CN110875682A - 一种雷击浪涌防护电路 - Google Patents

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姜思卓
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Abstract

本发明为一种雷击浪涌防护电路，该电路的组成包括限压电路、限流电路、整流电路和π型滤波电路。限压电路由压敏电阻和复合热敏组成，能够吸收大部分雷击浪涌的能量，浪涌电压。限流电路由电阻和电容组成，电路中串联的电阻不仅能够抑制浪涌电压的增长，而且可有效抑制电源开关噪声对电网的污染。π型滤波电路由电容和共模电感组成，不但可以平滑浪涌电流，进一步抑制残压幅值，而且能够有效降低EMI。

Description

一种雷击浪涌防护电路
技术领域
本发明涉及开关电源的雷击浪涌防护领域，尤其涉及一种雷击浪涌防护电路。
背景技术
开关电源广泛应用于电力设备、仪器仪表、医疗设备、通讯设备和数码产品等领域。大多电源直接接在市电上，时常会受到自然因素和应用环境的影响，其中雷击浪涌是最为突出的。雷击会在电网上产生高压、过电流尖峰，直接影响设备耐压、耐过电流性能，甚至会损坏电源。目前，开关电源一般会在电源的输入端放置压敏吸收浪涌，但这种方式雷击浪涌防护等级低，不能抑制电磁干扰，难以满足稳定性、可靠性高的产品要求。
因此，需要研制雷击浪涌防护等级高、抑制电磁干扰能力强的雷击浪涌防护电路。
发明内容
为了克服上述背景技术的缺陷，本发明提供了一种雷击浪涌防护电路，该电路通过压敏电阻和复合热敏，吸收大部分雷击浪涌的能量，限制浪涌电压。电路中串联的电阻不仅能够抑制浪涌电压的增长，而且可有效抑制电源开关噪声对电网的污染。由共模电感和电容构成的π型滤波电路不但可以平滑浪涌电流，进一步抑制残压幅值，而且能够有效降低EMI。
本发明的技术方案为：
一种雷击浪涌防护电路，该电路的组成包括限压电路、限流电路、整流电路和π型滤波电路。
其连接关系为：限压电路的输入端连接电网，输出端连接限流电路的输入端；限流电路的输出端连接整流电路的输入端；整流电路的输出端连接π型滤波电路的输入端；π型滤波电路的输出端连接负载。
所述的限压电路的组成包括压敏输入端VC0、VA0、VB0、VN0，压敏电阻RV1、RV2、RV3和复合热敏RT1、RT2、RT3、RT4；其连接关系为：压敏电阻RV1的一端与输入端VC0相连，压敏电阻RV1的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV2的一端与输入端VA0相连，压敏电阻的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV3的一端与输入端VB0相连，压敏电阻RV3的另一端与输入端VN0相连；复合热敏RT1的3脚、复合热敏RT2的3脚、复合热敏RT3的3脚和复合热敏RT4的3脚连接在一起；复合热敏RT1的1脚与输入端VC相连，复合热敏RT1的2脚与输出端VC1相连；复合热敏RT2的1脚与输入端VA0相连，复合热敏RT2的2脚与输出端VA1相连；复合热敏RT3的1脚与输入端VB0相连，复合热敏RT3的2脚与输出端VB0相连；复合热敏RT4的1脚与输入端VN0相连，复合热敏RT4的2脚与输出端VN1相连。
所述的限流电路的组成包括输入端VC1、VA1、VB1、VN1，电阻R1、R2、R3、R4和电容C1、C2、C5；其连接关系为电阻R1的一端与输入端VC1相连，另一端与电容C1相连；电阻R2的一端与输入端VA1相连，另一端与电容C2的一端相连；电阻R3的一端与输入端VB1相连，另一端与电容C5的一端相连；电阻R4的一端与输入端VN1相连，另一端与电容C1、C2、C5的另一端的公共点相连。
所述的π型滤波电路的组成包括输入端VDAC0、GND0，电容C3、C4，共模电感LX1和输出端VDAC1、GND1；其连接关系为电容C3的一端与输入端VDAC0相连，另一端与输入端GND0相连；共模电感的1脚与电容C3的一端和输入端VDAC0的公共端相连，共模电感的4脚与电容C3的另一端和输入端GND0的公共端相连；电容C4的一端与输出端VDAC1相连，另一端与输出端GND1相连；共模电感的2脚与电容C4的一端和输出端VDAC1的公共端相连，共模电感的3脚与电容C4的另一端和输出端GND1的公共端相连。
