CN108155637A - 三项电源电涌保护电路 - Google Patents

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黄强
刘锦扬
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Abstract

本发明公开了一种三项电源电涌保护电路，涉及电涌保护，针对电涌应对不够有效、稳定的问题，提供了以下技术方案，包括限压模块，电性连接在火线与中线之间，基于火线与中线电压逐渐增至限压值，渐变实现二者之间的短路；第一缓冲模块，电性连接在火线与中线之间，延缓火线与中线间电压的变化；稳压模块，与缓冲电路串联在火线与中线之间，具有稳压值，两端电压大于稳压值时导通；第二缓冲模块，与稳压模块并联，缓冲稳压模块两端电压变化；开关模块，与稳压模块电性连接，并且在稳压模块两端的电压大于开关模块的开启电压时导通以短路火线与中线；三级保护可以较为稳定的抑制浪涌电流对电路的影响。

Description

三项电源电涌保护电路
技术领域
本发明涉及电涌保护，更具体地说，它涉及一种三项电源电涌保护电路。
背景技术
电涌顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压，被称为瞬变脉冲电压、瞬态过电、突波或电涌等，是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动，在电路中通常持续约百万分之一秒的一种剧烈脉冲。220V电路系统中持续瞬间（百万分之一秒）的5KV或10KV的电压波动，即为电涌或瞬态过电。电涌也指电网输出电压有效值大于额定值110%，其持续时间为一个周波（20ms）至数个周波的电压变化。
电涌保护电路是当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备损害的电路。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种三项电源电涌保护电路，具有更有效、安全、稳定应对浪涌电流的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种三项电源电涌保护电路，包括
限压模块，电性连接在火线与中线之间，基于火线与中线电压逐渐增至限压值，渐变实现二者之间的短路；
第一缓冲模块，电性连接在火线与中线之间，延缓火线与中线间电压的变化；
稳压模块，与缓冲电路串联在火线与中线之间，具有稳压值，两端电压大于稳压值时导通；
第二缓冲模块，与稳压模块并联，缓冲稳压模块两端电压变化；
开关模块，与稳压模块电性连接，并且在稳压模块两端的电压大于开关模块的开启电压时导通以短路火线与中线。
采用上述技术方案，限压模块电性连接在火线与中线之间，当出现大于限压值的剑锋电压或电流时，限压模块的电压逐渐变小直至将火线与中线短路，实现对剑锋电压或电流的第一级保护；另外在火线与中线之间电性连接有第一缓冲模块，缓冲火线与中线之间的电压变化，同时第一缓冲模块电性连接具有稳压值的稳压模块，当稳压模块两端的电压大于稳压值时，稳压模块被击穿导通，从而将火线与中线短路，实现二级保护；此外，稳压模块并联有第二缓冲模块，第二缓冲模块延缓稳压模块两端的电压变化，在稳压模块两端的电压达到开关模块的开启电压时，开关模块导通进而将火线与中线的短路，实现第三级保护，三级保护可以较为稳定的抑制浪涌电流对电路的影响。
优选的，所述限压模块包括压敏电阻。
采用上述技术方案，压敏电阻元器件成本较低，易于维护更换。
优选的，所述第一缓冲模块包括RC吸收电路。
采用上述技术方案，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。
优选的，所述稳压模块包括若干串联的稳压二极管。
采用上述技术方案，稳压二极管具有击穿电压，在两端电压大于稳压值时即被击穿，丧失稳压特性，相当于短路。
优选的，所述第二缓冲模块包括电容电路。
采用上述技术方案，利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。
优选的，所述开关模块包括若干串联的三极管开关电路。
采用上述技术方案，三极管开关电路响应迅速，可以对浪涌电压尽快做出反应。
优选的，所述三极管开关电路电性连接有受控于三极管开关电路的导通以断开火线连接的继电器开关电路。
采用上述技术方案，继电器开关电路响应于三极管开关电路的控制将火线电路断开，从而彻底避免浪涌电流持续对用电器、元器件的影响。
优选的，所述第二缓冲模块电性连接有用于调节第二缓冲模块缓冲能力的调节电路。
采用上述技术方案，调节电路可以调节第二缓冲模块的缓冲能力，进而可以依据需要调节三极管开关电路导通的相位先后。
综上所述，本发明具有以下有益效果：三重保护可以较为稳定、安全的抑制浪涌电流对电路的影响。
附图说明
图1为三项电源电涌保护电路的原理框图；
图2为三项电源电涌保护电路的电路原理图。
图中：1、限压模块；2、第一缓冲模块；3、稳压模块；4、第二缓冲模块；5、开关模块；6、调节电路。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。
一种三项电源电涌保护电路，参照图1以及图2，包括限压模块1、第一缓冲模块2、稳压模块3、第二缓冲模块4以及开关模块5。
其中限压模块1电性连接在火线与中线之间，基于火线与中线之间的变压变化而变化，具体为在电压逐渐增大至限压值时，渐变的实现火线与中线的短路，本实施例中限压模块1采用为压敏电阻，压敏电阻RV连接在火线P与中线之间进行第一重保护。
