CN203368015U - 一种抑制浪涌电流保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种抑制浪涌电流保护装置，包括用于抑制浪涌的热敏电阻、延时继电器、整流桥和滤波电容；所述热敏电阻与延时继电器并联，并联后的一端与整流桥的正极输入端相连接，另一端与外部电源相连接；所述整流桥一端与并联的热敏电阻与延时继电器相连接，另一端与外部电源相连接；所述整流桥两个输出端与滤波电容并联；所述滤波电容与整流桥的两个输出端并联后两端接外接负载。本实用新型具备了节能的特性；同时照顾到通信设备精度高、功耗小的特点；并且降低了NTC热敏电子的故障率，提高了其使用寿命，将NTC热敏电阻的功耗降至最低；并使串联了NTC热敏电阻的电源电路能适应循环开关的应用条件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种抑制浪涌电流保护装置，属于电子产品保护领域。
背景技术
电力通信设备都需要电源才可以工作，涉及到信号成桢、交换、放大、传输等，产品质量一直是科学工作者的不懈追求，设备的长期稳定运行至关重要。但是，我在工作实践中遇到通信设备在开机瞬间设备电源或者功率放大器不正常运行、甚至被烧坏的尴尬局面，现场工程服务人员措手不及，最终导致整个通信工程运行失败。
造成以上失败的原因主要是由于在开机上电的瞬间，电容电压不能突变，因此会产生一个很大的充电电流。这个电流就是我们常说的输入浪涌电流，它是在对滤波电容进行初始充电时产生的，其大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容其所形成的回路的总电阻。
如图1所示，假设输入电压V1为220VAC,整个电网内阻（含整流桥和滤波电容）Rs=1Ω，若正好在电源输入波形达到90度相位的时候开机，那么开机瞬间浪涌电流的峰值将达到I=220×1.414/1=311（A）。这个浪涌电流虽然时间很短，但如果不加以抑制，会减短输入电容和整流桥的寿命，还可能造成输入电源电压的降低，让使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电，对临近设备的正常工作产生干扰。
浪涌电流的抑制方法有很多，一般中小功率电源中采用电阻限流的办法抑制开机浪涌电流。如图2所示，是一个常见的AC220V输入电源示意图，以此为例，我们分析一下如何使用NTC热敏电阻进行浪涌电流的抑制。
NTC热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降。NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻，用于抑制浪涌的NTC热敏电阻指的就是功率型热敏电阻器。图2中R1为热敏电阻浪涌抑制器通常放置的位置。
其工作原理如下：在常温下，NTC热敏电阻具有较高的电阻值（一般选用5Ω或10Ω），即标称零功率电阻值。参考图2的例子，串接10ΩNTC时，开机浪涌电流为：I=220×1.414/（1+10）=28（A），比未使用NTC热敏电阻时的311A降低了10倍，有效的起到了抑制浪涌电流的作用。开机后，由于NTC热敏电阻迅速发热、温度升高，其电阻值会在毫秒级的时间内迅速下降到一个很小的级别，一般只有零点几欧到几欧的大小，相对于传统的固定阻值限流电阻而言，这意味着电阻上的功耗因为阻值的下降随之降低了几十到上百倍，因此这种设计非常适合对转换效率和节能有较高要求的产品，如开关电源。
断电后，NTC热敏电阻随着自身的冷却，电阻值会逐渐恢复到标称零功率电阻值，恢复时间需要几十秒到几分钟不等。下一次启动时，又按上述过程循环。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种对于通信设备精度高、功耗小的抑制浪涌电流保护装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种抑制浪涌电流保护装置，包括用于抑制浪涌的热敏电阻、延时继电器、整流桥和滤波电容；
所述热敏电阻与延时继电器并联，并联后的一端与整流桥的正极输入端相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥一端与并联的热敏电阻与延时继电器相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥两个输出端与滤波电容并联；
所述滤波电容与整流桥的两个输出端并联后两端接外接负载。