本发明的有益效果为：压敏电阻和复合热敏构成多级吸收雷击电路吸收雷击能量，减少其他器件的耐压压力。电路中串联电阻既可以进一步抑制浪涌电压的增长，又可以有效抑制电源开关噪声对电网的污染。由电容和共模电感组成的π型滤波器不但起到平滑浪涌电流，抑制浪涌残压幅值的作用，而且能够有效降低电源的EMI。
附图说明
图1为本发明的雷击浪涌防护电路结构图；
图2为本发明的限压电路图；
图3为本发明的限流电路图；
图4为本发明的整流电路图；
图5为本发明的π型滤波电路图；
具体实施方式
为了使得本技术领域的人员能够能好的理解本发明，并使得本发明的上述目的、特征和优点更加易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细说明，但仅作说明而不是限制本发明。
图1所示为本发明的雷击浪涌防护电路结构图。如图所示，一种雷击浪涌防护电路包括限压电路1、限流电路2、整流电路3和π型滤波电路4。其连接关系为限压电路1的输入端连接电网，输出端连接限流电路2的输入端；限流电路2的输出端连接整流电路3的输入端；整流电路3的输出端连接π型滤波电路4的输入端；π型滤波电路4的输出端连接负载。
图2所示为本发明的限压电路图。所述的限压电路1的组成包括压敏输入端VC0、VA0、VB0、VN0，压敏电阻RV1、RV2、RV3和复合热敏RT1、RT2、RT3、RT4；其连接关系为：压敏电阻RV1的一端与输入端VC0相连，压敏电阻RV1的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV2的一端与输入端VA0相连，压敏电阻的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV3的一端与输入端VB0相连，压敏电阻RV3的另一端与输入端VN0相连；复合热敏RT1的3脚、复合热敏RT2的3脚、复合热敏RT3的3脚和复合热敏RT4的3脚连接在一起；复合热敏RT1的1脚与输入端VC相连，复合热敏RT1的2脚与输出端VC1相连；复合热敏RT2的1脚与输入端VA0相连，复合热敏RT2的2脚与输出端VA1相连；复合热敏RT3的1脚与输入端VB0相连，复合热敏RT3的2脚与输出端VB0相连；复合热敏RT4的1脚与输入端VN0相连，复合热敏RT4的2脚与输出端VN1相连。
所述的输入端VC0、VA0、VB0、VN0分别接电网的C相、A相、B相、N相；压敏电阻RV1、RV2、RV3可以选择并联，根据雷击浪涌防护等级高低选择压敏电阻的并联个数；复合热敏RT1、RT2、RT3、RT4的PTC电阻值推荐为200Ω-300Ω，压敏电阻的压敏电压值推荐为350V-480V。
例如，在输入端VC0与输入端VA0引入30KV的浪涌电压波，首先经过由压敏电阻RV1、压敏电阻RV2组成的第一级浪涌吸收电路吸收浪涌电压。然后经过复合热敏RT1和复合热敏RT2组成的第二级浪涌吸收电路进一步吸收浪涌残压。
图3所述为本发明的限流电路图。所述的限流电路3的组成包括输入端VC1、VA1、VB1、VN1，电阻R1、R2、R3、R4和电容C1、C2、C5；其连接关系为电阻R1的一端与输入端VC1相连，另一端与电容C1相连；电阻R2的一端与输入端VA1相连，另一端与电容C2的一端相连；电阻R3的一端与输入端VB1相连，另一端与电容C5的一端相连；电阻R4的一端与输入端VN1相连，另一端与电容C1、C2、C5的另一端的公共点相连。
所述的电容C1、C2、C5为安规电容；电阻R1、R2、R3、R4为手插电阻；电阻R1、R2、R3、R4能够抑制电容C1两端的电压的增长，进一步抑制浪涌电压的升高，同时又可抑制电源骚扰对电网的污染。
图4所述为本发明的整流电路。所述的整流电路4为公知技术，本发明给出常用的整流电路见图4，二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8为整流管，例如GN1P20。