第一缓冲模块2电性连接在火线与中线之间，延缓火线与中线间电压的变化，本实施例中，第一缓冲模块2采用为RC吸收电路，用于抑制火线与零线之间电压的忽然变化，它包括电阻R1、电阻R2以及电容C1，其中电阻R1的一端连接于火线，另一端串联电容C1，电阻R2并联与电容C1。
稳压模块3与缓冲电路串联在火线与中线之间，具有稳压值，两端电压大于稳压值时导通。稳压模块3包括若干串联的稳压二极管，本实施例中采用为串联的电容D1以及电容D2，具体为电容D1的阴极连接于电容C1的一端，电容D1的阳极连接于电容D2的阴极，电容D1的阳极连接于中线。
第二缓冲模块4与稳压模块3并联，在稳压模块3两端电压增大时进行缓冲，第二缓冲模块4在本实施例中采用为电容电路，具体为包括二极管D3、电容C2、电阻R3、电阻R4以及电容C3，其中二极管D3的阳极连接于二极管D1的阴极，二极管D3的阴极串联电容C2后接地，二极管D3的阴极同时串联电阻R3后接地，二极管D3的阴极同时串联电阻R4与电容C3后接地。
另外，第二缓冲模块4电性连接有用于调节第二缓冲模块4缓冲能力的调节电路6，本实施例中调节电路6采用为电位器RP，具体连接为电位器RP的一固定端以及可调端连接于二极管D3的阴极，即电阻二极管D3与R4的一端，电位器RP的另一固定端连接于电阻R4的另一端。
开关模块5与第二缓冲模块4电性连接并且响应于第二缓冲模块4的供电导通以短路火线与中线，本实施例中开关模块5包括四个串联的三极管开关电路， 具体为，具体为NPN型三极管Q1的基极连接于二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接于电阻R4与电容C3之间的节点，三极管Q1的集电极串联电阻R5后连接于火线，三极管Q1的发射极连接于NPN型的三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接于三极管Q1的集电极，三极管Q2的发射极连接中线，三极管Q1的集电极同时串联电阻R6后连接于PNP型三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极连接于PNP型三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极连接于火线，三极管Q4的发射极串联电阻R7后连接于三极管Q1的基极。
同时三极管开关电路电性连接有受控于三极管开关电路的导通以断开火线连接的继电器开关电路。具体为三极管Q4的发射极串联继电器线圈KM1后连接于中线，继电器线圈KM1控制的常闭式触头开关串联在火线电路中。
本实施例的工作原理以及工作过程：
在工作时，电涌电压首先经过压敏电阻RV进行第一重保护，压敏电阻在电压增大时电阻变小，从而将火线与中线短路进行保护，之后第一缓冲缓冲火线与中线之间的电压变化，同时第一缓冲模块2电性连接具有稳压值的稳压模块3，当稳压模块3两端的电压大于稳压值时，稳压模块3被击穿导通，从而将火线与中线短路，实现二级保护；此外，稳压模块3并联有第二缓冲模块4，第二缓冲模块4延缓稳压模块3两端的电压变化，在稳压模块3两端的电压达到开关模块5的开启电压时，开关模块5导通进而将火线与中线的短路，实现第三级保护，三级保护可以较为稳定的抑制浪涌电流对电路的影响。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种三项电源电涌保护电路，其特征是：包括
限压模块(1)，电性连接在火线与中线之间，基于火线与中线电压逐渐增至限压值，渐变实现二者之间的短路；
第一缓冲模块(2)，电性连接在火线与中线之间，延缓火线与中线间电压的变化；
稳压模块(3)，与缓冲电路串联在火线与中线之间，具有稳压值，两端电压大于稳压值时导通；
第二缓冲模块(4)，与稳压模块(3)并联，缓冲稳压模块(3)两端电压变化；
开关模块(5)，与稳压模块(3)电性连接，并且在稳压模块(3)两端的电压大于开关模块(5)的开启电压时导通以短路火线与中线。
2.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述限压模块(1)包括压敏电阻。
3.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述第一缓冲模块(2)包括RC吸收电路。
4.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述稳压模块(3)包括若干串联的稳压二极管。
5.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述第二缓冲模块(4)包括电容电路。
6.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述开关模块(5)包括若干串联的三极管开关电路。
7.根据权利要求6所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述三极管开关电路电性连接有受控于三极管开关电路的导通以断开火线连接的继电器开关电路。
8.根据权利要求1所述的三项电源电涌保护电路，其特征是：所述第二缓冲模块(4)电性连接有用于调节第二缓冲模块(4)缓冲能力的调节电路(6)。
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