CN1578039A - 弧光放电保护装置 - Google Patents

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Abstract

一种弧光放电保护装置，用于避免高压输出区间在异常现象所产生的弧光放电效应，通过此弧光放电保护装置的电极板吸取高压输出区间的升压单元所放出的高压弧光放电讯号，再由转压单元接收电极板的高压弧光放电讯号，之后转成低压弧光放电讯号，由整流单元接收转压单元的低压弧光放电讯号并进行整流后输出一弧光杂波，再由触控单元检测弧光杂波并输出一触发讯号使控制单元或驱动单元停止动作，从而避免弧光放电效应对周边零组件造成热累积而产生火花或烧毁。

Description

弧光放电保护装置
技术领域
本发明涉及一种应用于高压输出区间的，在异常现象产生弧光放电效应时，能提供一检测并触发一控制讯号使高压输出区间停止高压输出的保护装置。
背景技术
所谓“弧光放电”现象是指两根电极之间加高电压，并把它们慢慢靠近，在两根电极靠近到一定的距离时，两根电极间就会出现类似弧状的电火花，其情况类似雷雨云所产生的闪电，只不过闪电是转瞬即逝，而电极之间的火花却可以长时间存在而形成热累积。
在电子电路领域中，弧光放电常常会破坏电子元件的功能，造成电子电路生态失衡，更为严重的，甚至会伤及人类的生命安全，以传统高压输出负载装置(如冷阴极管、负离子产生器、电视映像管等)为例，在负载装置接受高电压之前，因接触不良、环境温度、湿度变化或者电子电路中部分零件断裂损坏，都会产生前述的弧光放电现象，因此，如何在产生弧光放电处装设弧光放电保护装置以避免负载装置的损坏，就成为业内急欲研发的重点方向，以下描述目前应用在易于产生弧光放电的场合，例如：传统式的高压变压器、陶瓷式压电变压器的升压装置的设计与元件，其所运用的弧光放电保护装置分述如下：
一、如图1所示，一般高压变压器或是陶瓷变压器，因本身存在一固定工作频率，另控制单元11提供一控制频率，两者相互交替配合，并在交替间产生高伏特的交流电压，另外在升压单元13的输出端因接触不良或其它不明因素，产生一断裂处或是小小的间距，都会造成弧光放电现象，所造成的弧光现象属于高压电弧状态，除了直接影响周围零件的使用寿命之外，更间接的影响负载14，因此，通常会搭配一漏电保护装置30，此漏电保护装置30内部安装的短路保护的漏电开关在放电效应产生时形成开路，但是，此漏电保护装置30通常仅能安置在振动力较小的机械设备上，才能保证在电弧喷出方向留有足够的飞弧距离，因此，漏电保护装置30不宜装在机械振动大或交变磁场强的位置，且此漏电保护装置30在安装上还须考虑到水、尘等因素的危害，而必须采取其它额外的必要防护措施，除实用性不佳外，其安装成本也不符合经济效益。
二、如图2所示，是以压电片方式变压器所构成的升压单元13，该升压单元13包含一变压器(压电片)131及一电路板133，该变压器(压电片)131及一电路板133通过一引线处132连接，且电路板133与负载14利用插拔元件形成一插接处134，以反流器电路为例，产生弧光放电效应的因素有：(一)因温度与湿度的变化，造成引线处132的断裂或接触不良；(二)变压器(压电片)131因老化或故障断裂；(三)插接处134的老化或不当使用，导致公插与母座间产生一小小的间隙；(四)负载14形成开路状态。以上因素均会让输出端输出的高电压出现弧光放电讯号，图2是利用弧光转向装置40接受弧光放电讯号后导引至接地端，但此装置并不能排除全部的弧光放电讯号，所以并不会控制整个电路的动作，故升压单元13仍然会因接触不良、温度湿度变化等，而残留有弧光放电讯号，且在传导接地过程中，变压器(压电片)131组接的电路板133因变压器(压电片)131持续升压放电仍有弧光效应，从而导致其热累积或火花而造成烧毁。
由上述说明可以了解，已知的弧光放电保护装置并不能完全防止弧光放电效应，且所受限制又多，用途不广泛，因此本发明提供一种完整的弧光放电保护装置，在发生此种不安全状况时，会将整个电路停止，以便防止电路板或其它电子零件因弧光效应造成损坏，从而达到有效避免弧光放电效应的目的。
发明内容
本发明主要应用于高压输出区间，在异常现象产生弧光放电效应时，能提供一检测(侦测)并触发一控制讯号使高压输出区间停止高压输出的保护装置。
该弧光放电保护装置以一电极板吸取高压输出区间的升压单元所放出的高压弧光放电讯号，再以转压单元接收电极板所吸取的高压弧光放电讯号后转成低压弧光放电讯号，由整流单元接收转压单元的低压弧光放电讯号并进行整流后输出一弧光杂波，再由触控单元检测弧光杂波并输出一触发讯号使控制单元或驱动单元停止动作，从而达到避免弧光放电效应对周边零组件造成热累积而产生火花或烧毁。
附图说明
图1为已知漏电保护装置的构造图。
图2为已知弧光转向装置的构造图。
图3为本发明的电路流程方块图。
图4为本发明的电极板配置实施例示意图。
图5为本发明的电极板配置的另一实施例示意图。
具体实施方式
有关本发明的较佳实施例与技术内容，现配合附图说明如下：
如图3所示，本发明所提出的弧光放电保护装置20，用于避免高压输出区间在异常现象所产生的弧光放电效应，前述的高压输出区间包括一提供电源输入的电源单元10、一提供电压分配讯号的控制单元11、一接收前述电源及电压分配讯号并作电压转换的驱动单元12、一接收前述转换后电压并进行变压产生高压的升压单元13及一接设于前述升压单元13的高压输出端的负载14(该负载14是指利用高压驱动的电子产品，可为冷阴极管、负离子产生器等)。该高压输出区间的电源输入、电压分配、转换变压及高压驱动原理已属已知，非属本发明的技术特征，故以下将不再赘述。
本发明的弧光放电保护装置20主要具有一吸取升压单元13所放出的高压弧光放电讯号的电极板21，该电极板21是一铜箔或是可以吸取电弧的导体，且该电极板21设置处位于高压输出区间任一产生弧光放电效应处，以本发明的实施例而言，升压单元13包含一变压器131及一电路板133，产生弧光放电效应点包含有变压器131(当其断裂时)、变压器131与电路板133的引线处132(引线处132因温度、湿度等造成老化断裂时)、电路板133与负载14的插接处134(因插接处134的老化或是不当的使用所导致公插与母座间产生一小小间隙)，且利用一群阻抗元件所组成转压电路的转压单元22接收上述电极板21所吸取的高压弧光放电讯号后转成一低压弧光放电讯号，此时，再以一由二极管及电容所组成的整流电路的整流单元23接收上述转压单元22的低压弧光放电讯号并进行整流，且于整流后输出一弧光杂波，而此弧光杂波受到一触控单元24检测后，触控单元24将输出一触发讯号使控制单元11或驱动单元12停止动作而达到避免弧光放电效应，前述的触控单元24是一硅控整流器或正反器。
由前述电路流程中可明显看出，若高压输出区间任一位置因损坏或断裂，让负载14无法受到高压驱动而引发弧光放电现象，此时，电极板21吸收弧光，并由转压单元22转压、整流单元23整流为弧光杂波，即可由触控单元24检测发出触发讯号实时让控制单元11或是驱动单元12停止动作，整个高压输出区间当然立即停止高压转换及输出，因此不会再产生弧光放电效应，外围零组件当然也不会有热累积或火花产生，因此可确保其不会有烧毁危险发生。
如图4所示，是本发明的电极板21的配置实施例，以对应变压器131断裂所可能引发的弧光放电效应而言，本发明的电极板21可配置于变压器131高压输出端底部，设置位置可直接贴附在电路板133表层，需注意的是，电极板21必须与变压器131保持一定的飞弧距离，让变压器131的高压输出端产生弧光放电效应时，弧光讯号将由电极板21吸收，并输送至相对应转压单元22的线路而达到防护效果。
如图5所示，为本发明的电极板21配置的另一实施例，本实施例应用面同样是对应变压器131断裂所可能引发的弧光放电效应而言，但与图4不同点在于，变压器131上可配置有一盖体50，且该电极板21设置在盖体50的内壁面，但同样电极板21必须与变压器131保持一定的飞弧距离，让变压器131的高压输出端产生弧光放电效应时，弧光讯号将由电极板21吸收，并输送至相对应转压单元22线路而达到防护效果。
显然，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明作出各种更改和变化。因此，本发明的各种更改、变化由所附的权利要求书及其等同物的内容涵盖。

