CN112970163B - 针对瞬态电流、电压或电能进行保护的保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及瞬态保护领域，通常用于避免对电子组件、电路和/或设备的损害。本发明提供一种保护电路，用于针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能对电子电路进行保护。所述保护电路100包括：分离电路130，设置于主端和次端之间；主保护电路，设置于所述主端和所述分离电路之间；触发电路，与所述分离电路耦合，用于对所述主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，基于所述分离电路处的电流、电压和/或电能触发所述主保护电路。

Description

针对瞬态电流、电压或电能进行保护的保护电路

技术领域

本发明涉及瞬态保护领域，通常用于避免对电子组件、电路和/或设备的损害。具体地，本发明展示了一种称为交互瞬态保护(Interactive Transient Protection，ITP)的保护方案。为此，本发明提出了一种针对瞬态电流、电压和/或电能对电子电路、组件或设备进行保护的保护电路。本发明还提出了一种采用上述保护电路的电子电路设置，并最终提出了一种提供电路保护的方法。

背景技术

传统的针对瞬态电流、电压和/或电能对电子电路进行保护的方案使用了保护电路，包括各种类型的浪涌保护器(Surge Protection Device，SPD)，例如可以作为主次保护电路进行级联。这些保护电路通常为金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor，MOV)、气体放电管(Gas Discharge Tube，GDT)和多火花隙器件(Multiple Spark Gap Device，MSGD)等电压衰减元件的组合。

图11示出了一种使用保护电路1100的传统方案的示例性框图。保护电路1100与电子电路1110连接并对其进行保护，电子电路1110还与能源1160连接。保护电路1100包括主保护电路1150，与保护电路1100的第一端(极/电极P1’、P2’、P3’)连接，同时包括次保护电路1200，与主保护电路1150和保护电路1100的第二端(极/电极S1’、S2’)并联。

所有传统方案都存在缺点，特别是SPD的缺点。例如，MOV等非可触发组件大多太大，在进行保护时会由于注入能量而老化，且存在热失控。而GDT等可触发组件只能用于通信电路中的小电压。此外，一旦由能源点火和驱动，它们会继续保持导通，从而造成所谓的“续流”问题。MSGD对瞬态电压的反应相对较慢，导致需要电感器、电容器或半导体开关等无源或有源电路对高峰值电压进行滤除。

发明内容

本发明实施例基于以下观察：如果所涉及的能量足够大到自触发保护，则触发传统的保护电路能够针对瞬态电流对电子电路进行保护。而对于能量低于自触发保护电路所需阈值的瞬态，其通常低至可由电子电路吸收而不造成任何损害。然而，在一定范围内，能量不会引起自触发保护电路，但又足够大到对电子电路造成损害。在后一种情况下，为防止损坏电子电路而增加其它保护元件需要使用昂贵的元件，会大大增加保护电路的成本。

基于该观察，本实施例的基本思想是提供附加电路，如分离电路，用于在瞬态的能量不足以引起自触发保护电路的情况下仍触发保护。

鉴于上述缺点，本发明实施例旨在改进传统的提供针对瞬态电流、电压和/或电能的保护的方案。

目的是提供一种保护电路，能够更有效且反应更快地针对瞬态电流、电压或电能对电子电路进行保护。此外，应避免“续流”问题。另一个重要目标是建立尽可能紧凑的保护电路。

通过在所附独立权利要求中提供的实施例来实现所述目的。从属权利要求中进一步定义了实施例的有利实现方式。

具体地，本发明实施例基于主保护电路(例如，包括一个或多个GDT)的强制点火，通过分离电路和在与分离电路耦合的触发电路上建立的电压实现。本发明还可以与源进行交互，以便短时间关闭其输出，随后再次将其打开。

因此，实现了ITP，即，(需要保护的)电子电路和保护电路之间进行交互。与无源保护相比，本发明实施例提供的ITP是有益的，功能更多，性能更好。例如，ITP具有更快的响应时间、触发与电压摆动率无关、具有较低的保护级别，并且可以使用更小的解耦电感器和更小的次级保护器件。因此，针对瞬态电流、电压和/或电能，相比于无源保护，ITP保护电子电路的速度更快、性能更好、使用的保护电路更小且成本更低。

