CN209730807U - 一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，包括：电力系统第一端，与电力系统的L线或N线连接；电力系统第二端，与电力系统的N线或PE连接；防电涌回路，所述防电涌回路的输入端连接于所述电力系统第一端，所述防电涌回路的接地端连接于所述电力系统第二端；电压脉冲尖峰抑制器，连接于所述防电涌回路，具有在电涌保护器在放电过程中抑制电涌保护器上残压产生的电压脉冲尖峰，防止电涌保护器的电压脉冲尖峰破坏被保护设备。

Description

一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器

技术领域

本实用新型属于过压保护技术领域，更具体地说，是涉及一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器。

背景技术

由于各种原因，电力系统往往存在过电压，这些过电压包括雷击感应过电压，接通容性负载和关断感性负载引起的操作过电压，其它电网波动等引起的过电压。这些过电压都能对用电设备造成伤害。电涌保护器(SPD，俗称防雷器)通常与用电设备并联在电路中，利用SPD的电压敏感特性来保护用电设备遭受各种过电压损害，特别是昂贵、精密的、不可间断的用电设备，如通信基站机房，金融系统，股票交易系统，高价值用电设备等与电相关的设备和系统，使用电涌保护器可使这些设备和系统免受来自雷电或其它原因引起的瞬态过电压的侵害。

现有的电涌保护器，包括N+1个放电隙、N个电容值相同的电容构成的π形连接电容组，各放电隙串联连接，其中，第一放电隙F₁与火线连接，最末一个放电隙F_N+1接地，π形连接电容组中各电容的一端与两放电隙之间的导电件连接，另一端接地。但是，在生产或使用电涌保护器的过程中，由于放电隙放电的不稳定性，会导致电涌保护器的残压比较高，降低了电涌保护器的保护效果，尤其是敏感设备，在电涌保护器放电后，电涌保护器上的残压产生的脉冲电压峰值比较敏感，轻则设备重启，重则直接损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，以解决现有技术中存在的生产或使用电涌保护器的过程中，由于放电隙放电的不稳定性，会导致电涌保护器的残压比较高，降低了电涌保护器的保护效果，尤其是敏感设备，在电涌保护器放电后，电涌保护器上的残压产生的脉冲电压峰值比较敏感，轻则设备重启，重则直接损坏的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，包括：

包括：

电力系统第一端，与电力系统的L线或N线连接；

电力系统第二端，与电力系统的N线或PE连接；

防电涌回路，所述防电涌回路的输入端连接于所述电力系统第一端，所述防电涌回路的接地端连接于所述电力系统第二端；

电压脉冲尖峰抑制器，连接于所述防电涌回路。

进一步地，所述防电涌回路包括N个间隙结构和N-1个防电涌元件，N个所述间隙结构串联设置，串联的所述间隙结构具有位于首端的首端电极和位于末端的末端电极，每两个相邻的所述间隙结构之间设有一节点，N个串联的所述间隙结构形成N-1个所述节点，所述首端电极与所述电力系统第一端连接，所述末端电极与所述电力系统第二端连接；

N-1个所述防电涌元件的第一连接端与N-1个所述节点一一连接；

所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端连接于N-1个所述防电涌元件的第二连接端，所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端与所述电力系统第二端连接或所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端接地。

进一步地，所述电压脉冲尖峰抑制器设有一个，N-1个防电涌元件的第二端均连接于所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端，所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端连接于所述电力系统第二端。

进一步地，所述电压脉冲尖峰抑制器设有N-1个，N-1个所述防电涌元件的第二端一一连接于N-1个所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端，N-1个所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端均连接于所述电力系统第二端。

进一步地，所述防电涌元件设为压敏电阻或电容。

进一步地，N-1个所述防电涌元件包括M个压敏电阻和P个电容，所述压敏电阻的第一连接端和所述电容的第一连接端与所述节点一一连接，所述压敏电阻的第二连接端和所述电容的第二连接端与所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端连接，M+P＝N-1，且N≥3，M≥1以及N-1≥1。

进一步地，从串联的所述间隙结构的首端到末端的方向，单个所述压敏电阻和单个所述电容交替与所述节点对应连接；或多个所述压敏电阻和单个所述电容交替与所述节点对应连接；或多个所述压敏电阻和多个所述电容交替与所述节点对应连接。

进一步地，所述电压脉冲尖峰抑制器设为ESD保护器或TVS。

本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的电压脉冲尖峰抑制器使电涌保护器中防电涌回路具有抑制脉冲电压尖峰的作用，使电涌保护器在放电后，能够抑制电涌保护器上的残压产生的电压脉冲尖峰，使被保护设备不易被电压脉冲尖峰损坏或重启。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图四；