Claims (9)

1.一种弧光放电保护装置，用于避免高压输出区间在发生异常现象时所产生的弧光放电效应，所述高压输出区间包括一提供电源输入的电源单元(10)、一提供电压分配讯号的控制单元(11)、一接收所述电源及电压分配讯号并作电压转换的驱动单元(12)、一接收所述转换后电压并进行变压而产生高压的升压单元(13)、及一接设于所述升压单元(13)的高压输出端的负载(14)，其特征在于，所述弧光放电保护装置(20)包括：
一电极板(21)，用于吸取所述升压单元(13)所放出的高压弧光放电讯号；
一转压单元(22)，用于接收所述电极板(21)所吸取的高压弧光放电讯号后转成低压弧光放电讯号；
一整流单元(23)，用于接收所述分压单元(22)的低压弧光放电讯号并进行整流，且在整流后输出一弧光杂波；
一触控单元(24)，用于检测所述弧光杂波并输出一触发讯号使所述控制单元(11)或所述驱动单元(12)停止动作而避免弧光放电效应。
2.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于所述电极板(21)为一铜箔或是可以吸取电弧的导体。
3.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于所述转压单元(22)利用一群阻抗元件组成转压电路。
4.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于所述整流单元(23)是由二极管及电容所组成的整流电路。
5.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于所述触控单元(24)为一硅控整流器。
6.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于，所述升压单元(13)包含一变压器(131)及一电路板(133)，且所述电极板(21)配置于所述变压器(131)的对应处。
7.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于，所述升压单元(13)包含一变压器(131)及一电路板(133)，且所述电极板(21)配置于所述变压器(131)与所述电路板(133)的引线处(132)。
8.根据权利要求1所述的弧光放电保护装置，其特征在于，所述升压单元(13)包含一变压器(131)及一电路板(133)，且所述电极板(21)配置于所述电路板(133)与所述负载(14)的插接处(134)。
9.根据权利要求6所述的弧光放电保护装置，其特征在于，所述变压器(131)上配置有一盖体(50)，且所述电极板(21)设置在所述盖体(50)的内壁面。
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