CN205104900U - 一种过压过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种过压过流保护电路，所述保护电路包括复合型PTC热敏电阻器电路、整流桥电路，复合型PTC热敏电阻器电路的输出端与整流桥电路的输入端连接。本实用新型通过在复合型PTC热敏电阻器电路中并接整流桥电路，经整流桥电路隔离后提供无限并联的方式提升额定电流；通过复合型PTC热敏电阻中低压敏电压为后级电路提供低的残压保护；通过整流桥的隔离作用，使过压过程中流过压敏电阻的电流只与各自相耦合的PTC热敏电阻相关，正常工作时，流过复合型PTC热敏电阻的电流通过整流桥隔离后在整流桥输出端汇聚在一起为后级负载提供电流。

Description

一种过压过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及电路领域，特别涉及一种过压过流保护电路。

背景技术

压敏电阻是一种限压型的过流保护器件，以其优异的电压非线性特性广泛应用于各种电子产品的过压保护电路中，其中，压敏电阻能承受瞬态的大电流或稳态的小电流。但在使用过程中会由于本身特性的原因，导致部分指标劣化，最终使保险丝熔断或本体着火爆裂，为了降低压敏电阻失效的可能性，人们不得不尽可能选择压敏电压更高或压敏体积更大的压敏电阻，但该做法的缺点是会增加电子产品的使用成本，同时也增大了被保护对象的故障率。

另外，在复合型PTC(PositiveTemperatureCoefficient,正的温度系数)热敏电阻自2007年产业化以来，由于PTC热敏电流工作电流有限，导致未能在大功率的电子产品中广泛使用；如果把复合型PTC热敏电阻只是简单地把输入端和输出端并联在一起，在大功率工作环境下会使压敏电压低的压敏电阻损坏。

综上所述，如何在大功率的工作环境中恰当地降低压敏电阻的压敏电压并在保证其使用寿命的同时更好地提升对被保护对象的可靠性就显得至关重要了。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种在低残压的情况下，利用整流桥作隔离措施，实现复合型PTC热敏电阻无限并联，利用PTC热敏电阻对压敏电阻的综合保护效果，在确保压敏电阻不被损坏的前提下，为后级电路提供更低的残压，从而更好地保护后级电路。

本实用新型采用如下技术方案：

一种过压过流保护电路，所述保护电路包括复合型PTC热敏电阻器电路、整流桥电路，复合型PTC热敏电阻器电路的输出端与整流桥电路的输入端连接。

具体的，所述复合型PTC热敏电阻器电路包括一路复合型PTC热敏电阻器支路电路或多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，所述复合型PTC热敏电阻器支路电路包括第一PTC热敏电阻、第一压敏电阻，所述第一PTC热敏电阻的一面电极通过第一引脚引出；所述第一PTC热敏电阻的另一面电极与所述第一压敏电阻的一面电极连接，形成公共输出端，通过第二引脚引出；所述第一压敏电阻的另一面电极通过第三引脚引出；所述整流桥电路包括有一路整流桥支路电路或多路拼接的整流桥支路电路，所述整流桥支路电路由4个二极管组成。

更具体的，若所述复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一PTC热敏电阻的各参数相同、各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一压敏电阻的各参数相同。

更具体的，若所述复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一引脚相连，各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第三引脚相连；若所述整流桥电路包括多路拼接的整流桥支路电路，则各整流桥支路电路上的正极相连后形成所述保护电路的正极输出端，所述各整流桥支路电路上的负极相连后形成所述保护电路的负极输出端。

优选的，所述第一PTC热敏电阻、第一压敏电阻是封装在一包封层内的三端器件。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：(1)通过在复合型PTC热敏电阻器电路中并接整流桥电路，经整流桥电路隔离后提供无限并联的方式提升额定电流；(2)通过复合型PTC热敏电阻中低压敏电压为后级电路提供低的残压保护；(3)通过整流二极管的隔离作用，使过压过程中流过压敏电阻的电流只与各自相耦合的PTC热敏电阻相关，正常工作时，流过复合型PTC热敏电阻的电流通过整流二极管隔离后在整流桥输出端汇聚在一起为后级负载提供电流。

附图说明

图1为本实用新型所述的过压过流保护电路原理结构示意图。

图2为本实用新型所述的过压过流保护电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路和多路拼接的整流桥支路电路的电路连接示意图。

图3为本实用新型所述的整流桥电路的电路示意图。

如图4所示本实用新型作为过压过流保护电路的一款共、差模防护的双级保护电路的电路示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员能够更好地了解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的阐述。

如图1所示，本实施例的过压过流保护电路，具体为：该保护电路包括复合型PTC热敏电阻器电路01、整流桥电路02，复合型PTC热敏电阻器电路01的输出端与整流桥电路02的输入端连接。

如图2、图3所示，本实施例的复合型PTC热敏电阻器电路01包括一路复合型PTC热敏电阻器支路电路或多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，复合型PTC热敏电阻器支路电路包括第一PTC热敏电阻011、第一压敏电阻012；第一PTC热敏电阻011的一面电极通过第一引脚引出；第一PTC热敏电阻011的另一面电极与第一压敏电阻012的一面电极连接，形成公共输出端，通过第二引脚引出；第一压敏电阻012的另一面电极通过第三引脚引出；整流桥电路02包括有一路整流桥支路电路或多路拼接的整流桥支路电路，整流桥支路电路由4个二极管组成。

具体的，若复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一PTC热敏011电阻的各参数相同、各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一压敏电阻012的各参数相同。

具体的，若复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一引脚相连，各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第三引脚相连；若整流桥电路包括多路拼接的整流桥支路电路，则各整流桥支路电路上的正极相连后形成所述保护电路的正极输出端，各整流桥支路电路上的负极相连后形成所述保护电路的负极输出端。