本发明第一方面提供了一种保护电路，用于针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能对电子电路进行保护，所述保护电路包括：分离电路，设置于主端和次端之间；主保护电路，设置于所述主端和所述分离电路之间；触发电路，与所述分离电路耦合，用于对所述主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，基于所述分离电路处的电流、电压和/或电能触发所述主保护电路。

所述第一方面的保护电路用于存在瞬态电压和/或瞬态电流时触发主保护电路。由此，提供了一种有效且特别快速的电子电路保护。具体地，如果发生此类瞬态(即，如果能量通过分离电路传递)，则通过分离电路“感应”从主端传递到次端(即保护电路的另一端)的能量大小，并通过触发电路“自动”触发主保护电路提供的保护。

分离电路通常将主保护电路与次端分离。分离电路例如可将主保护电路与次保护电路或电子电路分离。分离是指能量的全部或大部分由主保护电路吸收，没有或仅一小部分能量继续向次端传播。由于电流和电压是瞬态的，因此最简单的分离方法是使用一个或多个电感器，形成从主保护电路到次端的连接，以便通过限制脉冲期间的上升速率来降低电流和电压。也可以使用任何其它装置，例如超导导线。

保护电路可以包括至少两个主端和至少两个次端，其中，第一主端可以与第一次端电连接，第二主端可以与第二次端电连接，其中，电子电路可以与这两个次端电连接。

在所述第一方面的一种实现形式中，所述分离电路至少包括第一电感器。

所述至少一个第一电感器可以设置于第一主端与第一次端之间的电通路中，也可以设置于第二主端与第二次端之间的电通路中。所述至少一个第一电感器提供了所述分离电路的一种简单有效的实现方式，并且可以例如与触发电路的电感器耦合，以激活触发电路。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述保护电路还包括次保护电路，所述次保护电路包括至少一个限压器件，与所述分离电路级联。

次保护电路可以设置于分离电路和次端之间。次保护电路的限压器件对电压进行限制，从而为电子电路提供进一步的保护。但是，次保护电路可以使瞬态电压和/或电流通过分离电路传递，从而分别激活触发电路和主保护电路。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述至少一个限压器件用于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，生成通过所述分离电路的电流，特别是通过所述分离电路的所述至少一个第一电感器的电流。

因此，分离电路可以例如以电感方式与触发电路耦合。限压器件具体可以用于限制第一和第二次端之间的电压。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述至少一个限压器件包括以下中的至少一种：用于限制所述次端处的所述电压(特别是与所述次端相连的两个电源导轨之间的电压)的瞬态电压抑制二极管、金属氧化物压敏电阻、晶闸管、三极管、电容器。

以上提供了有效但低成本的解决方案。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述触发电路包括至少一个第二电感器，与所述至少一个第一电感器耦合；响应于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时通过所述第一电感器的电流，所述第二电感器用于产生触发电压，从而触发所述主保护电路提供针对所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能的保护。

第二电感器能够“感应”分离电路中的瞬态电压和/或电流，继而触发电路可以触发主保护电路。此过程反应时间短。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述至少一个第一电感器形成变压器的初级绕组，所述至少一个第二电感器形成所述变压器的次级绕组。

在所述第一方面的另一种实现形式中，与所述第一电感器相比，所述第二电感器具有更多绕组。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括位于所述主端处的至少一个气体放电管；基于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时所述分离电路处的所述电流、电压和/或电能，所述触发电路用于通过点火所述至少一个气体放电管来触发所述主保护电路；具体地，所述触发电路的所述至少一个第二电感器用于产生所述触发电压，从而点火所述至少一个气体放电管。

所述至少一个气体放电管可以将两极(主端的电触点)电连接。GDT体积小，价格便宜，并且在所述第一方面的保护电路中，可以避免上述的“续流”问题的缺点。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括两个三端气体放电管，每个气体放电管中具有公共等离子体，其中，第一三端气体放电管的第一端与所述主端的第一极电连接；第二三端气体放电管的第一端与所述主端的第二极电连接，所述第一三端气体放电管的第二端与所述第二三端气体放电管的第二端电连接，所述第一和第二三端气体放电管的第三端与地电连接；所述触发电路的所述第二电感器电连接于地与所述两个三端气体放电管间的所述节点之间；所述触发电路的所述第二电感器用于产生所述触发电压，从而点火所述两个三端气体放电管。

