CN211377582U - 一种交流充电枪的浪涌防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种交流充电枪的浪涌防护结构，属于汽车技术领域。它解决了现有的浪涌防护等级低，可靠性不足的问题。本交流充电枪的浪涌防护结构包括设置于交流充电枪内的浪涌防护电路，浪涌防护电路包括用于连接负载电路与火线的火线接口、用于连接负载电路与零线的零线接口和用于连接负载电路与地线的接口，火线接口与零线接口之间连接有串联连接的第一压敏电阻和第一气体放电管，火线接口与地线接口之间连接有串联连接的第二压敏电阻和第二气体放电管，零线线接口与地线接口之间连接有串联连接的第三压敏电阻和第三气体放电管。本实用新型能够提高浪涌防护的可靠性。

Description

一种交流充电枪的浪涌防护结构

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种交流充电枪的浪涌防护结构。

背景技术

以插电式汽车、纯电动汽车为代表的新能源汽车受到产业政策和消费者需求的双重推动，其普及趋势日趋明显。与汽油机或者柴油机需要定期加油不同，插电式汽车、纯电动汽车等新能源汽车需要定期充电。

电动汽车充电桩，其功能类似于加油站里面的加油机，为电动汽车充电，充电电缆一边连接于充电桩或交流供电网，一边通过充电枪连接于电动汽车。目前电动车的交流充电越来越普及使用，而且单次充电的时间很长，很多需要10小时以上，在这个过程中很可能发生雷电等现象，雷电发生时会在充电枪内形成浪涌电流，造成充电枪损坏，甚至正在充电的电器损坏。

现有的充电枪虽然有配置无浪涌保护电话或有防护电路，如图3公开的浪涌防护电路，在火线L和零线N之间串联压敏电阻MOV，零线N与地PE之间串联气体放电管GDT，之后的零线N和火线L分别连接后级被保护电路。但是现有的浪涌防护电路存在以下不足：

1、抗浪涌的等级较低，对于雷电较多的地域或电网构成较复杂的情况下，易产生较多的浪涌干扰能量，低等级防护电路无法起到浪涌防护功能，浪涌防护可靠性差；

2、现有的浪涌防护电路无法适用不同浪涌防护需求，而且也无法依据实际防护需求使用，通用性差；

3、现有的浪涌防护电路一旦因浪涌冲击损坏，就要更换整个充电枪，成本高。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种交流充电枪的浪涌防护结构，该交流充电枪的浪涌防护结构所要解决的技术问题是：如何提高浪涌防护的可靠性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种交流充电枪的浪涌防护结构，包括设置于交流充电枪内的浪涌防护电路，所述浪涌防护电路包括用于连接负载电路与火线的火线接口、用于连接负载电路与零线的零线接口和用于连接负载电路与地线的接口，所述火线接口与零线接口之间连接有串联连接的第一压敏电阻和第一气体放电管，所述火线接口与地线接口之间连接有串联连接的第二压敏电阻和第二气体放电管，所述零线线接口与地线接口之间连接有串联连接的第三压敏电阻和第三气体放电管。

本交流充电枪的浪涌防护结构的工作原理为：在使用交流充电枪时，由于零线和火线之间连接有第一压敏电阻和第一气体放电管，可以吸收火线与零线之间的差模浪涌；而火线与地线之间的工模浪涌可以通过第二压敏电阻和第二气体放电管吸收；零线与地线之间的共模浪涌可以由第三压敏电阻和第三气体放电管吸收，有效实现了浪涌防护，而且本浪涌防护结构是采用压敏电阻和气体放电管串联连接的方式分别连接在火线接口和零线接口之间、火线接口和地线接口之间以及零线接口和地线接口之间，这样的设计，能够屏蔽压敏电阻的漏电流现象，延长压敏电阻的使用寿命，避免压敏电阻失效后存在安全风险，有效提高了浪涌防护的可靠性。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述火线接口包括用于与火线连接的火线输入接口和用于与负载电路连接的火线输出接口，所述火线输入接口与火线输出接口之间串联连接有第一热敏电阻，所述第一热敏电阻的一端分别与第一压敏电阻和第二压敏电阻连接，所述第一热敏电阻的另一端与火线输出接口连接。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述零线接口包括用于与零线连接的零线输入接口和用于与负载电路连接的零线输出接口，所述零线输入接口与零线输出接口之间串联连接有第二热敏电阻，所述第二热敏电阻的一端分别与第三压敏电阻和第一气体放电管连接，所述第二热敏电阻的另一端与零线输出接口连接。