图5为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图五；

图6为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图六；

图7为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图七；

图8为本实用新型实施例提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的电路示意图八。

其中，图中各附图标记：

101、电力系统第一端；102、电力系统第二端；20、防电涌回路；201、防电涌元件；301、电压脉冲尖峰抑制器。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1，现对本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器进行说明。一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，包括：

电力系统第一端101，与电力系统的L线或N线连接；

电力系统第二端102，与电力系统的N线或PE连接；

防电涌回路20，防电涌回路20的输入端连接于电力系统第一端101，防电涌回路20的接地端连接于电力系统第二端102；

电压脉冲尖峰抑制器301，连接于防电涌回路20。

本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，与现有技术相比，电压脉冲尖峰抑制器301使电涌保护器中防电涌回路20具有抑制脉冲电压尖峰的作用，使电涌保护器在放电后，能够抑制电涌保护器上的残压产生的电压脉冲尖峰，使被保护设备不易被电压脉冲尖峰损坏或重启。

进一步地，请一并参阅图2、图3和图4，作为本实用新型提供的一种防静电电涌保护器的一种具体实施方式，图1中的防电涌回路20包括N个间隙结构G和N-1个防电涌元件201，N个间隙结构G串联设置，串联的间隙结构G具有位于首端的首端电极和位于末端的末端电极，每两个相邻的间隙结构G之间设有一节点，N个串联的间隙结构G形成N-1个节点，首端电极与电力系统第一端101连接，末端电极与电力系统第二端102连接；

N-1个防电涌元件201的第一连接端与N-1个节点一一连接；

电压脉冲尖峰抑制器301的第一端连接于N-1个防电涌元件201的第二连接端，电压脉冲尖峰抑制器301的第二端与电力系统第二端连接或电压脉冲尖峰抑制器301的第二端接地。

防电涌回路20由N个间隙结构G和N-1个防电涌元件201组成，具有较好的防电涌的作用。电压脉冲尖峰抑制器301能够对防电涌回路在放电过程中产生的电压脉冲尖峰进行有效抑制。

具体的，间隙结构G包括耐高温的导电电极和绝缘隔片。耐高温的导电电极的材料可以为石墨，铜或铜合金。单个间隙结构G的间隙结构G距离在0.1mm到1mm之间。

优化的，每个间隙结构G的间隙结构G距离为0.2mm、0.25、0.3mm、0.4mm或0.5mm。

优化的，两个间隙结构G的间隙结构G距离可以相同或不同。

进一步地，请一并参阅图2，作为本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的一种具体实施方式，电压脉冲尖峰抑制器301设有一个，N-1个防电涌元件201的第二端均连接于电压脉冲尖峰抑制器301的第一端，电压脉冲尖峰抑制器301的第二端连接于电力系统第二端。

通过单个电压脉冲尖峰抑制器301通过自身的静电放电特性优化了抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的性能。

具体的，防电涌元件201设有7个。

进一步地，请一并参阅图3以及图4，作为本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的一种具体实施方式，电压脉冲尖峰抑制器301设有N-1个，N-1个防电涌元件201的第二端一一连接于N-1个电压脉冲尖峰抑制器301的第一端，N-1个电压脉冲尖峰抑制器301的第二端均连接于电力系统第二端。

每个防电涌元件201的支路都连接有一个电压脉冲尖峰抑制器301，使每个防电涌元件201上的电荷进行消除，起到防止在防电涌元件201上产生静电。

具体的，电压脉冲尖峰抑制器301和防电涌元件201设有7个。电压脉冲尖峰抑制器301设为ESD保护器。ESD保护器设有N-1个，N-1个防电涌元件201的第二端一一连接于N-1个ESD保护器的第一端，N-1个ESD保护器的第二端均连接于电力系统第二端。

进一步地，请一并参阅图3以及图4，作为本实用新型提供的空调系统的一种具体实施方式，防电涌元件201设为压敏电阻MOV或电容C。

压敏电阻MOV或电容C间隙结构G，具有较好的防电涌作用，使电涌保护器具有较好的防雷作用，从而保护连接于电涌保护器的电力系统不易受到雷电的影响。

进一步地，请参阅图5，作为本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的一种具体实施方式，N-1个防电涌元件201包括M个压敏电阻MOV和P个电容C，压敏电阻MOV的第一连接端和电容C的第一连接端与节点一一连接，压敏电阻MOV的第二连接端和电容C的第二连接端与电压脉冲尖峰抑制器301的第一端连接，M+P＝N-1，且N≥3，M≥1以及N-1≥1。

可以将电涌保护器的残压控制到1500V以内，通过精心设计可以达到1000V的低残压水平，更有效的保护用电设备。另外电涌保护器可以主动控制能量，通过调节间隙结构G距离和压敏电阻MOV导通电压，可以达到控制通过压敏电阻MOV的能量(表现形式为电流)，只要使间隙结构G导通前，电涌保护器声称最大通流情况下，通过压敏电阻MOV的能量小于压敏电阻MOV本身能耐受的能量，就可以实现触发点火支路的能量控制，保证用于点火的压敏电阻MOV不会损坏，从而实现保证电涌保护器耐受较大能量的冲击，又不损坏用于辅助点火的压敏电阻MOV。