图5所述为本发明的π型滤波电路。所述的π型滤波电路5的组成包括输入端VDAC0、GND0，电容C3、C4，共模电感LX1和输出端VDAC1、GND1；其连接关系为电容C3的一端与输入端VDAC0相连，另一端与输入端GND0相连；共模电感的1脚与电容C3的一端和输入端VDAC0的公共端相连，共模电感的4脚与电容C3的另一端和输入端GND0的公共端相连；电容C4的一端与输出端VDAC1相连，另一端与输出端GND1相连；共模电感的2脚与电容C4的一端和输出端VDAC1的公共端相连，共模电感的3脚与电容C4的另一端和输出端GND1的公共端相连。
所述的电容C3、C4为安规电容；电容C3、共模电感X1和电容C4构成π型滤波电路不仅能平滑浪涌电流，进一步抑制残压幅值，而且能够在150KHz～30MHz范围内有效降低EMI。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种雷击浪涌防护电路，其特征在于该电路的组成包括限压电路、限流电路、整流电路和π型滤波电路；
其连接关系为限压电路的输入端连接电网，输出端连接限流电路的输入端；限流电路的输出端连接整流电路的输入端；整流电路的输出端连接π型滤波电路的输入端；π型滤波电路的输出端连接负载。
2.如权利要求1所述的一种雷击浪涌防护电路，其特征为所述的限压电路的组成包括压敏输入端VC0、VA0、VB0、VN0，压敏电阻RV1、RV2、RV3和复合热敏RT1、RT2、RT3、RT4；
其连接关系为：压敏电阻RV1的一端与输入端VC0相连，压敏电阻RV1的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV2的一端与输入端VA0相连，压敏电阻的另一端与输入端VN0相连；压敏电阻RV3的一端与输入端VB0相连，压敏电阻RV3的另一端与输入端VN0相连；复合热敏RT1的3脚、复合热敏RT2的3脚、复合热敏RT3的3脚和复合热敏RT4的3脚连接在一起；复合热敏RT1的1脚与输入端VC相连，复合热敏RT1的2脚与输出端VC1相连；复合热敏RT2的1脚与输入端VA0相连，复合热敏RT2的2脚与输出端VA1相连；复合热敏RT3的1脚与输入端VB0相连，复合热敏RT3的2脚与输出端VB0相连；复合热敏RT4的1脚与输入端VN0相连，复合热敏RT4的2脚与输出端VN1相连。
3.如权利要求1所述的一种雷击浪涌防护电路，其特征为所述的限流电路的组成包括输入端VC1、VA1、VB1、VN1，电阻R1、R2、R3、R4和电容C1、C2、C5；
其连接关系为电阻R1的一端与输入端VC1相连，另一端与电容C1相连；电阻R2的一端与输入端VA1相连，另一端与电容C2的一端相连；电阻R3的一端与输入端VB1相连，另一端与电容C5的一端相连；电阻R4的一端与输入端VN1相连，另一端与电容C1、C2、C5的另一端的公共点相连。
4.如权利要求1所述的一种雷击浪涌防护电路，其特征为所述的π型滤波电路的组成包括输入端VDAC0、GND0，电容C3、C4，共模电感LX1和输出端VDAC1、GND1；
其连接关系为电容C3的一端与输入端VDAC0相连，另一端与输入端GND0 相连；共模电感的1脚与电容C3的一端和输入端VDAC0的公共端相连，共模电感的4脚与电容C3的另一端和输入端GND0的公共端相连；电容C4的一端与输出端VDAC1相连，另一端与输出端GND1相连；共模电感的2脚与电容C4的一端和输出端VDAC1的公共端相连，共模电感的3脚与电容C4的另一端和输出端GND1的公共端相连。
5.如权利要求1所述的一种雷击浪涌防护电路，其特征为压敏电阻RV1、RV2、RV3可以选择并联，根据雷击浪涌防护等级高低选择压敏电阻的并联个数；复合热敏RT1、RT2、RT3、RT4的PTC电阻值推荐为200Ω-300Ω，压敏电阻的压敏电压值推荐为350V-480V。
6.如权利要求1所述的一种雷击浪涌防护电路，其特征为电容C1、C2、C5为安规电容；电阻R1、R2、R3、R4为手插电阻。
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