CN1964150A - 主动能量配合电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动能量配合电涌保护器，该电涌保护器包括I级分类试验电涌保护器+II级分类试验电涌保护器的主动能量配合，按动作顺序先后分别为：限压模块、触发模块、放电模块。利用压敏电阻反应时间快、限制电压低的特点，在初始的一段时间内将电涌电压抑制在一定的水平，在此同时，触发电路将采集到的脉冲电压进行升压，以获得主电极动作所需的电压阀值，最后，达到阀值的主电极动作泄放大部分电涌能量从而达到保护设备的作用。其有益效果：降低了成本，方便了安装，在保护时完全不受电涌频率的限制，比普通的加退耦器件更能有效的保护设备，且对设备电路不产生任何的影响，故能得到广泛的应用，具有一定的经济效益。

Description

主动能量配合电涌保护器

技术领域

本发明涉及一种主动能量配合电涌保护器，用于防止雷电过电压及操作过电压对电子电器设备的损坏，提高系统的安全可靠性，属于电子电涌保护技术领域。

背景技术

随着科学技术的进步，电子技术的发展，各种先进的电子产品正日益广泛应用于信息产业、交通运输、电力、金融、化工等各种系统中。

低压配电系统中的各种电器元件正逐步实现智能化，其结果是选用了大量耐压值低、敏感性高、集成度高的电子元件。

雷电过电压及操作过电压，将给这些电子元件带来致命的损害，从而使得过电压破坏的广度、频度、深度空前加大。

为了防止雷电过电压及操作过电压对电子电器设备的损坏，提高系统的安全可靠性，各种电涌保护器(以下简称SPD)，得到了广泛的运用。

目前，比较典型的SPD有：放电间隙的电压开关型SPD、金属氧化锌的电压限制性SPD、气体放电管的电压开关型SPD。这些SPD的保护方式都有一定局限或不足。如电压开关型SPD虽然能承受直接雷击等形成的大容量冲击电流(波形近似为10/350us)，但存在限制电压高、反应时间长的缺点；金属氧化物的电压限制型SPD有反应时间快、限制电压低等优点，但却只能承受有限的8/20us波形电流。

因此，为了满足电压开关型SPD和限压型SPD间的能量配合，在线路上多处安装SPD时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的长度应不小于10m，当导线安装距离无法满足10m的安全距离时，一般采用串入退耦器的方法，电路中的电流越大，也越要越大的退耦器，这给设备的安装造成了不便，而退耦器作为感性元件受电路工作频率变化参数会发生变化，所以电涌频率减低时效能会降低，也会对电路的使用性能造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低压I级分类试验电涌保护器+II级分类试验电涌保护器主动能量配合，该SPD既具有电压开关型SPD大电流冲击容量，又具有限压型SPD的响应速度和低电压保护水平，可满足I级分类试验SPD与II级分类试验SPD级间的导线安装距离无法满足10m的安全距离的情况下直接安装，中间无需加装退耦电感。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：该主动能量配合电涌保护器包括3个模块，分低压I级分类试验电涌保护器+II级分类试验电涌保护器主动能量配合，按动作顺序先后分别为：限压模块、触发模块、放电模块。

利用压敏电阻反应时间快、限制电压低的特点，在初始的一段时间内将电涌电压抑制在一定的水平，在此同时，触发电路将采集到的脉冲电压进行升压，以获得主电极动作所需的电压阀值，最后，达到阀值的主电极动作泄放大部分电涌能量从而达到保护设备的作用。

即在压敏电阻抑制电涌电压的过程中，利用触发电路的作用降低了空气间隙的放电电压，提前了放电时间，起到了主动能量配合的作用。

本发明的有益效果：用于保护设备时导线安装距离无法满足10m安全距离时无需加装退耦器件，降低了成本，方便了安装，在保护时完全不受电涌频率的限制，比普通的加退耦器件更能有效的保护设备，且对设备电路不产生任何的影响，故能在上述场合得到广泛的应用，具有一定的经济效益。