具体的，电压脉冲尖峰抑制器301设为ESD保护器。N-1个防电涌元件201包括M个压敏电阻MOV和P个电容C，压敏电阻MOV的第一连接端和电容C的第一连接端与节点一一连接，压敏电阻MOV的第二连接端和电容C的第二连接端与ESD保护器的第一端连接，M+P＝N-1，且N≥3，M≥1以及N-1≥1。

进一步地，请参阅图6、图7和图8，作为本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的一种具体实施方式，从串联的间隙结构G的首端到末端的方向，

单个压敏电阻MOV和单个电容C交替与节点对应连接；或

多个压敏电阻MOV和单个电容C交替与节点对应连接；或

多个压敏电阻MOV和多个电容C交替与节点对应连接。

具体的，间隙结构G的数量为4个，可以2个压敏电阻MOV的一端先与间隙结构G之间的第一和第二个节点分别连接，接着1个电容C的一端与剩下的节点连接。压敏电阻MOV和电容C的另一端与电力系统第二端102连接。

具体的，间隙结构G的数量也可以是12个，可以是多个压敏电阻MOV和单个电容C交替与11个节点对应连接，也可以是多个压敏电阻MOV和多个电容C交替与11个节点对应连接。

进一步地，作为本实用新型提供的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器的一种具体实施方式，电压脉冲尖峰抑制器301包括ESD保护器或TVS。

TVS可以抑制脉冲电压尖峰。TVS的电气特性由P-N结面积、参杂浓度及晶片阻质决定的。TVS的耐突波电流的能力与其P-N结面积成正比。TVS的反映速度快，体积小，箝位电压低，可靠性高。10/100μs波脉冲功率从400W-30000W，脉冲峰值电流从几安到几百安。TVS的可靠性高，不易劣化，使用寿命长。ESD(Electro-Static discharge)保护器，也就是静电放电器件，用于电涌保护器的防电涌回路20中，由于ESD保护器具备高达10kV的静电泄放能力，与防电涌回路20组合使用，有效抑制了电涌保护器放电过程中产生的电压脉冲尖峰，提高了电涌保护器的保护效果。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，包括：

电力系统第一端，与电力系统的L线或N线连接；

电力系统第二端，与电力系统的N线或PE连接；

防电涌回路，所述防电涌回路的输入端连接于所述电力系统第一端，所述防电涌回路的接地端连接于所述电力系统第二端；

电压脉冲尖峰抑制器，连接于所述防电涌回路。

2.如权利要求1所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，所述防电涌回路包括N个间隙结构和N-1个防电涌元件，N个所述间隙结构串联设置，串联的所述间隙结构具有位于首端的首端电极和位于末端的末端电极，每两个相邻的所述间隙结构之间设有一节点，N个串联的所述间隙结构形成N-1个所述节点，所述首端电极与所述电力系统第一端连接，所述末端电极与所述电力系统第二端连接；

N-1个所述防电涌元件的第一连接端与N-1个所述节点一一连接；

所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端连接于N-1个所述防电涌元件的第二连接端，所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端与所述电力系统第二端连接或所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端接地。

3.如权利要求2所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，所述电压脉冲尖峰抑制器设有一个，N-1个防电涌元件的第二端均连接于所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端，所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端连接于所述电力系统第二端。

4.如权利要求2所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，所述电压脉冲尖峰抑制器设有N-1个，N-1个所述防电涌元件的第二端一一连接于N-1个所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端，N-1个所述电压脉冲尖峰抑制器的第二端均连接于所述电力系统第二端。

5.如权利要求2所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，所述防电涌元件设为压敏电阻或电容。

6.如权利要求2所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，N-1个所述防电涌元件包括M个压敏电阻和P个电容，所述压敏电阻的第一连接端和所述电容的第一连接端与所述节点一一连接，所述压敏电阻的第二连接端和所述电容的第二连接端与所述电压脉冲尖峰抑制器的第一端连接，M+P＝N-1，且N≥3，M≥1以及N-1≥1。

7.如权利要求6所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于：

从串联的所述间隙结构的首端到末端的方向，

单个所述压敏电阻和单个所述电容交替与所述节点对应连接；或

多个所述压敏电阻和单个所述电容交替与所述节点对应连接；或

多个所述压敏电阻和多个所述电容交替与所述节点对应连接。

8.如权利要求1所述的一种抑制脉冲电压尖峰的电涌保护器，其特征在于，所述电压脉冲尖峰抑制器设为ESD保护器或TVS。