气体放电管的这三端可以包括中间电极、中心电极和外电极(尖端或环形电极)。该实现形式实现了上述第一方面的保护电路的优点。点火通路独立于电源通路。主保护电路不受总电容量影响。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括两个三端气体放电管，每个气体放电管中具有公共等离子体，其中，第一三端气体放电管的第一端与所述主端的第一极电连接；第二三端气体放电管的第一端与所述主端的第二极电连接，所述触发电路的所述第二电感器电连接于所述第一三端气体放电管的第二端与所述第二三端气体放电管的第二端之间，所述第一和第二三端气体放电管的第三端与地电连接；所述触发电路的所述第二电感器用于产生所述触发电压，从而点火所述两个三端气体放电管。

该实现形式实现了上述第一方面的保护电路的优点。点火通路位于GDT1和GDT2的两个第三端之间。沿第二电感器的电路回路始终保证两个GDT的点火。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括电容器，电连接于所述第一三端气体放电管的所述第二端与地之间；所述电容器用于支持通过所述触发电路的所述第二电感器点火所述两个三端气体放电管。

电容器支持在较低瞬态电压下已经有良好点火的GDT的点火。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括四端气体放电管，其中，所述四端气体放电管的第一端与所述主端的第一极电连接，所述四端气体放电管的第二端与所述主端的第二极电连接，所述四端气体放电管的第三端与地电连接，所述触发电路的所述第二电感器电连接于所述四端气体放电管的第四端与地之间；所述触发电路的所述第二电感器用于产生所述触发电压，从而点火所述四端气体放电管。

气体放电管的这四端可以包括上端、下端、右端(接地端)和左端(触发端)。

该实现形式实现了上述第一方面的保护电路的优点。仅需一个GDT，因此成本和体积更低。可进行电压和触发优化。GDT的点火可以以各种方式发生，但优选发生于第一端和第三端之间。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述主保护电路包括两个电容器，其中，第一电容器电连接于所述主端的所述第一极与地之间，第二电容器电连接于所述主端的所述第二极与地之间；所述两个电容器用于对所述主端施加测试信号时，防止触发所述主保护电路，特别是防止点火所述两个三端气体放电管或所述四端气体放电管。

特别地，所述电容器同时防止快速瞬态信号(突发)的触发。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述保护电路包括至少一个开关元件，设置于所述第一端和所述第二端之间(特别是设置于所述主保护电路和所述第二端之间)的电通路中；从所述触发电路触发所述主保护电路开始，经过第一时间段之后，所述开关元件用于在第二时间段内中断所述电通路。

开关元件的作用是一旦触发，就停止主保护电路的GDT的点火。具体地，开关元件可以设置于第二主端和第二次端之间(特别是设置于两个次端和次保护电路之间)的电通路中。开关元件可以设置于分离电路与次端之间。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述保护电路包括控制电路，在经过所述第一时间段之后，所述控制电路用于控制所述开关元件在所述第二时间段内中断所述电通路。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述保护电路包括测量电路，具有至少一个测量元件(如分流电阻器)，设置于所述第一端和所述第二端之间(特别是在所述主保护电路和所述第二端之间)的电通路中；所述测量电路用于测量在所述触发电路触发时所述主保护电路引起的电流。

也就是说，测量电路可以测量指示主保护电路的GDT由触发电路触发的时间的电流。

具体地，测量电路可以设置于第一主端与第一次端之间的电通路中，或者设置于第二主端与第二次端之间(特别是设置于两个次端与所述次保护电路之间)的电通路中。

在所述第一方面的另一种实现形式中，所述控制电路用于基于所述测量电路测量的所述电流确定所述主保护电路由所述触发电路触发的时间。

本发明第二方面提供了一种电子电路设置，包括：根据所述第一方面或其任一实现形式中的保护电路，以及由所述保护电路针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能进行保护的电子电路，其中，所述保护电路与所述电子电路的输出电连接，所述电子电路可以由电能源提供电能，所述电能源可以与所述电子电路的所述输入电连接。

在所述第二方面的一种实现形式中，所述电子电路包括控制电路，在经过所述第一时间段之后，所述控制电路用于：控制所述保护电路的所述开关元件在所述第二时间段内中断所述电通路；或控制所述电能源在第二时间段内停止向所述电子电路的所述输入提供电能。

