CN202772561U - 二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二接脚可控制转折电压(Breakovervoltage)防雷击浪涌与静电的集成化保护器，包括一具有三个电极的闸流体(Thyristor)，例如硅控整流器(SCR)，以及一个提供该闸流体闸极触发信号的晶体管与一电压检知电路，当并联的集成化保护器与被其保护的元器件或装置的两端有雷击浪涌或静电发生时，该集成化保护器可以藉由该电压检知电路获得适当的电流触发该闸流体，使得该集成化保护器导通，而提供雷击浪涌或静电导通的路径，达到保护与该集成化保护器并联的其它组件或装置的功能。

Description

二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器

技术领域

本实用新型涉及电路保护器，尤其涉及一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器。 

背景技术

一般电路为防止雷击浪涌与静电所产生的突波，往往于电源各相间或信号各线间皆并联有一如闸流体(thyristor)或突波吸收器(varistor)的保护组件，如图1所示，即为利用突波吸收器1的保护组件以保护电路中的负载装置200电路图。 

然而上述现有保护组件拥有的电压-电流特性曲线，请参阅图2所示，使得在雷击浪涌或静电突波产生之时，上述现有保护组件的转折电压VBO必须高于被保护的电子组件或装置的常态工作电压VDRM，以及必须达到足够大的转折电流IBO，使得当雷击浪涌与静电侵入时，被保护两端的转折电压VBO会随着工作电压VDRM的升高而成比例的增加，造成保护效果不好，以及影响负载装置或使用上的安全。 

发明内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，藉由该集成化保护器适时导通，而提供雷击浪涌或静电导通的路径，达到保护与该集成化保护器并联的其它元器件或负载装置的功能。 

本实用新型的次要目的在于提供一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其可封装成一具有二接脚的集成化保护器，故可方便与欲保护的其它元器件或负载装置进行耦合并联，在使用上将更为方便。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的： 

二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其包括有一具有三个电极的闸流体(thyristor)，例如SCR(Silicon-Controlled Rectifier﹐硅控整流器)；一晶体管，为一NPN型晶体管，该晶体管的射极连接至该SCR的闸极，该晶体管的集极则与该SCR的阳极相连接；一电压检知电路，其系由一第一电阻与一第二电阻所串接形成的分压电路，其中该晶体管的基极共同与该第一电阻的一端及第二电阻的一端相连接，另该第一电阻的另一端与该SCR的阳极相连接，该第二电阻的另一端则与该SCR的阴极相连接。

作为优选方案，其中，该SCR、晶体管及电压检知电路系形成于同一衬底上，并加以封装，形成一集成化保护器，且该集成化保护器二侧并分别向外延伸一接脚，可供与被保护的组件或装置电性连接用。 

作为优选方案，其中，该集成化保护器可并联一反向的集成化保护器，达到双向突波浪涌的保护。 

作为优选方案，其中，该集成化保护器可串联一反向的集成化保护器，达到双向突波浪涌的保护。 

作为优选方案，其中，该晶体管的集极与该SCR的阳极之间更设有一限流电阻。 

作为优选方案，其中，该SCR耦合一反向的二极管(Diode)。 

作为优选方案，其中，该SCR耦合一反向的萧克莱二极管(Shockley Diode)。 

为达上述主要目的，本实用新型所提供的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其包括有一可程序化单接合晶体管（Programmable Unijunction Transistor，PUT），其为一具有三个电极的闸流体(thyristor)；以及一晶体管，为一PNP型晶体管，该晶体管的射极连接至该PUT的闸极，该晶体管的集极则与该PUT的阳极相连接；以及一电压检知电路，其系由一第一电阻与一第二电阻所串接形成的分压电路，其中该晶体管的基极共同与该第一电阻一端及该第二电阻的一端所相连接，另该第一电阻的另一端与该PUT的阳极相连接，而该第二电阻的另一端则与该PUT的阴极相连接。 

作为优选方案，其中，该晶体管的集极与该PUT的阳极之间设有一限流电阻。 

本实用新型所提供的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，具有以下优点： 

本实用新型所提供的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，因转折电压与转折电流系由内部电压检知电路所决定，所以可以藉由本实用新型电压检知电路的适当设计与配置达到控制转折电压与转折电流之目的，而不会影响被保护电路中的负载装置或是其它电子组件在常态工作电压下之功能，达到非常好的保护效果。

