CN203086135U - 一种工业交换机直流电源口防护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业交换机直流电源口防护电路，其包括：第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管；第一压敏电阻串接在直流电源口的正极和负极之间；第二压敏电阻的一端与直流电源口的负极连接，第三压敏电阻的一端与直流电源口的正极连接，第二压敏电阻的另一端和第三压敏电阻的另一端连接，并通过气体放电管接地。本实用新型的工业交换机直流电源口防护电路，采用第一压敏电阻进行差模防护，采用第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管串联进行共模防护，起到了很好的防雷击作用；且在不拆除防护器件的情况下，也能通过介质试验，增强保护作用。

Description

一种工业交换机直流电源口防护电路

[技术领域]

本实用新型涉及工业交换机，尤其涉及一种工业交换机直流电源口防护电路。

[背景技术]

目前工业交换机直流电源口均是采用48V供电，由于工业交换机应用环境非常恶劣，所以它的EMC认证中的雷击测试等级非常高，具体为共模等级±4kV，差模等级±2kV，测试波形为1.2/50（8/20）us,目前业内已经有成熟的防护电路，如图1所示：

当浪涌从a输入时，通过气体放电管GDT1和GDT2泄放到地，如果从b输入时则通过气体放电管GDT2泄放到地。电感L连接在a、c之间，TVS管D1连接在c、d之间。

但是这种防护电路设计在安规测试介质试验（交流耐压试验）时，是将48V输入的正负级短接起来作为一极，GND作为另外一极，但在电源口输入500V交流不能通过测试，原因是一般情况下气体放电管会导通，导致漏电流变大，所以测试不能通过。大多数情况下会采取摘掉气体放电管的方式通过安规测试，但是新的标准《电力工业以太网交换机技术规范》要求保护器件在测试过程中不能拆除。

[实用新型内容]

本实用新型提供了一种工业交换机直流电源口防护电路，能起到防雷击作用，且在不拆除防护器件的情况下，也能通过介质试验，增强保护作用。

本实用新型的技术方案是：

一种工业交换机直流电源口防护电路，其包括：第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管；

第一压敏电阻串接在直流电源口的正极和负极之间；第二压敏电阻的一端与直流电源口的负极连接，第三压敏电阻的一端与直流电源口的正极连接，第二压敏电阻的另一端和第三压敏电阻的另一端连接，并通过气体放电管接地。

本实用新型的工业交换机直流电源口防护电路，采用第一压敏电阻进行差模防护，采用第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管串联进行共模防护，起到了很好的防雷击作用；且在不拆除防护器件的情况下，也能通过介质试验，增强保护作用。

[附图说明]

图1是现有技术中的防护电路的电路原理图；

图2是本实用新型的工业交换机直流电源口防护电路的电路原理图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做一详细的阐述。

如图2，本实用新型的工业交换机直流电源口防护电路，其包括：第一压敏电阻R1、第二压敏电阻R2、第三压敏电阻R3和气体放电管GDT；

第一压敏电阻R1串接在直流电源口DC的正极和负极之间；第二压敏电阻R2的一端与直流电源口DC的负极连接，第三压敏电阻R3的一端与直流电源口DC的正极连接，第二压敏电阻R2的另一端和第三压敏电阻R3的另一端连接，并通过气体放电管GDT接地GND。

其中，第一压敏电阻R1、第二压敏电阻R2、第三压敏电阻R3和气体放电管GDT都是防雷器件，作为第一级防护，其中第一压敏电阻R1形成差模防护，第二压敏电阻R2、第三压敏电阻R3和气体放电管GDT形成共模防护，可以起到防雷击作用，且可以保护后面的下一级电路。

