CN208767785U - 一种防雷电路及电源插座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防雷电路，包括过载保护模块、共模防雷模块、滤波模块和差模防雷模块；过载保护模块的输入端连接至电源线的火线，过载保护模块的输出端与共模防雷模块的第一输入端连接，共模防雷模块的第二输入端连接至电源线的零线，共模防雷模块的接地端连接至电源线的地线，共模防雷模块、滤波模块和差模防雷模块依次连接，差模防雷模块的第一输出端连接至插座的火线端，差模防雷模块的第二输出端连接至插座的零线端。本实用新型还公开了一种电源插座。本实用新型实施例能同时避免雷击对电源插座造成损害，滤除电网干扰信号和进行过流保护，提高电源供电的可靠性和稳定性，从而确保用电设备的安全性和可靠性。

Description

一种防雷电路及电源插座

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种防雷电路及电源插座。

背景技术

雷电灾害是严重的自然灾害，每年雷电灾害事故频繁，涉及面广，对广大人民群众的生命财产安全构成严重威胁。雷击放电不仅使雷击点建筑物和设备遭受破坏，并且由于雷击能量以电磁波辐射和线路传播的形式迅速向四面八方扩散，可以使邻近众多的电子设备或输电线路同时遭到破坏。

随着电子、通讯、计算机等技术的发展，各种电子电气设备在生活中的应用越来越多，已经成为我们生活中不可或缺的一部分。电源插座作为所有电子电气设备用电的最后一道关口，必须保证能够稳定安全地工作，为用电设备提供稳定可靠的电源供应。目前普通的电源插座，一方面大多没有考虑防雷抗干扰措施，如果受到雷击干扰，将有可能导致用电设备损坏，用电系统崩溃；另一方面其功能简单，没有安全和保护措施，一旦负载超过联线和电路结构的承载能力，就会引发积热、打火、断路、数据损失、甚至电气火灾等危险事故。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种防雷电路及电源插座，能同时避免雷击对电源插座造成损害，滤除电网干扰信号和进行过流保护，提高电源供电的可靠性和稳定性，从而确保用电设备的安全性和可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防雷电路，包括过载保护模块、共模防雷模块、滤波模块和差模防雷模块；

所述过载保护模块的输入端连接至电源线的火线，所述过载保护模块的输出端与所述共模防雷模块的第一输入端连接，所述共模防雷模块的第二输入端连接至电源线的零线，所述共模防雷模块的接地端连接至电源线的地线，所述共模防雷模块、所述滤波模块和所述差模防雷模块依次连接，所述差模防雷模块的第一输出端连接至插座的火线端，所述差模防雷模块的第二输出端连接至插座的零线端。

进一步地，还包括电气性能指示模块，所述电气性能指示模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一发光二极管、第二发光二极管和开关管；

所述第一电阻的第一端与所述过载保护模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述共模防雷模块的接地端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一发光二极管的负极连接，所述第一发光二极管的正极通过所述第三电阻与所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一发光二极管的负极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述第一二极管的正极连接，所述第四电阻的第二端与所述开关管的控制端连接，所述开关管的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述开关管的第一端与所述第二发光二极管的负极连接，所述第二发光二极管的正极通过所述第六电阻与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第一电阻的第一端连接。

优选地，所述开关管是NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述开关管的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述开关管的第二端，所述NPN型三极管的基极为所述开关管的控制端。

进一步地，所述过载保护模块包括电流过载保护器，所述电流过载保护器的输入端与所述过载保护模块的输入端连接，所述电流过载保护器的输出端与所述过载保护模块的输出端连接。

进一步地，所述共模防雷模块包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和气体放电管；

所述第一压敏电阻的第一端与所述共模防雷模块的第一输入端连接，所述第一压敏电阻的第二端与所述第二压敏电阻的第一端连接，所述第二压敏电阻的第二端与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一压敏电阻的第二端与所述气体放电管的第一端连接，所述气体放电管的第二端与所述共模防雷模块的接地端连接。

进一步地，所述共模防雷模块还包括第一温度保险管和第二温度保险管；

所述第一压敏电阻的第二端通过所述第一温度保险管和所述第二温度保险管与所述第二压敏电阻的第一端连接，所述第一压敏电阻的第二端还通过所述第一温度保险管与所述气体放电管的第一端连接。