在所述第二方面的电子电路设置中，根据上述第一方面的优点和效果，通过保护电路对电子电路进行保护。

本发明第三方面提供了一种使用根据所述第一方面或其任一实现形式中的保护电路对电子电路提供针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能的保护的方法，所述方法包括以下步骤：对所述主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，所述触发电路基于所述分离电路处的电流、电压和/或电能触发所述主保护电路。

也就是说，所述方法提供针对瞬态电压和/或瞬态电流的保护。具体地，所述第三方面的方法可以具有与所述第一方面的实现方式相对应的实现方式。所述第三方面的方法实现了所述第一方面的保护电路的所有优点和效果。

综上所述，根据本发明实施例，主保护电路(例如，包括一个或多个GDT)作为保护电路中的主保护元件。通过为源电源提供协调，可以避免通常的GDT的“续流”问题。瞬态电压点火主保护电路(例如，点火其中的GDT)。点火由电压本身通过触发电路进行，同时依赖于瞬态电流。这样，瞬态电流通过GDT偏离需要保护的电子电路。源电源可以通过感应过大的电流而关闭。源电源可以在短时间后再次打开，这个时间例如，足够长以让GDT去电离，并且足够短以持续地为负载供电。

必须注意，本申请中描述的所有器件、元件、单元和装置可以在软件或硬件元件或其任何种类的组合中实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及由各种实体执行的功能意在表示各个实体适于或用于执行各个步骤和功能。即使，在以下特定实施例的描述中，外部实体要执行的特定功能或步骤未反映在执行该特定步骤或功能的特定实体的具体详细元件的描述中，对于技术人员来说，应该清楚的是，这些方法和功能可以在相应的软件或硬件元件或其任何种类的组合中实现。

附图说明

结合所附附图，下面具体实施例的描述将阐述上述本发明的各方面及其实现形式，其中：

图1示出了一种根据本发明实施例的具有主保护电路的保护电路；

图2示出了一种根据本发明实施例的具有主保护电路和次保护电路的保护电路；

图3示出了一种根据本发明实施例的保护电路，其中电感器作为分离电路，TVS作为次保护电路的限压器件；

图4示出了一种根据本发明实施例的主保护电路中具有两个三端GDT的保护电路；

图5示出了一种根据本发明实施例的主保护电路中具有两个三端GDT的保护电路；

图6示出了一种根据本发明实施例的主保护电路中具有两个三端GDT的保护电路；

图7示出了一种根据本发明实施例的主保护电路中具有四端GDT的保护电路；

图8示出了一种根据本发明实施例的主保护电路中具有两个并联的三端GDT的保护电路；

图9示出了一种根据本发明实施例的具有保护电路和被保护的电子电路的电子布置；

图10示出了一种根据本发明实施例的方法；

图11示出了一种传统的保护电路。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明实施例的保护电路100。保护电路100用于针对瞬态电流、瞬态电压和/或瞬态电能对电子电路110进行保护。保护电路100可包括主端(示例性示出为具有极/电极P1(+)、P2(–)、P3(地))和次端(示例性示出为具有极/电极S1、S2)。电子电路110可以与次端连接(如图1中示例性所示)，还可以与电能源160连接(同样如图1中示例性所示)。

保护电路100包括分离电路130，通常设置于主端和次端之间。分离电路130可以包括至少一个电感器，如下文更详细地描述。

保护电路100还包括主保护电路150，通常设置于主端和分离电路130之间。主保护电路150可以包括至少一个GDT(特别是位于主端处)，如下文更详细地描述。

进一步地，保护电路100包括触发电路140，与分离电路130耦合，用于触发主保护电路150。具体地，用于基于分离电路130处的电流、电压和/或电能来触发主保护电路150。可以在对主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时在分离电路130处进行。触发主保护电路150使得瞬态电流、电压或电能偏离电子电路110，从而保护电子电路110免受其影响。在一个示例中，触发电路140可用于通过点火主保护电路中的至少一个GDT来触发主保护电路150，使瞬态电流、电压和/或能量通过主保护电路。在一个示例中，触发电路140的至少一个电感器可以产生足以点火主保护电路150的至少一个GDT的触发电压。触发速度特别快，并且可以在小的瞬态电压下发生。

图2示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图1所示的保护电路100上。图1和图2中的相同元件具有相同的元件符号和功能。

