CN201985520U - 交流线雷击保护装置 - Google Patents

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王菲
杨京恺
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Abstract

本实用新型公开了一种交流线雷击保护装置。其中,该装置包括:并联连接于输入端之间的初级电路和次级电路,该次级电路包括:串联连接的第一压敏电阻以及第一放电管。根据本实用新型提供的技术方案,解决了相关技术中传统室外型设备的交流线输入保护电路残压对后级的整流桥或MOS管有相当威胁的问题,进而可以有效抑制差模残压,降低残压对后级的整流桥或MOS管的威胁。

Description

交流线雷击保护装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及通信领域,具体而言,涉及一种交流线雷击保护装置。 背景技术
[0002] 传统室外型设备的交流线输入保护电路中,前级采用简单的压敏电阻、气体放电管实现线、地间的高压保护,而线线间只有压敏电阻,具体可以参见图1。
[0003] 在设计需要满足380Vac、且接错线又不损坏保护器件的条件下,压敏电阻的选型参数之一的动作电压UV不低于600VP,此压敏电阻在差模3KA 8/20uS的冲击下,残压约为 1. 5〜1. 6KV,然而这个电压对后级的整流桥或MOS管有相当的威胁。
[0004] 因此,如何有效降低残压成为亟待解决的问题。
实用新型内容
[0005] 针对相关技术中传统室外型设备的交流线输入保护电路残压对后级的整流桥或 MOS管有相当威胁的问题,本实用新型提供了一种交流线雷击保护装置,以解决上述问题至少之一。
[0006] 根据本实用新型,提供了一种交流线雷击保护装置。
[0007] 根据本实用新型的交流线雷击保护装置包括:并联连接于输入端之间的初级电路和次级电路。其中,上述次级电路包括:串联连接的第一压敏电阻以及第一放电管。
[0008] 通过本实用新型,在交流线雷击保护装置的次级电路上增加放电管,解决了相关技术中传统室外型设备的交流线输入保护电路残压对后级的整流桥或MOS管有相当威胁的问题,进而可以有效抑制差模残压,降低残压对后级的整流桥或MOS管的威胁。
附图说明
[0009] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分, 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0010] 图1是根据相关技术的户外型设备的交流线雷击保护装置的示意图;
[0011] 图2是根据本实用新型实施例的交流线雷击保护装置的示意图;
[0012] 图3是根据本实用新型优选实施例的交流线雷击保护装置的示意图。
具体实施方式
[0013] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0014] 图2是根据本实用新型实施例的户外型设备的交流线雷击保护装置的示意图。如图2所示,该交流线雷击保护电路包括:并联连接于输入端之间的初级电路和次级电路,其中,该次级电路包括:串联连接的第一压敏电阻10以及第一放电管12。[0015] 相关技术中,传统室外型设备的交流线输入保护电路残压较高,对后级的整流桥或MOS管带来相当的威胁。采用图2所示的交流线雷击保护装置,由于在次级电路上增加了放电管,可以有效抑制差模残压,降低残压对后级的整流桥或MOS管的威胁。
[0016] 其中,如图2所示,上述初级电路可以包括:串联连接于输入端之间的第二压敏电阻14和第三压敏电阻16 ;以及第二放电管18,其一端连接于第二压敏电阻和第三压敏电阻之间,其另一端与地相连。
[0017] 上述初级电路的MOV及GDT用于共模雷击防护,保证共模冲击下的残压小于隔离变压器及Y电容的绝缘击穿电压(通常是4KVP);次级电路的MOV与GDT用于差模雷击防护,保证在预设的差模冲击强度下(如3KA)的残压小于后级器件(主要是高压整流桥与 MOS管)的击穿电压。
[0018] 优选地,上述第一放电管12和第二放电管18均可以采用气体放电管。
[0019] 优选地,上述第一放电管12的动作电压>搭接测试电压XI. 1X1.414/0.8。其中,上述搭接测试电压通常为380V。
[0020] 次级电路的第二放电管18是用于防止在380VAC搭接测试条件下产生工频电流 (GDT 一旦在工频电压下动作将发生严重的过热自燃风险),因此,GDT的选型应有足够的安全裕度,通常其动作电压 Vdc-spark > 380X1. 1X1. 414/0. 8 = 738Vdc。
[0021] 优选地,第二放电管的动作电压>共模绝缘耐压强度测试电压X 1.414/0. 8。
[0022] 在具体实施过程中,为了满足常规的共模绝缘耐压强度测试(通常共模绝缘耐压强度测试电压为1500Vac,不移除任何防护器件),⑶T的直流动作电压应满足Vdc-spark > 1500X1. 414/0. 8 = 2651Vdc。
[0023] 优选地,第一压敏电阻,用于在第一预定电压的电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升至0. 5A之前,使残压的峰值电压>第一预定电压XI. 414/0. 9。其中,上述第一预定电压通常为^4V。
[0024] 即次级电路的MOV应能保证在电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升到 0. 5A前,其残压大于Vclamp > 264X1.414/0.9 = 414Vp,以辅助⑶T遮断续流。
[0025] 优选地,第二压敏电阻和第三压敏电阻,用于在第二预定电压的电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升至0. 5A之前,使残压的峰值电压>第二预定电压X 1. 414/0. 9。其中,上述第二预定电压通常为^4V。