进一步地，所述共模防雷模块还包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三发光二极管；

所述第七电阻的第一端与所述第一压敏电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端通过所述第八电阻与所述第三发光二极管的正极连接，所述第三发光二极管的负极通过所述第九电阻与所述第二压敏电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一压敏电阻的第二端连接，所述第三发光二极管的正极与所述第二压敏电阻的第一端连接。

进一步地，所述滤波模块包括第一电容、第二电容、第三电容和共模电感；

所述共模电感的第一输入端与所述滤波模块的第一输入端连接，所述共模电感的第二输入端与所述滤波模块的第二输入端连接，所述共模电感的第一输出端与所述滤波模块的第一输出端连接，所述共模电感的第二输出端与所述滤波模块的第二输出端连接，所述第一电容连接于所述共模电感的第一输入端和第二输入端之间，所述第二电容的第一端与所述共模电感的第一输出端连接，所述第二电容的第二端通过所述第三电容与所述共模电感的第二输出端连接，所述第二电容的第二端接地。

进一步地，所述差模防雷模块包括第三温度保险管和第三压敏电阻；

所述第三温度保险管的第一端与所述差模防雷模块的第一输出端连接，所述第三温度保险管的第二端通过所述第三压敏电阻与所述差模防雷模块的第二输出端连接。

相应地，本实用新型还提供了一种电源插座，包括外壳、电源线、插座和防雷电路；

所述防雷电路为如前所述的防雷电路；

所述防雷电路装配于所述外壳内，所述防雷电路的所述过载保护模块的第一输入端与所述电源线的火线连接，所述共模防雷模块的第二输入端与所述电源线的零线连接，所述共模防雷模块的接地端与所述电源线的地线连接，所述差模防雷模块的第一输出端与所述插座的火线端连接，所述差模防雷模块的第二输出端与所述插座的零线端连接。

本实用新型提供的防雷电路及电源插座，通过共模防雷模块实现对L-PE和N-PE的共模保护，通过差模防雷模块实现对L-N的差模保护，避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害；通过滤波模块能有效的抑制高频电磁噪声干扰，滤除电网不干净电源对用电设备的影响；通过过载保护模块在过载短路等出现大电流的情况下进行过载保护，从而能同时避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害，滤除电网干扰信号和进行过流保护，提高电源供电的可靠性和稳定性，从而确保用电设备使用的安全性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型提供的防雷电路的一个实施例的电路方框图；

图2是本实用新型提供的防雷电路的电气性能指示模块的一个实施例的电路原理图；

图3是本实用新型提供的防雷电路的一个实施例的电路原理图；

图4是本实用新型提供的防雷电路的滤波模块的一个实施例的电路原理图；

图5是本实用新型提供的一种电源插座的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，是本实用新型提供的防雷电路的一个实施例的电路方框图。

本实用新型实施例提供一种防雷电路，包括过载保护模块1、共模防雷模块2、滤波模块3和差模防雷模块4；

过载保护模块1的输入端a连接至电源线的火线，过载保护模块1的输出端b与共模防雷模块2的第一输入端LI连接，共模防雷模块2的第二输入端NI连接至电源线的零线，共模防雷模块2的接地端PE连接至电源线的地线，共模防雷模块2、滤波模块3和差模防雷模块4依次连接，差模防雷模块4的第一输出端LO连接至插座的火线端，差模防雷模块4的第二输出端NO连接至插座的零线端。

在具体实施时，通过共模防雷模块1实现对L-PE和N-PE的共模保护，通过差模防雷模块4实现对L-N的差模保护，避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害；通过滤波模块3能有效的抑制高频电磁噪声干扰，滤除电网不干净电源对用电设备的影响；通过过载保护模块1在过载短路等出现大电流的情况下进行过载保护，从而能同时避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害，滤除电网干扰信号和进行过载保护，提高电源供电的可靠性和稳定性，从而确保用电设备使用的安全性和可靠性。

参见图2，是本实用新型提供的防雷电路的电气性能指示模块的一个实施例的电路原理图。如图2所示，防雷电路还包括电气性能指示模块5，电气性能指示模块5包括第一电阻R4、第二电阻R5、第三电阻R6、第四电阻R8、第五电阻R9、第六电阻R7、第一二极管D3、第二二极管D1、第一发光二极管LED2、第二发光二极管LED1和开关管Q1；