图2所示的保护电路100还包括次保护电路200。次保护电路200包括至少一个限压器件，与分离电路130级联。为此，次保护电路200可以(如图2中示例性所示)设置于分离电路130与次端之间。次保护电路200的限压器件用于对电压进行限制，从而保护电子电路110。具体地，当对主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，所述至少一个限压器件用于使电流通过分离电路130，同时保护电子电路110免受此电流的影响。例如，如果分离电路130包括与触发电路140的电感器耦合的电感器，则分离电路130中流动的电流用于触发触发电路140。

图3示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图1和图2所示的保护电路100上。图1、2和图3中的相同元件具有相同的元件符号和功能。

图3的保护电路100至少包括分离电路130中的电感器L1。进一步地，所述次保护电路200的所述至少一个限压器件具体包括瞬态电压抑制二极管TVS，以限制次端处的电压。TVS具体用于对主端施加瞬态电流、电压或电能时使电流通过电感器L1。电感器L1感应的磁场可用于耦合并触发触发电路140。

图4示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图3所示保护电路100的基础上。图3和图4中的相同元件具有相同的元件符号和功能相同。图4的保护电路100包括分离电路130的至少一个电感器L1和次保护电路200中的TVS。

进一步地，图4的保护电路100中，触发电路140包括至少一个电感器L2，与至少一个电感器L1耦合。具体地，电感器L1可以形成变压器的初级绕组，电感器L2可以形成变压器的次级绕组。电感器L2可以具有比电感器L1更多的绕组。如果有电流通过电感器L1，特别是当对主端施加瞬态电流、电压或电能时，电流也会在电感器L2中流动，电感器L2产生适合触发主保护电路150的触发电压。

图4所示的主保护电路包括两个三端GDT，即GDT1和GDT2。具体地，GDT1和GDT2分别包括其三端共享的公共等离子体。具体如图4所示，GDT1的第一端与主端的第一极P1电连接。具体地，电连接于P1和分离电路130之间。GDT2的第一端与主端的第二极P2电连接。GDT1的第二端与GDT2的第二端电连接，即，GDT1与GDT2串联。GDT1和GDT2的第三端分别与地(即，P3)电连接。进一步地，触发电路140的电感器L2电连接于地与GDT1和GDT2间的节点之间。电感器L2用于产生触发电压，从而点火GDT1和GDT2。

图5示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图3所示保护电路100的基础上。进一步地，图5的保护电路100为图4所示保护电路100的一种替代。图3、图4和图5中的相同元件具有相同的元件符号和功能。图5的保护电路100包括分离电路130的至少一个电感器L1和次保护电路200中的TVS。触发电路140还包括至少一个电感器L2。

与图4中的保护电路100类似，图5的保护电路100也包括两个GDT，即，GDT1和GDT2，具体地，每个GDT中具有公共等离子体。但是，它们的连接方式有些不同，特别是电感器L2的连接方面。在图5中，具体地，GDT1的第一端同样与主端的第一极P1电连接。GDT2的第一端同样与主端的第二极P2电连接。本实施例中，触发电路140的电感器L2电连接于GDT1的第二端和GDT2的第二端之间，即，GDT1通过L2连接到GDT2。GDT1和GDT2的第三端分别与地(P3)电连接。触发电路140的电感器L2用于产生触发电压，从而点火GDT1和GDT2。

如图5进一步所示，主保护电路150可以包括电容器C3，电连接于GTD1的第二端与地(极P3)之间，以及可选地包括与电容器C3并联的电阻器(图中未示出)。电容器C3用于支持通过触发电路140的电感器L2点火GDT1和GDT2。具体地，由于电容器C3增加了电容，两个GDT强制从没有与电容器并联的GDT(例如，本实施例中的GDT2)开始进行顺序点火。以上所述同时适用于本发明中的所有实施例。

图6示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图5所示的保护电路100上。图5和图6中的相同元件具有相同的元件符号和功能。在图6的保护电路100中，分离电路130分别包括两个电感器L1和L1’。电感器L1连接于P1和S1之间，而电感器L1’连接于P2和S2之间。也就是说，分离电路130可以有效地分离第一主/次端和第二主/次端。图4的保护电路100中可以同样设置。