本实施例中的第一PTC热敏电阻011、第一压敏电阻012是封装在一包封层内的三端器件。

本实施例中的负载电路可以是后级电路或后级电子元器件。

本实施例的原理如下：

各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一引脚相连，以及各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第三引脚相连形成该过压过流电路的电源输入端。

各整流桥支路电路上的正极相连，以及各整流桥支路电路上的负极相连组成该过压过流电路的输出端，该输出端连接负载电路。

雷击是一个非周期性的瞬态电流，浪涌电流通常是由开关瞬态或感应雷电所造成的，两者的波形基本相同只是能量大小不同。

压敏电阻是一种对电压敏感的非线性过电压半导体保护器件，当两端电压高于压敏电压时，内部电流非线性增大把电压限制在较低幅度上，压敏电阻的残压降一定要低于负载电路的耐压水平。

PTC热敏电阻是一种阻值随温度变化而非线性变化的半导体元件，流过的电流或环境温度的上升会使热敏电阻温度发生变化进而使阻值变化，在特定条件下会使阻值上升了3-4个数量级呈高阻状态分压并保护特定对象。

复合型PTC热敏电阻器是一款由PTC热敏电阻器和压敏电阻器用焊锡连接并耦合热量，依据电流和电压的综合保护效果实施保护的一个三端器件，在不担心压敏电阻损坏的前提下选用了较低压敏电压值的压敏电阻，能对被保护对象实施更好的保护。

如图4所示是利用本实用新型作为过压过流保护电路的一款共、差模防护的双级保护电路。本实施例采用的复合型PTC热敏电阻器中的压敏电阻采用的是20D391压敏电阻，本实施例并联的复合型PCT热敏电阻器为三个，并联后形成三路并联连接的复合型PTC热敏电阻器电路。在220VAC±20％的额定工作电压下，交流峰值对复合型PTC热敏电阻中的压敏电阻几乎没有影响，对于串联于第一级保护中的两个压敏电阻，由于压敏电压更高也不会有影响，空心电感在50HZ常规电流下相当于一根导线。

在低于1000V的浪涌脉冲下，由于PTC热敏电阻的限流作用，流过复合型PTC热敏电阻中的压敏电阻的峰值电流不会超过50A，对应该款20D391压敏电阻的V-I特性曲线，该压敏电阻的残压不会超过600VDC，这个电压最终会使本实用新型的过压过流保护电路的输出端不超过600VDC的输出峰值。当复合型PTC热敏电阻输入端1、3脚的电压峰值达到1000V左右时，两个与电源输入端串联的压敏电阻也会响应，但由于压敏电压偏高的原因，总体流过的电流不大。对照20D391压敏电阻的V-I特性曲线，1000V脉冲峰值电压加在压敏电压为660VDC的压敏电阻上，流过的电流不超过10A，相对两个0.5uH的空心电感而言，1000V脉冲峰值电压所产生的压降不超过10V，基本可以忽略不计。

在10000VDC峰值的浪涌电压时，首先确信压敏电压低的复合型PTC热敏电阻器会首先动作。当流过的电流在复合型PTC热敏电阻上产生的压降大于1000VDC峰值时，复合型PTC热敏电阻器的前级压敏电阻会紧接着响应流过大电流。这两个压敏电阻流过的峰值电流越大时，其残压越大，由此加给后级复合型PTC热敏电阻上的电压越高，但此电压绝大部分施加于PTC热敏电阻之上，通过整流桥在过压过流保护器输出端表现出的峰值电压仍然不超过600VDC。随着流过压敏电阻的电流的增大，流过空心电感的电流会超过4000A，此时0.5uH的电感所产生的压降为400VDC左右，两颗电感的电压降达到800VDC，相当于降低了直接加在压敏电阻上的电压，降低了流过压敏电阻的电流，延长了该款压敏电阻的使用寿命。

本实施例只是本实用新型的较优实施方式，未进行详细描述的部分均采用公知的成熟技术。需要说明的是，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种过压过流保护电路，其特征在于，所述保护电路包括复合型PTC热敏电阻器电路、整流桥电路，复合型PTC热敏电阻器电路的输出端与整流桥电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种过压过流保护电路，其特征在于，所述复合型PTC热敏电阻器电路包括一路复合型PTC热敏电阻器支路电路或多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，所述复合型PTC热敏电阻器支路电路包括第一PTC热敏电阻、第一压敏电阻，所述第一PTC热敏电阻的一面电极通过第一引脚引出；所述第一PTC热敏电阻的另一面电极与所述第一压敏电阻的一面电极连接，形成公共输出端，通过第二引脚引出；所述第一压敏电阻的另一面电极通过第三引脚引出；所述整流桥电路包括有一路整流桥支路电路或多路拼接的整流桥支路电路，所述整流桥支路电路由4个二极管组成。

3.根据权利要求2所述的一种过压过流保护电路，其特征在于，若所述复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一PTC热敏电阻的各参数相同、各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一压敏电阻的各参数相同。

4.根据权利要求2或3所述的一种过压过流保护电路，其特征在于，若所述复合型PTC热敏电阻器电路包含多路并联连接的复合型PTC热敏电阻器支路电路，则各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第一引脚相连，各复合型PTC热敏电阻器支路电路上的第三引脚相连；

若所述整流桥电路包括多路拼接的整流桥支路电路，则各整流桥支路电路上的正极相连后形成所述保护电路的正极输出端，所述各整流桥支路电路上的负极相连后形成所述保护电路的负极输出端。

5.根据权利要求4所述的一种过压过流保护电路，其特征在于，所述第一PTC热敏电阻、第一压敏电阻是封装在一包封层内的三端器件。