第一电阻R4的第一端与过载保护模块1的输入端a连接，第一电阻R4的第二端通过第二电阻R5与共模防雷模块2的第二输入端NI连接，第一电阻R4的第二端与共模防雷模块2的接地端PE连接，第一电阻R4的第二端与第一发光二极管LED2的负极连接，第一发光二极管LED2的正极通过第三电阻R6与第一二极管D3的负极连接，第一二极管D3的正极与共模防雷模块2的第二输入端NI连接，第一发光二极管LED2的负极与第四电阻R8的第一端连接，第四电阻R8的第二端通过第五电阻R9与第一二极管D3的正极连接，第四电阻R8的第二端与开关管Q1的控制端连接，开关管Q1的第二端与第一二极管D3的正极连接，开关管Q1的第一端与第二发光二极管LED1的负极连接，第二发光二极管LED1的正极通过第六电阻R7与第二二极管D1的负极连接，第二二极管D1的正极与第一电阻R4的第一端连接。

需要说明的是，通过第一电阻R4、第四电阻R8和第五电阻R9进行分压取样检测，检测到缺少地线时，开关管Q1导通，使电流流过第二二极管D1、第六电阻R7、第二发光二极管LED1，点亮第二发光二极管LED1，警示缺少地线；当电源线火线与零线接反时，电流流经第一二极管D3、第三电阻R6和第一发光二极管LED2，点亮第一发光二极管LED2，警示电源线极性接反。其中，第一发光二极管LED2和第二发光二极管LED1可以采用不同颜色的发光二极管。电气性能指示模块5具有缺地线警示、电源线极性接反警示，使用户可以了解设备用电环境是否存在安全隐患大大提高了用电的安全性。

优选地，所述开关管Q1是NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述开关管Q1的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述开关管Q1的第二端，所述NPN型三极管的基极为所述开关管Q1的控制端。

参见图3，是本实用新型提供的防雷电路的一个实施例的电路原理图，参见图4，是本实用新型提供的防雷电路的滤波模块的一个实施例的电路原理图。如图3和图4所示，过载保护模块1包括电流过载保护器FR1，电流过载保护器FR1的输入端与过载保护模块1的输入端a连接，电流过载保护器FR1的输出端与过载保护模块1的输出端b连接。

需要说明的是，在电流过大时，电流过载保护器FR1的按钮会迅速弹起，切断电源，避免了大电流对设备及线路的持续损害。在排除电流过大情况后，按下电流过载保护器FR1的按钮接通电源，即可恢复正常保护状态。电流过载保护器FR1可重复使用，不用在过载保护后对其进行更换，十分便捷。

进一步地，共模防雷模块2包括第一压敏电阻MOV1、第二压敏电阻MOV2和气体放电管G1；

第一压敏电阻MOV1的第一端与共模防雷模块2的第一输入端LI连接，第一压敏电阻MOV1的第二端与第二压敏电阻MOV2的第一端连接，第二压敏电阻MOV2的第二端与共模防雷模块2的第二输入端NI连接，第一压敏电阻MOV1的第二端与气体放电管G1的第一端连接，气体放电管G1的第二端与共模防雷模块2的接地端PE连接。

需要说明的是，利用第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2的非线性特性，当雷击过电压出现在其两极间，第一压敏电阻MOV1和第二压敏电阻MOV2可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护，放电管G1起泄放雷电瞬时过电流和限制过电压作用，从而把窜入电力线瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，将强大的雷电流泄流入地，实现对对L-PE和N-PE的共模保护，避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害。

进一步地，共模防雷模块2还包括第一温度保险管F1和第二温度保险管F2；

第一压敏电阻MOV1的第二端通过第一温度保险管F1和第二温度保险管F2与第二压敏电阻MOV2的第一端连接，第一压敏电阻MOV1的第二端还通过第一温度保险管F1与气体放电管G1的第一端连接。

进一步地，共模防雷模块2还包括第七电阻R1、第八电阻R2、第九电阻R3和第三发光二极管LED3；

第七电阻R1的第一端与第一压敏电阻MOV1的第一端连接，第七电阻R1的第二端通过第八电阻R2与第三发光二极管LED3的正极连接，第三发光二极管LED3的负极通过第九电阻R3与第二压敏电阻MOV2的第二端连接，第七电阻R1的第二端与第一压敏电阻MOV1的第二端连接，第三发光二极管LED3的正极与第二压敏电阻MOV2的第一端连接。