图4、5和6的保护电路100提供了简单有效的电涌和雷电保护。此外，它们可以采用小型器件建立，具有低成本，并可以部分纳入连接器中。保护电路100特别在共模(commonmode，CM)条件下表现优良，这些CM条件几乎代表了移动数据基础设施电力系统中的所有瞬态电压和电流。而在差模(differential mode，DM)条件下，两个GDT串联，触发电压远高于系统最大电压。对于较低电压/电流，能量进入次保护电路，即，TVS。

图7示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图3所示保护电路100的基础上。此外，它是图4、图5或图6所示的保护电路100的一种替代。图3(以及图4-6)和图7中的相同元件具有相同的元件符号和功能。图7的保护电路100包括分离电路130的至少一个电感器L1和次保护电路200中的TVS。还包括触发电路140中的至少一个电感器L2。

图7所示的主保护电路150包括四端气体放电管GDT3。GDT3的第一端与主端的第一极P1电连接，具体电连接于P1与分离电路130之间。GDT3的第二端与主端的第二极P2电连接。GDT3的第三端与地(即，第三极P3)电连接。触发电路140的电感器L2电连接于GDT3的第四端与地之间。也就是说，GDT3的第三端和第四端通过L2连接。电感器L2用于产生触发电压，从而点火GDT3。

气体放电管GDT3内的所有电极共用一个公共等离子体。

图8示出了一种根据本发明实施例的保护电路100，其建立在图3所示保护电路100的基础上。图3(以及图4-7)和图8中的相同元件具有相同的元件符号和功能。图8的保护电路100包括分离电路130的至少一个电感器L1和次保护电路200中的TVS。还包括触发电路140中的至少一个电感器L2。

图8所示的主保护电路150包括两个(并联的)三端气体放电管，即，GDT1和GDT2，可以有效地起到类似于四端气体放电管的作用。也就是说，图8的保护电路100可视为图7的保护电路100的一种替代。GDT1的第一端与GDT2的第一端以及主端的第一极P1电连接。GDT1的第二端与GDT2的第二端以及主端的第二极P2电连接。GDT2的第三端与地(P3)电连接。触发电路140的电感器L2电连接于GDT1的第三端与GDT1的第一端之间。电感器L2用于产生触发电压，从而点火GDT1和GDT2。

图3-8的各个保护电路100中，主保护电路150示例性示出为包括两个电容器C1和C2。电容器C1电连接于主端的第一极P1与地(即，P3)之间，电容器C2电连接于主端的第二极P2与地之间。两个电容器C1和C2用于，例如，对主端施加测试信号时，防止触发主保护电路150，特别是防止点火两个三端气体放电管GDT1和GDT2(图3-6和图8)或四端气体放电管GDT3(图7)。

进一步地，图4-8的各个保护电路100示例性示出为包括至少一个开关元件Q1，设置于第一端和第二端之间的电通路中。具体地，Q1可以设置于主保护电路150和次端之间。从触发电路140触发主保护电路150开始，经过第一时间段之后，开关元件Q1可用于在第二时间段内中断电通路。保护电路100还可包括控制电路170。在经过第一时间段后，控制电路170可负责用于控制开关元件Q1，以便在第二时间段内中断电通路。

进一步地，图4-8的各个保护电路100示例性示出为包括具有至少一个测量元件(如分流电阻Rs)的测量电路MC。MC设置于第一端和第二端之间的电通路中。具体地，MC设置于主保护电路150和第二端之间。MC可用于测量在触发电路140触发时主保护电路150引起的电流。控制电路170可用于基于MC测量的电流确定触发电路140触发主保护电路150的时间。

图9示出了一种根据本发明实施例的电子电路设置900。电子电路设置900包括如上所述的保护电路100(即如图1-图8中任一所示)，并包括由保护电路100针对瞬态电流、瞬态电压和/或瞬态电能进行保护的电子电路110。具体地，保护电路100与电子电路110的输出(Out1、Out2)电连接。电子电路110可以由电能源160提供电能，电能源160可以与电子电路110的输入(In1、In2)电连接。电子电路110可以包括各种需要保护的子电子电路180。

值得注意的是，如图9示例性所示，上文描述为包括在图4-8中的保护电路100中的开关元件Q1和控制电路170也可以包括在电子电路110中。因此，在这种情况下，在经过第一时间段之后，电子电路110的控制电路170可用于控制包含在电子电路110中的开关元件Q1，以便在第二时间段内中断电通路。或者，可以用于控制电能源160在第二时间段内停止向电子电路110的In1、In2提供电能。