下面结合附图和实施例对本发明作比较详细的说明。

附图说明

图1为主动能量配合电涌保护器的原理框图；

图2为主动能量配合电涌保护器的线路原理图。

具体实施方式

参照图1，这是主动能量配合电涌保护器的原理框图。

如图所示，本发明包括3个模块，按动作顺序先后分别为：限压模块、触发模块、放电模块。

这是一种低压I级分类试验电涌保护器+II级分类试验电涌保护器主动能量配合电涌保护器，该SPD既具有电压开关型SPD大电流冲击容量，又具有限压型SPD的响应速度和低电压保护水平，可满足I级分类试验SPD与II级分类试验SPD级间的导线安装距离无法满足10m的安全距离的情况下直接安装，中间无需加装退耦电感。

参照图2，这是主动能量配合电涌保护器的线路原理图。

如图所示，限压模块包括一压敏电阻(1)，该压敏电阻的通流量在25KA(8/20)左右，能够泄放主放电电极(2)动作前的部分电涌能量，并将电涌电压稳定在一个相对较低的水平上。

触发模块包括压敏电阻(3)、放电管(4)、脉冲变压器(5)和触发电极(6)，在此模块中，压敏电阻和放电管与脉冲变压器的初级相串联，其主要功能一是控制触发模块的启动电压；二是使触发模块产生足够的触发电压以驱动主电极的动作，也就是在脉冲变压器的初极产生一定幅值的电压变量。限压压敏电阻压敏电压值在400V左右，放电管的放电电压在800V，脉冲变压器的升压倍数为10。最后由触发电极上的高压将击穿与主电极之间的间隙，引起主电极放电。

主放电模块包括主电极(2)，即两个U型的铜钨合金电极形成了一个空气间隙，其主要作用是泄放电涌的大部分能量，在触发模块的启动下间隙导通，形成电涌与大地间的放电通路，完成电涌保护器的最后的放电从而使电涌保护器能承受大电涌能量的冲击。

所述的电涌保护器，其电路连接关系是：压敏电阻(3)和放电管(4)与脉冲变压器(5)的初级相串联，去控制触发电极(6)，上述电路再与压敏电阻(1)、主电极(2)并联。

实际上，该主动能量控制电涌保护器，利用触发模块的进行能量的控制和分配，充分发挥和结合了电压限制型器件低电压保护水平和电压开关型器件大通流能量的特长，同时克服了两种器件固有的缺点。从而达到了能在特殊场合下使用的效能。

虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1、主动能量配合电涌保护器，用于防止雷电过电压及操作过电压对电子电器设备的损坏，其特征在于：所述的保护器包括I级分类试验电涌保护器+II级分类试验电涌保护器的主动能量配合，既具有电压开关型电涌保护器大电流冲击容量，又具有限压型电涌保护器的响应速度和低电压保护水平，可满足级间的导线安装距离无法满足10m的安全距离的情况下直接安装，中间无需加装退耦电感；

该电涌保护器的电路包括限压模块、触发模块、放电模块；利用限压模块反应时间快，将电涌电压抑制在一定的水平，触发模块将采集到的脉冲电压进行升压，达到阀值的放电模块动作泄放大部分电涌能量从而达到保护电子电器设备。

2、如权利要求1所述的主动能量配合电涌保护器，其特征在于：所述的限压模块，是一压敏电阻(1)，该压敏电阻的通流量在25KA(8/20)左右。

3、如权利要求1所述的主动能量配合电涌保护器，其特征在于：所述的触发模块，包括压敏电阻(3)、放电管(4)、脉冲变压器(5)和触发电极(6)，上述器件依次串联。

4、如权利要求1所述的主动能量配合电涌保护器，其特征在于：所述的放电模块，包括一主电极(2)，即两个U型的铜钨合金电极形成了一个空气间隙。

5、如权利要求1所述的主动能量配合电涌保护器，其特征在于：所述的电涌保护器，其电路连接关系是：压敏电阻(3)和放电管(4)与脉冲变压器(5)的初级相串联，去控制触发电极(6)，上述电路再与压敏电阻(1)、主电极(2)并联。

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