CN202076941U - 具有雷击保护电路的电源供应器 - Google Patents

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徐元良
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Abstract

一种具有雷击保护电路的电源供应器,包括一整流电路、一转换器,该整流电路的输入端与一交流电源输入端连接,该交流电源输入端上跨设有一第一压敏电阻;又转换器包括一变压器,变压器的一次侧与整流电路的输出端连接,其二次侧与一电源输出端连接,且连接一接地端,又变压器一次侧与二次侧接地端间设有一Y电容;再者,前述第一压敏电阻与Y电容间设有一雷击保护模组;当雷击发生在前述变压器一、二次侧之间时,雷击所产生的大电流会从设有雷击保护模组的旁路经Y电容流入接地端,而不会造成电源供应器内部元件或电路的损坏,故可有效达到保护该电源供应器的目的。

Description

具有雷击保护电路的电源供应器
技术领域
本实用新型涉及一种电源供应器,尤其涉及一种具有雷击保护电路的电源供应器。
背景技术
在现代社会中,电力的传输和供应都有严密的安全规范与防护措施,尽管如此,却不能保证接受电力的装置在供电过程中不受损坏,原因在于自然力的介入,例如雷击。
现有的电源供应器90如图4所示,其具有一交流电源输入端及一电源输出端,且该电源输出端与一接地端连接,该电源供应器90是用以将市电电源转换成适合负载992使用的电源;该电源供应器90包括有一变压器96,变压器96的一次侧分设一压敏电阻(Voltage DependantResistor,VDR)91、一共模电感92、一整流电路93、一输入电容94与一切换开关95,该变压器96的二次侧分设有一输出电容97,输出电容97的两端是连接电源供应器90的电源输出端以供负载连接;且在变压器96的一次侧与二次侧之间是跨接一Y电容98,用以消除共模干扰;前述交流电源输入端包括一火线(L)及一中性线(N),该火线(L)和中性线(N)间跨接有该压敏电阻(Voltage Dependant Resistor,VDR)91作为突波防护。
其电路动作简述如下(请参阅图5所示):电源从交流电源输入端流入,经共模电感92过滤输入电源的共模电磁干扰信号后,再经整流电路93将输入交流电源转换为直流电源,该切换开关95是连接在整流电路93的输出端;通过切换开关95调整的直流电源是输出至该变压器96的一次侧,使二次侧能产生一感应电压以输出至电源输出端。
然而,因雷击发生时,其能量是于极短时间内就形成极高的电压差,而根据电容的阻抗特性对此种电压的瞬间剧烈变化是视为短路的状态;所以当雷击发生在变压器96的一次侧与二次侧之间时,Y电容即会呈导通状态,使高压差产生的大电流从火线L依序流经共模电感92、整流电路93、输入电容94、Y电容98再流入接地端991,并使上述有大电流流经的共模电感92、整流电路93、输入电容94损坏,进一步使该电源供应器90损坏无法使用。以上所述者皆为现有技术未臻理想之处,实有待进一步检讨,并谋求可行的解决方案。
实用新型内容
有鉴于前述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种具有雷击保护电路的电源供应器,其可防止雷击将电源供应器内的元件损毁。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种具有雷击保护电路的电源供应器,包括有:
一整流电路,具有一输入端及一输出端,该输入端是与一交流电源输入端连接;
一第一压敏电阻,是跨接在前述交流电源输入端上;
一转换器(converter),包括有一变压器,该变压器是具有一次侧及二次侧,其一次侧是与整流电路的输出端连接,并于其二次侧产生一感应电压;
一电源输出端,是与该变压器的二次侧连接,且该电源输出端是与一接地端连接;
一Y电容,是设于前述变压器的一次侧与电源输出端的接地端间;
一雷击保护模组,包括一第二压敏电阻,该第二压敏电阻具有两端,其一端连接该第一压敏电阻,另端则与前述Y电容构成回路。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中转换器进一步包括有一控制器、一输入电容、一输出电容与一受控制器驱动的切换开关,且该转换器的变压器的一次侧与二次侧分别具有两端,该输入电容是跨接于变压器的一次侧的两端,该输出电容是跨接于该变压器二次侧的两端,该切换开关是与变压器的一次侧连接。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中雷击保护模组是连接在第一压敏电阻和整流电路的输入端间。