附图说明

图1为一种习知使用突波吸收器进行负载保护之电路图。 

图2为上述习用保护组件拥有之电压-电流特性曲线。 

图3为本实用新型第一较佳实施例之电路图。 

图4为本实用新型上述第一较佳实施例封装成具有二接脚之集成化保护器之示意图。 

图5为本实用新型上述第一较佳实施例之应用示意图。 

图6为本实用新型上述第一较佳实施例中耦合二极管之电路图。 

图7为本实用新型上述第一较佳实施例中耦合萧克莱二极管之电路图。 

图8为本实用新型上述第一较佳实施例拥有之电压-电流特性曲线。 

图9为本实用新型上述第一较佳实施例耦合并联一反向之集成化保护器之应用示意图。 

图10为本实用新型上述第一较佳实施例耦合串联一反向之集成化保护器之应用示意图。 

图11为本实用新型第二较佳实施例之电路图。 

图12为本实用新型上述第二较佳实施例之应用示意图。 

【主要部件及符号说明】 

1     突波吸收器

  200      负载装置 

10      SCR    

20       晶体管  

30      电压检知电路    

31      第一电阻       32       第二电阻

40      PUT    

50       晶体管        

60       限流电阻

70       二极管

80       萧克莱二极管

100      保护器        101       接脚

200      负载装置。

具体实施方式

下面结合附图及本实用新型的实施例对本新型的保护器作进一步详细的说明。 

请参阅图3所示，为本实用新型之第一较佳实施例之电路图，其揭露有一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其包括有： 

一SCR(Silicon-Controlled Rectifier﹐硅控整流器)10，为一具有三个电极的闸流体(thyristor)。

一晶体管20，为一NPN型的晶体管，该晶体管20的射极连接至该SCR10的闸极，该晶体管20的集极则与该SCR10的阳极相连接，另该晶体管20的集极与该SCR10的阳极之间设有一限流电阻60。 

一电压检知电路30，其由一第一电阻31与一第二电阻32所串接形成的分压电路，其中该晶体管20的基极共同与该第一电阻31的一端及该第二电阻32的一端相连接，另该第一电阻31的另一端与该SCR10的阳极相连接，该第二电阻32的另一端则与该SCR10的阴极相连接。 

请再参阅图4所示，为本实用新型上述第一较佳实施例封装成具有二接脚之集成化保护器之示意图，其中将上述SCR10、晶体管20及电压检知电路30共同形成于同一衬底上，加以封装，即构成一集成化保护器100，该集成化保护器100二侧并分别向外延伸一接脚101，可供与外部电性连接用。 

请参阅图5所示，为本实用新型上述第一较佳实施例的应用示意图，即本实用新型集成化保护器100利用其二接脚101与欲保护的一负载装置200形成并联，当雷击浪涌或静电入侵时，跨于该集成化保护器100的阳极和阴极之间的电压，提供该晶体管20的基极产生电流，使得该晶体管20的射极产生足够的电流，进而使得该SCR10的闸极被触发，该SCR10开始转态，雷击浪涌或静电的电流由该SCR10的阳极流进该SCR10，并由该SCR10的阴极流出，同时藉由该第一电阻31与该第二电阻32所构成的分压电阻，可依据实际应用的要求调节该晶体管20射极的电流，用来控制该SCR10的转折电流。 

请再参阅图6所示，为本实用新型上述第一较佳实施例之集成化保护器所拥有的电压-电流特性曲线，由于本实用新型的该集成化保护器在雷击浪涌或静电侵入时，能够在比工作电压VDRM低很多的转折电压VBO下导通，故而能达到非常好的保护效果。 

另为防止发生静电放电或负载装置200极性反接时，所产生的逆向电流，会对该负载装置200产生损坏，本实用新型的SCR10更耦合一反向的二极管(Diode)，如图7所示，即为本实用新型上述第一较佳实施例的耦合二极管的电路图，该SCR10耦合一反向二极管70，使该二极管70的阳极与SCR10之阴极相接，而该二极管70之阴极则与SCR10的阳极相接，使藉由该二极管70，达到逆向保护之作用，另本实用新型的SCR10亦可耦合一反向的萧克莱二极管(Shockley Diode)，如图8所示，即为本实用新型上述第一较佳实施例的耦合萧克莱二极管的电路图，该SCR10耦合一反向的萧克莱二极管80，使该萧克莱二极管80的阳极与该SCR10的阴极相接，而该萧克莱二极管80的阴极则与SCR10的阳极相接，同样可达到逆向保护的作用。 

另请再参阅图9所示，为本实用新型上述第一较佳实施例耦合并联一反向的集成化保护器应用示意图，即本实用新型集成化保护器可与一反向的集成化保护器形成并联后，再耦合并联该负载装置200，使本实用新型可使用于以交流为电源的负载装置200，达到双向突波浪涌的保护。 

另请再参阅图10所示，为本实用新型上述第一较佳实施例耦合串联一反向之集成化保护器之应用示意图，即本实用新型集成化保护器可先耦合一反向的二极管70后，再与另一耦合一反向的二极管70的集成化保护器反向串联后，再共同耦合于该负载装置200，使本实用新型同样可使用于以交流为电源的负载装置200，达到双向突波浪涌之保护。 