需要说明的是，第三发光二极管LED3为防雷失效指示灯，在防雷失效时熄灭以提示用户。第七电阻R1、第八电阻R2和第九电阻R3除了起到限流作用外，还用于给第三发光二极管LED3提供工作回路，以免当第一压敏电阻MOV1或第二压敏电阻MOV2开路故障时，第三发光二极管LED3没有正常的电流回路而不能做出正常的指示。

进一步地，滤波模块3包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和共模电感L1；

共模电感L1的第一输入端与滤波模块3的第一输入端E1连接，共模电感L1的第二输入端与滤波模块3的第二输入端E2连接，共模电感L1的第一输出端与滤波模块3的第一输出端H1连接，共模电感L1的第二输出端与滤波模块3的第二输出端H2连接，第一电容C1连接于共模电感L1的第一输入端和第二输入端之间，第二电容C2的第一端与共模电感L1的第一输出端连接，第二电容C2的第二端通过第三电容C3与共模电感L1的第二输出端连接，第二电容C2的第二端接地。

需要说明的是，滤波模块3是由第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和共模电感L1组成的低通滤波电路，对频率较高的干扰信号有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种，滤波器功能模块对这两种干扰都具有很好的衰减作用，能提高电源插座的抗扰度，阻挡电网不干净电源对设备的影响，提高供电质量。

进一步地，差模防雷模块4包括第三温度保险管F3和第三压敏电阻MOV3；

第三温度保险管F3的第一端与差模防雷模块4的第一输出端LO连接，第三温度保险管F3的第二端通过第三压敏电阻MOV3与差模防雷模块4的第二输出端NO连接。其中，第三温度保险管F3和第三压敏电阻MOV3组成的差模防雷模块4实现对L-N的差模保护，避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害。

参见图5，是本实用新型提供的一种电源插座的结构示意图。

本实用新型实施例提供一种电源插座，包括外壳21、电源线22、插座23和防雷电路(图中未示出)；

防雷电路为如前述实施例的防雷电路；

防雷电路装配于外壳21内，防雷电路的过载保护模块1的第一输入端与电源线22的火线连接，共模防雷模块的第二输入端与电源线22的零线连接，共模防雷模块的接地端与电源线22的地线连接，差模防雷模块的第一输出端与插座23的火线端连接，差模防雷模块的第二输出端与插座23的零线端连接。

需要说明的是，电源插座可采用一体铜条，其导体横截面更大，电阻更小，负载能力更强。

需要说明的是，上述实施例提供的防雷电路中，开关管Q1为NPN型三极管，仅仅为其中的一种实施方式，在其他实施方式中，开关管Q1还可以替换为PNP型三极管或其它三端控制开关器件或其派生器件，在不同的应用场合中，视实际电路的功耗、成本、驱动功率以及与开关管的驱动控制元件参数匹配等要求合理选用和设置，选用和设置开关管是现有技术的常用设计过程，在此不进行赘述。

本实用新型提供的防雷电路及电源插座，通过共模防雷模块实现对L-PE和N-PE的共模保护，通过差模防雷模块实现对L-N的差模保护，避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害；通过滤波模块能有效的抑制高频电磁噪声干扰，滤除电网不干净电源对用电设备的影响；通过过载保护模块在过载短路等出现大电流的情况下进行过载保护，从而能同时避免雷击对电源插座以及用电设备造成损害，滤除电网干扰信号和进行过流保护，提高电源供电的可靠性和稳定性，从而确保用电设备使用的安全性和可靠性。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种防雷电路，其特征在于，包括过载保护模块、共模防雷模块、滤波模块和差模防雷模块；

所述过载保护模块的输入端连接至电源线的火线，所述过载保护模块的输出端与所述共模防雷模块的第一输入端连接，所述共模防雷模块的第二输入端连接至电源线的零线，所述共模防雷模块的接地端连接至电源线的地线，所述共模防雷模块、所述滤波模块和所述差模防雷模块依次连接，所述差模防雷模块的第一输出端连接至插座的火线端，所述差模防雷模块的第二输出端连接至插座的零线端。