图10示出了一种根据本发明实施例的方法1000。方法1000具体为使用如上所述的保护电路100(即图1-9中任一所示)对电子电路110提供针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能的保护的方法1000。方法包括以下步骤：对主端施加(1001)瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，触发电路140基于分离电路130处的电流、电压和/或电能触发(1002)主保护电路150。

已经结合作为实例的不同实施例以及实施方案描述了本发明。但本领域技术人员通过实践所请发明，研究附图、本公开以及独立权项，能够理解并获得其他变体。在权利要求以及描述中，术语“包括”不排除其他元件或步骤，且“一”并不排除复数可能。单个元件或其它单元可满足权利要求书中所叙述的若干实体或项目的功能。在仅凭某些措施被记载在相互不同的从属权利要求书中这个单纯的事实并不意味着这些措施的结合不能在有利的实现形式中使用。

Claims (21)

1.保护电路（100），用于针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能对电子电路（110）进行保护，其特征在于，

所述电子电路（110）通过输入端自电能源接收电能；

所述保护电路（100）包括：

分离电路（130），设置于所述保护电路（100）的主端和次端之间，所述次端连接于所述电子电路（110）的输出端；

主保护电路（150），设置于所述主端和所述分离电路（130）之间；

触发电路（140），与所述分离电路（130）耦合，用于对所述主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，基于所述分离电路（130）处的电流、电压和/或电能触发所述主保护电路（150）使得瞬态电流、电压或电能偏离所述电子电路（110）。

2.根据权利要求1所述的保护电路（100），其特征在于，

所述分离电路（130）包括至少一个第一电感器（L1）。

3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括：次保护电路（200）；

所述次保护电路（200）包括至少一个限压器件，与所述分离电路（130）级联。

4.根据权利要求3所述的保护电路（100），其特征在于，

所述至少一个限压器件用于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，生成通过所述分离电路（130）的所述至少一个第一电感器（L1）的电流。

5.根据权利要求3所述的保护电路（100），其特征在于，

所述至少一个限压器件包括以下中的至少一种：用于限制与所述次端相连的两个电源导轨（S1、S2）之间的电压，的瞬态电压抑制二极管（TVS）、金属氧化物压敏电阻、晶闸管、三极管、电容器。

6.根据权利要求2所述的保护电路（100），其特征在于，

所述触发电路（140）包括至少一个第二电感器（L2），与所述至少一个第一电感器（L1）耦合；

响应于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时通过所述第一电感器（L1）的电流，所述第二电感器（L2）用于产生触发电压，从而触发所述主保护电路（150）提供针对所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能的保护。

7.根据权利要求6所述的保护电路（100），其特征在于，

所述至少一个第一电感器（L1）形成变压器的初级绕组，所述至少一个第二电感器（L2）形成所述变压器的次级绕组。

8.根据权利要求7所述的保护电路（100），其特征在于，

与所述第一电感器（L1）相比，所述第二电感器（L2）具有更多绕组。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的保护电路（100），其特征在于，

所述主保护电路（150）包括位于所述主端处的至少一个气体放电管（GDT1、GDT2、GDT）；

基于对所述主端施加所述瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时所述分离电路（130）处的所述电流、电压和/或电能，所述触发电路（140）用于通过点火所述至少一个气体放电管（GDT1、GDT2、GDT）来触发所述主保护电路（150）；

具体地，所述触发电路（140）的所述至少一个第二电感器（L2）用于产生所述触发电压，从而点火所述至少一个气体放电管（GDT1、GDT2、GDT）。

10.根据权利要求9所述的保护电路（100），其特征在于，所述主保护电路（150）包括两个三端气体放电管（GDT1、GDT2），每个气体放电管中具有公共等离子体，其中，

第一三端气体放电管（GDT1）的第一端与所述主端的第一极（P1）电连接，

第二三端气体放电管（GDT2）的第一端与所述主端的第二极（P2）电连接，

所述第一三端气体放电管（GDT1）的第二端与所述第二三端气体放电管（GDT2）的第二端电连接，

所述第一和第二三端气体放电管（GDT1、GDT2）的第三端与地电连接；

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）电连接于地与所述两个三端气体放电管（GDT1、GDT2）间的节点之间；

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）用于产生所述触发电压，从而点火所述两个三端气体放电管（GDT1、GDT2）。