差模防护只需要第一压敏电阻R1即可，因为压敏电阻虽然有较大的寄生电容，会产生较大的漏电流，但是没有连到GND，所以单独用压敏电阻也没有关系；当然也可以在第一压敏电阻R1上串联气体放电管，因为气体放电管寄生电容很小，但是这样会造成成本浪费。差模防护时单独用气体放电管也不可取，因为气体放电管导通后维持的电压很低，因此会有跟随电流，即通常所说的有续流现象发生，因此气体放电管不能直接在直流环境中使用。气体放电管使用时需要在泄放电路中串联一个电阻来限制电流幅度，所以共模防护中采用压敏电阻串连气体放电管的方式，气体放电管将起一个开关作用，没有暂态电压时，它能将压敏电阻与系统隔开，使压敏电阻几乎无泄漏电流，即可以使漏电流小，也能达到防浪涌作用。

由于浪涌通过第一级防护后，还有一定的残压，对下一级电路造成影响，需要第二级防护；所以本实用新型在直流电源口DC的正极和负极之间还串接有TVS管D1，该TVS管D1作为精细防护，以减少残压。

但是由于TVS管D1的启动时间比压敏电阻和气体放电管快，并且TVS管D1的防护能量不高，单独使用TVS管D1防浪涌会造成TVS管D1损坏，为了避免这种情况发生，本实用新型在直流电源口DC的正极和负极上还串接有共模电感L1，该共模电感L1位于电流电源口DC和TVS管D1之间，即共模电感L1的其中一个电感的两端1、2串接在直流电源口的正极和TVS管D1的一端之间，共模电感L1的另一个电感的两端3、4串接在直流电源口的负极和TVS管D1的另一端之间。通过增加共模电感L1可以起到储存浪涌能量和延缓浪涌时间的作用。

本实用新型的设计难点在于共模防护时压敏电阻和气体放电管的取值，不但压敏电阻配气体放电管能符合防雷击要求，也能符合安规测试要求。压敏电阻和气体放电管串联时，他们的交流耐压能力取决于压敏电阻，而浪涌防护取决于气体放电管。但是从绝缘电阻角度来讲，气体放电管和压敏电阻只要有一个能满足绝缘电阻的要求，它们组成的共模防护就能满足绝缘电阻的要求；即使是气体放电管和压敏电阻单独测试都不能满足绝缘电阻的要求，只有各自分担的电压小于它们的击穿电压，整体就能满足绝缘电阻的要求；另外并不是两者串联时，取的值越大越好，取的值越大，残压也会越大。最理想的取值是越小越好，因为残压越小，对后级的损坏越小。

在一较优实施例中，所述第二压敏电阻R2和第三压敏电阻R3的阻值≥600

所述气体放电管GDT的启动电压≥90V。但压敏电阻和气体放电感取的值不要选得太大，取的值越大，残压也更大。

其他器件的取值原则最好如下：所述第一压敏电阻的阻值≥直流电源输入值×1.8，共模电感的电感量≥10UH，TVS管的启动电压≥直流电源输入值×1.5。通过合理的取值可以进一步的提高防护作用。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种工业交换机直流电源口防护电路，其特征在于，包括：第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和气体放电管；

第一压敏电阻串接在直流电源口的正极和负极之间；第二压敏电阻的一端与直流电源口的负极连接，第三压敏电阻的一端与直流电源口的正极连接，第二压敏电阻的另一端和第三压敏电阻的另一端连接，并通过气体放电管接地。

2.根据权利要求1所述的工业交换机直流电源口防护电路，其特征在于：在直流电源口的正极和负极之间还串接有TVS管。

3.根据权利要求2所述的工业交换机直流电源口防护电路，其特征在于：在直流电源口的正极和负极上还串接有共模电感，该共模电感位于电流电源口和TVS管之间。

4.根据权利要求3所述的工业交换机直流电源口防护电路，其特征在于：所述第二压敏电阻和第三压敏电阻的阻值≥600所述气体放电管的启动电压≥90V。

5.根据权利要求4所述的工业交换机直流电源口防护电路，其特征在于：所述第一压敏电阻的阻值≥直流电源输入值×1.8，共模电感的电感量≥10UH，TVS管的启动电压≥直流电源输入值×1.5。

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