另请再参阅图11所示，为本实用新型之第二较佳实施例之电路图，其揭露另一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其包括有： 

一PUT40（Programmable Unijunction Transistor，可程序化单接合晶体管），其亦为一具有三个电极的闸流体(thyristor)。

一晶体管50，为一PNP型的晶体管，该晶体管50的射极连接至该PUT40的闸极，该晶体管50的集极则与该PUT40的阴极相连接，另该晶体管50的集极与该PUT40的阴极之间设有一限流电阻60。 

一电压检知电路30，其系由一第一电阻31与一第二电阻32所串接形成的分压电路，其中该晶体管50的基极共同与该第一电阻31的一端及该第二电阻32的一端所相连接，另该第一电阻31的另一端与该PUT40的阳极相连接，而该第二电阻32的另一端则与该PUT40的阴极相连接。 

其中，上述PUT40、晶体管50及电压检知电路30亦可依需要形成于同一衬底上，加以封装，构成一集成化保护器。 

请再参阅图12所示，为本实用新型之上述第二较佳实施例之应用示意图，即本发明集成化保护器与一欲保护的负载装置200形成并联，当雷击浪涌或静电入侵时，跨于该集成化保护器的阳极和阴极之间的电压，提供该晶体管50的基极产生电流，使得该晶体管50的射极产生足够的电流，进而使得该PUT40的闸极被触发，该PUT40开始转态，雷击浪涌或静电的电流由该PUT40的阳极流进该PUT40，并由该PUT40的阴极流出，同时藉由该第一电阻31与该第二电阻32所构成的分压电路，可依据实际应用的要求调节该晶体管50射极的电流，用来控制该PUT40的转折电流。 

兹，再将本实用新型的特征及其可达成的预期功效陈述如下： 

1）本实用新型的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，藉由集成化保护器之保护，使当雷击浪涌或静电入侵时，可以藉由电压检知电路获得适当的电流，触发闸流体SCR或PUT，使得该集成化保护器导通，而提供雷击浪涌或静电导通的路径，达到保护与该集成化保护器并联的其它元器件或负载装置的功能。 

2）本实用新型的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，由于本实用新型可封装成一具有二接脚的集成化保护器，故可方便与欲保护的其它元器件或负载装置进行耦合并联，在使用上将更为方便。 

3）本实用新型的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，可以藉由调整电压检知电路中的第一电阻与第二电阻，达到控制转折电压之作用，因此当雷击浪涌或静电侵入时，能够在比工作电压低很多的转折电压下导通，故而能达到非常好的保护效果。 

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的保护范围。 

Claims (9)

1.一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其包括有：

一硅控整流器SCR，其为一具有三个电极的闸流体；

一晶体管，为一NPN型晶体管，该晶体管的射极连接至该SCR的闸极，该晶体管的集极则与该SCR的阳极相连接；

一电压检知电路，其由一第一电阻与一第二电阻所串接形成的分压电路，其中该晶体管的基极共同与该第一电阻的一端及该第二电阻的一端所相连接，另该第一电阻的另一端与该SCR的阳极相连接，而该第二电阻的另一端则与该SCR的阴极相连接。

2.根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该SCR、晶体管及电压检知电路形成于同一衬底上，并加以封装，形成一集成化保护器，且该集成化保护器二侧并分别向外延伸一接脚，能够供与被保护的组件或装置电性连接用。

3. 根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该集成化保护器能够并联一反向的集成化保护器，达到双向突波浪涌的保护。

4.根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该集成化保护器可串联一反向的集成化保护器，达到双向突波浪涌保护。

5.根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该晶体管的集极与该SCR的阳极之间更设有一限流电阻。

6.根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该SCR耦合一反向之二极管。

7.根据权利要求1所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该SCR耦合一反向的萧克莱二极管。

8.一种二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其包括有：

一可程序化单接合晶体管PUT，其为一具有三个电极的闸流体；

一晶体管，为一PNP型晶体管，该晶体管的射极连接至该PUT的闸极，该晶体管的集极则与该PUT的阳极相连接；

一电压检知电路，其由一第一电阻与一第二电阻所串接形成的分压电路，其中该晶体管的基极共同与该第一电阻的一端及该第二电阻的一端所相连接，另该第一电阻的另一端与该PUT的阳极相连接，而该第二电阻的另一端则与该PUT的阴极相连接。

9.根据权利要求8所述的二接脚可控制转折电压防雷击浪涌与静电的集成化保护器，其特征在于，其中该晶体管的集极与该PUT的阳极之间设有一限流电阻。

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