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中雷击保护模组是连接在第一压敏电阻和整流电路的输出端间。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中雷击保护模组进一步包括有一充气管,该充气管是与该第二压敏电阻串联。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中充气管具有两端,其一端与第一压敏电阻连接,另端与第二压敏电阻连接。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中充气管具有两端,其一端是与Y电容连接,另端与第二压敏电阻连接。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中雷击保护模组进一步包括有一电感元件,该电感元件是与该第二压敏电阻串联。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中交流电源输入端与整流电路之间设有一共模电感。
前述具有雷击保护电路的电源供应器,其中交流电源输入端与整流电路之间设有一共模电感。
当雷击发生在前述变压器的一次侧与二次侧之间时,因雷击产生的高压会施加在该雷击保护模组上,利用雷击保护模组将电压箝制住,并使大电流经第一压敏电阻、第二压敏电阻,再通过Y电容经接地端排放,以有效防止电源供应器内部的电路或元件遭雷击损坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型第一较佳实施例的电路图。
图2是本实用新型第一较佳实施例的能量排放路径示意图。
图3是本实用新型第二较佳实施例的电路图。
图4是现有电源供应器的电路示意图。
图5是现有电源供应器的电流走向示意图。
图中标号说明:
L火线          N中性线
1电源供应器    11共模电感
20第一压敏电阻    30整流电路
40转换器          41变压器
411一次侧         412二次侧
43输入电容        44输出电容
45切换开关        46电阻
50Y电容
60雷击保护模组    61第二压敏电阻
62充气管
70接地端          80负载
90电源供应器      91压敏电阻
92共模电感        93整流电路
94输入电容        95切换开关
96变压器          97输出电容
98Y电容           991接地端
992负载
具体实施方式
请参照图1所示,本实用新型是一种具有雷击保护电路的电源供应器1,其包括有一交流电源输入端、一电源输出端、一第一压敏电阻20、一整流电路30、一转换器40、一Y电容50与一雷击保护模组60;其中:
该交流电源输入端包括有一火线L及一中性线N;
该第一压敏电阻20是跨接于该交流电源输入端的火线L与中性线N之间;
该整流电路30用以将交流电源输入端送入的交流电源整流成一直流电源,在此较佳实施例中,该整流电路30可为桥式整流器。
该转换器40包括有一变压器41及一控制器(图中未示),该变压器41是具有一次侧411及相互感应耦合的二次侧412,其一次侧411是与整流电路30的输出端连接,并于其二次侧412产生一感应电压;在此较佳实施例中,该变压器41的一次侧411与二次侧412分别具有两端,又转换器40进一步包括有一输入电容43、一输出电容44与一受控制器驱动的切换开关45,该输入电容43跨接于变压器41一次侧411的两端,该输出电容44跨接于该变压器41二次侧412的两端,该切换开关45是与变压器41的一次侧411连接。
再者,该变压器41的二次侧412是与一电源输出端连接,该电源输出端是与一负载80连接,以便对负载80供电;另该电源输出端又与一接地端70连接。
该Y电容50是设于该变压器41一次侧411与电源输出端的接地端70之间。
该雷击保护模组60是设于第一压敏电阻20与前述Y电容50之间,于本实施例中,该雷击保护模组60包括有一第二压敏电阻61,该第二压敏电阻61具有两端,其一端连接交流电源输入端上跨接的第一压敏电阻20,另端与Y电容50连接,在此较佳实施例中该第二压敏电阻61连接第一压敏电阻20的一端是与中性线(N)连接,在其它可行实施例中,该第二压敏电阻61亦可与第一压敏电阻20连接火线(L)的一端连接。
又本实施例中,是令该雷击保护模组60进一步包括一充气管(gastube)62,以增进该电源供应器1的电磁干扰(EMI)防护功能,充气管62是第二压敏电阻61串联,其连接关系的先后可互相调换;在本实施例中,该充气管62具有两端,其一端与第一压敏电阻20连接,另端与第二压敏电阻61连接;在其它可行实施例中,该充气管62可以位于后端,其两端分别和第二压敏电阻61及Y电容50连接。由于充气管62的寄生电容小于1pF,可有效的阻隔转换器40向外传导的电磁干扰。