11.根据权利要求9所述的保护电路（100），其特征在于，所述主保护电路（150）包括两个三端气体放电管（GDT1、GDT2），每个气体放电管中具有公共等离子体，其中，

第一三端气体放电管（GDT1）的第一端与所述主端的第一极（P1）电连接，

第二三端气体放电管（GDT2）的第一端与所述主端的第二极（P2）电连接，

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）电连接于所述第一三端气体放电管（GDT1）的第二端和所述第二三端气体放电管（GDT2）的第二端之间，

所述第一和第二三端气体放电管（GDT1、GDT2）的第三端与地电连接；

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）用于产生所述触发电压，从而点火所述两个三端气体放电管（GDT1、GDT2）。

12.根据权利要求11所述的保护电路（100），其特征在于，

所述主保护电路（150）包括电容器（C3），电连接于所述第一三端气体放电管（GTD1）的所述第二端与地之间；

所述电容器（C3）用于支持通过所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）点火所述两个三端气体放电管（GDT1、GDT2）。

13.根据权利要求9所述的保护电路（100），其特征在于，所述主保护电路（150）包括四端气体放电管（GDT3），其中，

所述四端气体放电管（GDT3）的第一端与所述主端的第一极（P1）电连接，

所述四端气体放电管（GDT3）的第二端与所述主端的第二极（P2）电连接，

所述四端气体放电管（GDT3）的第三端与地电连接，

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）电连接于所述四端气体放电管（GDT3）的第四端与地之间；

所述触发电路（140）的所述第二电感器（L2）用于产生所述触发电压，从而点火所述四端气体放电管（GDT3）。

14.根据权利要求9所述的保护电路（100），其特征在于，

所述主保护电路包括两个电容器（C1、C2），其中，

第一电容器（C1）电连接于所述主端的第一极（P1）与地之间，第二电容器（C2）电连接于所述主端的第二极（P2）与地之间；

所述两个电容器（C1、C2）用于对所述主端施加测试信号时，防止点火所述气体放电管（GDT1、GDT2、GDT）。

15.根据权利要求2到8中任一项所述的保护电路（100），其特征在于，所述保护电路（100）包括至少一个开关元件（Q1），设置于所述主保护电路（150）和所述次端之间的电通路中；

从所述触发电路（140）触发所述主保护电路（150）开始，经过第一时间段之后，所述开关元件（Q1）用于在第二时间段内中断所述电通路。

16.根据权利要求15所述的保护电路（100），其特征在于，所述保护电路（100）包括控制电路（170），其中，

在经过所述第一时间段之后，所述控制电路（170）用于控制所述开关元件（Q1）在所述第二时间段内中断所述电通路。

17.根据权利要求16所述的保护电路（100），其特征在于，所述保护电路（100）包括测量电路（MC），具有至少一个测量元件，设置于所述主保护电路（150）和所述次端之间的电通路中；

所述测量电路（MC）用于测量在所述触发电路（140）触发时所述主保护电路（150）引起的电流。

18.根据权利要求17所述的保护电路（100），其特征在于，所述控制电路（170）用于基于所述测量电路（MC）测量的所述电流确定所述主保护电路（150）由所述触发电路（140）触发的时间。

19.电子电路装置，其特征在于，包括：

根据权利要求16所述的保护电路（100），以及

由所述保护电路（100）针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能进行保护的电子电路（110），其中，所述保护电路（100）与所述电子电路（110）的输出（Out1、Out2）电连接，

所述电子电路（110）由电能源（160）提供电能，所述电能源与所述电子电路（110）的输入（In1、In2）电连接。

20.根据权利要求19所述的电子电路装置，其特征在于，

所述电子电路（110）包括控制电路（170），

在经过所述第一时间段后，所述控制电路（170）用于：

控制所述保护电路的所述开关元件（Q1）在所述第二时间段内中断所述电通路，或

控制所述电能源（160）在所述第二时间段内停止向所述电子电路（110）的所述输入（In1、In2）提供电能。

21.使用根据权利要求1至18中任一项所述的保护电路（100）对电子电路（110）提供针对瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能的保护的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对所述主端施加瞬态电流、瞬态电压或瞬态电能时，所述触发电路（140）基于所述分离电路（130）处的电流、电压和/或电能触发所述主保护电路（150）。

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