有电流而熄灭,从而表示该防浪涌电路已经损坏。
[0027] 本发明的工作原理如下:
[0028] 该防雷电路正常工作时,压敏电阻RV1、瞬态电压抑制二极管Vl、V2、Vn近乎断开状态,发光二极管Dl、D2、Dn有电流通过,且正常发光,表示防浪涌电路Ml、M2、Mn处于正常状
ίέτ O
[0029] 当有雷击电流通过该防雷电路时,瞬态电压抑制二极管V1、V2、Vn被击穿,雷击电流大部分通过瞬态电压抑制二极管Vl、V2、Vn的导通向大地释放。压敏电阻RVl在有雷击电流通过时也有被击穿的特性,但由于压敏电阻RVl的响应时间比瞬态电压抑制二极管V1、V 2、Vn慢,所以只能起到一定的分流作用。
[0030] 该防雷电路中的分流电路NI为防浪涌电路Ml、M2、Mn起到分流作用,同时避免防浪涌电路Ml、M2、Mn出现满负荷运转的情况,防浪涌电路Ml、M2、Mn主要起到将大部分雷击电流释放到大地的作用,少量由器件(瞬态电压抑制二极管、电阻和发光二级管)本身消耗,同时还会对浪涌电压进行抑制和钳位,保护与电源输出端连接的设备不被雷击电流损坏。
[0031]综上所述本发明具有以下优点:
[0032] 1.降残压能力效果显著,使用瞬态电压抑制二极管作为主要防浪涌器件,能够将电路残压低于130V,由此可见其降残压能力效果显著。
[0033] 2.响应速度快,在主要防浪涌器件上,瞬态电压抑制二极管的响应速度好于压敏电阻。
[0034] 3.带载能力较高,本防雷电路的输入和输出的压降极小,进一步提高了电路带负载能力。
[0035] 4.体积小,本防雷电路由于没有了电感等退藕器件的关系,大大减小的整个电路的体积。
[0036] 5.抗浪涌能力可视需要进行无限级联,本防雷电路中的防浪涌电路可以根据需求无限并联组合,达到提高抗浪涌能力的效果。
[0037] 6.安全性高,每个抗浪涌主通道均采用过流保护,提高安全性;另外,整个电路并且额外增加分流电路进行辅助承担浪涌,提高和延缓主要器件使用寿命。
[0038] 7.支持n+1级的浪涌能力分级指示(由发光二极管显示)。如二个防浪涌电路,则可以提供O,50 %,100 %的三档防雷能力指示。
[0039] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种高带载能力的直流防雷电路,其特征在于,包括分流电路和与分流电路并联的至少一防浪涌电路,沿电流方向,所述分流电路设置在防浪涌电路的前方,所述分流电路包括压敏电阻,所述压敏电阻的两端分别与电源输入的正极和负极相连接,每一防浪涌电路均包括瞬态电压抑制二极管和电阻,所述瞬态电压抑制二极管与电阻并联后的两端分别与电源输入的正极和负极相连接。
2.如权利要求1所述的一种高带载能力的直流防雷电路,其特征在于:所述分流电路还包括一与压敏电阻串联的保险丝。
3.如权利要求1所述的一种高带载能力的直流防雷电路,其特征在于:所述防浪涌电路还串联有温度保险电阻。
4.如权利要求1或3所述的一种高带载能力的直流防雷电路,其特征在于:所述防浪涌电路还包括一与电阻串联的发光二极管。
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