2.如权利要求1所述的防雷电路，其特征在于，所述防雷电路还包括电气性能指示模块，所述电气性能指示模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二二极管、第一发光二极管、第二发光二极管和开关管；

所述第一电阻的第一端与所述过载保护模块的输入端连接，所述第一电阻的第二端通过所述第二电阻与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述共模防雷模块的接地端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一发光二极管的负极连接，所述第一发光二极管的正极通过所述第三电阻与所述第一二极管的负极连接，所述第一二极管的正极与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一发光二极管的负极与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端通过所述第五电阻与所述第一二极管的正极连接，所述第四电阻的第二端与所述开关管的控制端连接，所述开关管的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述开关管的第一端与所述第二发光二极管的负极连接，所述第二发光二极管的正极通过所述第六电阻与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极与所述第一电阻的第一端连接。

3.如权利要求2所述的防雷电路，其特征在于，所述开关管是NPN型三极管，所述NPN型三极管的集电极为所述开关管的第一端，所述NPN型三极管的发射极为所述开关管的第二端，所述NPN型三极管的基极为所述开关管的控制端。

4.如权利要求1至3任一项所述的防雷电路，其特征在于，所述过载保护模块包括电流过载保护器，所述电流过载保护器的输入端与所述过载保护模块的输入端连接，所述电流过载保护器的输出端与所述过载保护模块的输出端连接。

5.如权利要求1至3任一项所述的防雷电路，其特征在于，所述共模防雷模块包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和气体放电管；

所述第一压敏电阻的第一端与所述共模防雷模块的第一输入端连接，所述第一压敏电阻的第二端与所述第二压敏电阻的第一端连接，所述第二压敏电阻的第二端与所述共模防雷模块的第二输入端连接，所述第一压敏电阻的第二端与所述气体放电管的第一端连接，所述气体放电管的第二端与所述共模防雷模块的接地端连接。

6.如权利要求5所述的防雷电路，其特征在于，所述共模防雷模块还包括第一温度保险管和第二温度保险管；

所述第一压敏电阻的第二端通过所述第一温度保险管和所述第二温度保险管与所述第二压敏电阻的第一端连接，所述第一压敏电阻的第二端还通过所述第一温度保险管与所述气体放电管的第一端连接。

7.如权利要求6所述的防雷电路，其特征在于，所述共模防雷模块还包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三发光二极管；

所述第七电阻的第一端与所述第一压敏电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端通过所述第八电阻与所述第三发光二极管的正极连接，所述第三发光二极管的负极通过所述第九电阻与所述第二压敏电阻的第二端连接，所述第七电阻的第二端与所述第一压敏电阻的第二端连接，所述第三发光二极管的正极与所述第二压敏电阻的第一端连接。

8.如权利要求1至3任一项所述的防雷电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容、第二电容、第三电容和共模电感；

所述共模电感的第一输入端与所述滤波模块的第一输入端连接，所述共模电感的第二输入端与所述滤波模块的第二输入端连接，所述共模电感的第一输出端与所述滤波模块的第一输出端连接，所述共模电感的第二输出端与所述滤波模块的第二输出端连接，所述第一电容连接于所述共模电感的第一输入端和第二输入端之间，所述第二电容的第一端与所述共模电感的第一输出端连接，所述第二电容的第二端通过所述第三电容与所述共模电感的第二输出端连接，所述第二电容的第二端接地。

9.如权利要求如权利要求1至3任一项所述的防雷电路，其特征在于，所述差模防雷模块包括第三温度保险管和第三压敏电阻；

所述第三温度保险管的第一端与所述差模防雷模块的第一输出端连接，所述第三温度保险管的第二端通过所述第三压敏电阻与所述差模防雷模块的第二输出端连接。

10.一种电源插座，其特征在于，包括外壳、电源线、插座和防雷电路；

所述防雷电路为如权利要求1至9任一项所述的防雷电路；

所述防雷电路装配于所述外壳内，所述防雷电路的所述过载保护模块的第一输入端与所述电源线的火线连接，所述共模防雷模块的第二输入端与所述电源线的零线连接，所述共模防雷模块的接地端与所述电源线的地线连接，所述差模防雷模块的第一输出端与所述插座的火线端连接，所述差模防雷模块的第二输出端与所述插座的零线端连接。