在其它实施例中,该雷击保护模组60的充气管62可由一电感元件(图中未示)取代,该电感元件是与该第二压敏电阻61串联,用以达到与充气管62类似的功能。
在此较佳实施例中,该电源供应器1可进一步设有一共模电感11,其是设于该交流电源输入端与整流电路30之间,是用以防止交流电源输入端送入交流电源的共模噪声进入整流电路30。
当雷击发生在该转换器40的变压器41一次侧411与第二侧412之间,即为雷击击打在电源供应器1上使变压器41一次侧411与第二侧412之间产生大压差时,请配合参阅图2所示,此时雷击所产生的电能会加在该雷击保护模组60上,因此本来会流过共模电感11、整流电路30与转换器40的输入电容43的大电流便会由第一压敏电阻20与该雷击保护模组60动作,使得电压被箝制住并且提供能量旁路的路径,大电流会经由第一压敏电阻20流经该雷击保护模组60,因为第二压敏电阻61有寄生电容,故在雷击的瞬间该第二压敏电阻61是为短路状态,所以雷击电能所产生的电压差会瞬间全部加在充气管62上,而雷击电能所产生的电压差超过充气管62的最小击穿电压(Vbr)后,充气管62崩溃并进入低阻抗区,此时,雷击电能所产生的电压差会全部加在第二压敏电阻61上,再流过Y电容并流入接地端70,而不会让电源供应器1内需要保护的共模电感11、整流电路30与输入电容43等元件损坏。
又请参阅图3所示,是本实用新型的第二较佳实施例,在此实施例中,该该雷击保护模组60是设在交流电源输入端的第一压敏电阻20和整流电路30的输出端之间,此种运用场合是利用输入电容43在瞬间能量变化时阻抗变小而几乎短路的状态下,将其当作泄放路径,当雷击发生时,大部分能量将通过雷击保护模组60、输入电容43、Y电容50排放到接地端。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于,包括有:
一整流电路,具有一输入端及一输出端,该输入端是与一交流电源输入端连接;
一第一压敏电阻,是跨接在前述交流电源输入端上;
一转换器,包括有一变压器,该变压器具有一次侧及二次侧,其一次侧是与整流电路的输出端连接,并于其二次侧产生一感应电压;
一电源输出端,是与该变压器的二次侧连接,且该电源输出端是与一接地端连接;
一Y电容,是设于前述变压器的一次侧与电源输出端的接地端间;
一雷击保护模组,包括一第二压敏电阻,该第二压敏电阻具有两端,其一端连接该第一压敏电阻,另端则与前述Y电容构成回路。
2.根据权利要求1所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述转换器进一步包括有一控制器、一输入电容、一输出电容与一受控制器驱动的切换开关,且该转换器的变压器的一次侧与二次侧分别具有两端,该输入电容跨接于变压器的一次侧的两端,该输出电容跨接于该变压器二次侧的两端,该切换开关是与变压器的一次侧连接。
3.根据权利要求2所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述雷击保护模组连接在第一压敏电阻和整流电路的输入端间。
4.根据权利要求2所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述雷击保护模组连接在第一压敏电阻和整流电路的输出端间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述雷击保护模组进一步包括有一充气管,该充气管是与该第二压敏电阻串联。
6.根据权利要求5所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述充气管具有两端,其一端与第一压敏电阻连接,另端与第二压敏电阻连接。
7.根据权利要求5所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述充气管具有两端,其一端是与Y电容连接,另端与第二压敏电阻连接。
8.根据权利要求1至4中任一项所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述雷击保护模组进一步包括有一电感元件,该电感元件是与该第二压敏电阻串联。
9.根据权利要求5所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述交流电源输入端与整流电路之间设有一共模电感。
10.根据权利要求8所述具有雷击保护电路的电源供应器,其特征在于:所述交流电源输入端与整流电路之间设有一共模电感。
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