本实用新型的有益效果是：本实用新型具备了节能的特性；同时照顾到通信设备精度高、功耗小的特点；并且降低了NTC热敏电子的故障率，提高了其使用寿命，将NTC热敏电阻的功耗降至最低；并使串联了NTC热敏电阻的电源电路能适应循环开关的应用条件；产品正常启动后，延时继电器将NTC热敏电阻从正常工作的电路中切断，减少了NTC热敏电阻能量消耗。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述热敏电阻采用NTC负温度系数热敏电阻。
采用上述进一步方案的有益效果是，NTC热敏电阻，即负温度系数热敏电阻，其特性是电阻值随着温度的升高而呈非线性的下降；NTC在应用上一般分为测温热敏电阻和功率型热敏电阻，本实用新型采用的NTC负温度系数热敏电阻用于抑制浪涌。
进一步，所述整流桥的正极输出端与滤波电容的正极相连接，所述整流桥的负极输出端与滤波电容的负极相连接。
从电路工作原理的分析我们可以看到，在正常工作状态下，是有一定电流通过NTC热敏电阻的，这个工作电流足以使NTC的表面温度达到100℃～200℃。当产品关断时，NTC热敏电阻必须要从高温低阻状态完全恢复到常温高阻状态才能达到与上一次同等的浪涌抑制效果。这个恢复时间与NTC热敏电阻的耗散系数和热容有关，工程上一般以冷却时间常数作为参考。所谓冷却时间常数，指的是在规定的介质中，NTC热敏电阻自热后冷却到其温升的63.2%所需要的时间（单位为秒）。冷却时间常数并不是NTC热敏电阻恢复到常态所需要的时间，但冷却时间常数越大，所需要的恢复时间就越长，反之则越短。
在上述思路的指导下，产生了本实用新型的改进型电路。产品上电瞬间，NTC热敏电阻将浪涌电流抑制到一个合适的水平，之后产品得电正常工作，此时延时继电器线圈得电1秒后动作，将NTC热敏电阻从工作电路中切去。这样，NTC热敏电阻仅在产品启动时工作，而当产品正常工作时是不接入电路的。这样既延长了NTC热敏电阻的使用寿命，又保证其有充分的冷却时间，能适用于需要频繁开关的应用场合。
附图说明
图1为现有技术中电源原理电路图；
图2为现有技术中抑制浪涌电流的电路图；
图3为本实用新型具体实施例1所述的一种抑制浪涌电流保护装置电路图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10、抑制浪涌电流保护装置，1、延时继电器，2、热敏电阻，3、整流桥，4、滤波电容。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图3所示，本实用新型具体实施例1所述的一种抑制浪涌电流保护装置10，应用连接时，将一种抑制浪涌电流保护装置10直接串接在电源输入端即可；包括用于抑制浪涌的热敏电阻2、延时继电器1、整流桥3和滤波电容4；
所述热敏电阻2与延时继电器1并联，并联后的一端与整流桥3的正极输入端相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥3一端与并联的热敏电阻2与延时继电器1相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥3两个输出端与滤波电容4并联；
所述滤波电容4与整流桥3的两个输出端并联后两端接外接负载。
所述热敏电阻2采用NTC负温度系数热敏电阻。
所述整流桥3的正极输出端与滤波电容4的正极相连接，所述整流桥3的负极输出端与滤波电容4的负极相连接。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (3)
1.一种抑制浪涌电流保护装置，其特征在于，包括用于抑制浪涌的热敏电阻、延时继电器、整流桥和滤波电容；
所述热敏电阻与延时继电器并联，并联后的一端与整流桥的正极输入端相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥一端与并联的热敏电阻与延时继电器相连接，另一端与外部电源相连接；
所述整流桥两个输出端与滤波电容并联；
所述滤波电容与整流桥的两个输出端并联后两端接外接负载。
2.根据权利要求1所述的一种抑制浪涌电流保护装置，其特征在于，所述热敏电阻采用NTC负温度系数热敏电阻。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制浪涌电流保护装置，其特征在于，所述整流桥的正极输出端与滤波电容的正极相连接，所述整流桥的负极输出端与滤波电容的负极相连接。
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