[0026] 即初级电路的MOV应能保证在电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升到 0. 5A前,其残压大于Vclamp > 264X1.414/0.9 = 414Vp,以辅助⑶T遮断续流。
[0027] 优选地,如图3所示,上述交流线雷击保护装置还可以包括:第一电感20,位于第一连接点和第二连接点之间的线路上,其中,第一连接点为初级电路与输入端的高电压端相连接的节点,第二连接点为次级电压与输入端的高电压端相连接的节点;第二电感22, 位于第三连接点与输出端之间的线路上,其中,第三连接点为次级电压与输入端的低电压端相连接的节点。
[0028] 优选地,第一电感20和第二电感22的电感值L均满足以下条件:L> (AUX At)/ Δ i,其中,Ai表示单位时间内流经电感的电流变化量,At表示单位时间,Δ U表示单位时间内电感两端的电压变化量。
[0029] 图3所示的两个电感,具有退耦作用,可以进一步抑制脉冲增长,有效抑制差模残压,降低残压对后级的整流桥或MOS管的威胁。这两个电感的电感值计算比较复杂,可根据以下方式粗略计算:
[0030] 对电感而言:AU = LX (di/dt),则L> (ΔιιΧ At)/Ai,其中Ai可以看做电感线圈允许流过的最大电流(此数值往往由次级电路的压敏电阻决定,例如,Ai = 2KA),At 为此电流的上升时间(例如,对8/20uS的雷击混合波而言就是8uS),AU为上升时间内电感两端产生的压降(此数值取决于两级压敏电阻的残压曲线,例如,AU = 600Vp),因此L > (600*8)/2000 = 2.如礼考虑到空心线圈的误差,在实际应用中,通常取值大于计算获取的值。
[0031] 采用图3所示的交流线雷击保护装置,可以有效地抑制差模残压,降低残压对后级的整流桥或MOS管的威胁。经测试,不仅可以使差模残压低于800Vp,有利于后级电路的工作,而且压敏电阻几乎没有漏电流,可以显著延长该器件的服务寿命。
[0032] 综上所述,借助本实用新型提供的上述实施例,可以在尽量减少成本及降低实现复杂度的前提下,达到满足380Vac、接错线不损坏保护器件、将差模残压抑制到IKVp以下的目的,有效实现了对后级电路的保护,且电路简单,制造成本较低。
[0033] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1. 一种交流线雷击保护装置,包括:并联连接于输入端之间的初级电路和次级电路, 其特征在于,所述次级电路,包括:串联连接的第一压敏电阻以及第一放电管。
2.根据权利要求1所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,还包括:第一电感,位于第一连接点和第二连接点之间的线路上,其中,所述第一连接点为所述初级电路与所述输入端的高电压端相连接的节点,所述第二连接点为所述次级电压与所述输入端的高电压端相连接的节点;第二电感,位于第三连接点与输出端之间的线路上,其中,所述第三连接点为所述次级电压与所述输入端的低电压端相连接的节点。
3.根据权利要求1或2所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述初级电路包括:串联连接于所述输入端之间的第二压敏电阻和第三压敏电阻;以及第二放电管,其一端连接于所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻之间,其另一端与地相连。
4.根据权利要求3所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第一放电管和所述第二放电管均为气体放电管。
5.根据权利要求1或2所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第一放电管的动作电压>搭接测试电压XI. 1X1.414/0.8。
6.根据权利要求5所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述搭接测试电压为 380V。
7.根据权利要求1或2所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第一压敏电阻,用于在第一预定电压的电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升至0. 5A之前,使残压的峰值电压>所述第一预定电压X 1. 414/0. 9。
8.根据权利要求7所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第一预定电压为 264V。
9.根据权利要求2所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第一电感和所述第二电感的电感值L均满足以下条件:L> (AUX At)/Δ i,其中,Ai表示单位时间内流经电感的电流变化量,At表示单位时间,△ U表示单位时间内电感两端的电压变化量。
10.根据权利要求3所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第二放电管的动作电压>共模绝缘耐压强度测试电压χ 1. 414/0. 8。
11.根据权利要求3所述的交流线雷击保护装置,其特征在于,所述第二压敏电阻和所述第三压敏电阻,用于在第二预定电压的电网条件下遭受雷击时,在雷击电流上升至0. 5A 之前,使残压的峰值电压>所述第二预定电压X 1. 414/0. 9。
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