热敏电阻具有灵敏度高，体积较小，相应速度快等优点，在火线接口和零线接口处串联热敏电阻，能够吸收泄放浪涌能量，进一步提高浪涌防护结构的浪涌防护能力，有效提高了浪涌防护的可靠性。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述浪涌防护电路还包括第一瞬态抑制二极管，所述第一瞬态抑制二极管的一端与火线输出接口连接，另一端与零线输出接口连接。瞬态抑制二极管的应用，当两端受到瞬间的高能量冲击时，瞬态抑制二极管能瞬间的将自身的高阻特性转化为低阻特性，吸收大电流从而将瞬态抑制二极管两端的电压钳制在瞬态抑制二极管的耐压值上，从而使后边的负载电路免受瞬态高能量的冲击，进一步提高浪涌防护的可靠性。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述浪涌防护电路还包括第二瞬态抑制二极管和第三瞬态抑制二极管，所述第二瞬态抑制二极管的一端与火线输出接口连接，另一端与地线接口连接，所述第三瞬态抑制二极管一端与零线输出接口连接，另一端与地线接口连接。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述浪涌防护结构还包括电路板，所述浪涌防护电路设置于电路板上。浪涌防护电路单独设计在电路板上，在使用中，一旦出现浪涌电路板损坏，可以及时更换，无需更换整个充电枪，有效降低了成本。

在上述的交流充电枪的浪涌防护结构中，所述浪涌防护结构还包括用于连接交流电的防护插座，所述防护插座上设有与火线输入接口对应插接的火线插口、与零线输入接口对应插接的零线插口以及与地线输入接口对应插接的地线插口。

与现有技术相比，本交流充电枪的浪涌防护结构具有以下优点：

1、本实用新型采用压敏电阻串联气体放电管的设计，在差模中，采用压敏电阻和气体放电管搭配使用，屏蔽了压敏电阻漏电流现象，延长了压敏电阻的使用寿命，降低了压敏电阻失效的风险，有效提高浪涌防护的可靠性。

2、本实用新型具有多级保护，可以依据实际防护需求使用，浪涌防护等级高，可靠性好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型电路板与防护插座的结构示意图。

图3是现有技术的浪涌防护电路示意图。图中，1、火线接口；1a、火线输入接口；1b、火线输出接口；2、零线接口；2a、零线输入接口；2b、零线输出接口；3、地线接口；3a、地线输入接口；3b、地线输出接口；4、第一压敏电阻；5、第二压敏电阻；6、第三压敏电阻；7、第一气体放电管；8、第二气体放电管；9、第一热敏电阻；10、第二热敏电阻；11、第一瞬态抑制二极管；12、第二瞬态抑制二极管；13、第三瞬态抑制二极管；14、电路板；15、第三气体放电管；16、防护插座；16a、火线插口；16b、零线插口；16c地线插口；17、交流电。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本交流充电枪的浪涌防护结构包括设置于交流充电枪内的浪涌防护电路，该浪涌防护电路包括用于连接负载电路与火线的火线接口1、用于连接负载电路与零线的零线接口2和用于连接负载电路与地线的地线接口3，火线接口1与零线接口2之间连接有串联连接的第一压敏电阻4和第一气体放电管7，火线接口1与地线接口3之间连接有串联连接的第二压敏电阻5和第二气体放电管8，零线线接口2与地线接口3之间连接有串联连接的第三压敏电阻6和第三气体放电管15。

作为优选方案，火线接口1包括用于与火线连接的火线输入接口1a和用于与负载电路连接的火线输出接口1b，火线输入接口1a与火线输出接口1b之间串联连接有第一热敏电阻9，第一热敏电阻9的一端分别与第一压敏电阻4和第二压敏电阻5连接，第一热敏电阻9的另一端与火线输出接口1b连接。

作为优选方案，零线接口2包括用于与零线连接的零线输入接口2a和用于与负载电路连接的零线输出接口2b，零线输入接口2a与零线输出接口2b之间串联连接有第二热敏电阻10，第二热敏电阻10的一端分别与第三压敏电阻6和第一气体放电管7连接，第二热敏电阻10的另一端与零线输出接口2b连接。

热敏电阻具有灵敏度高，体积较小，相应速度快等优点，在火线接口1和零线接口2处串联热敏电阻，能够吸收泄放浪涌能量，进一步提高浪涌防护结构的浪涌防护能力，有效提高了浪涌防护的可靠性。

作为优选方案，浪涌防护电路还包括第一瞬态抑制二极管11，第一瞬态抑制二极管11的一端与火线输出接口1b连接，另一端与零线输出接口2b连接。瞬态抑制二极管的应用，当两端受到瞬间的高能量冲击时，瞬态抑制二极管能瞬间的将自身的高阻特性转化为低阻特性，吸收大电流从而将瞬态抑制二极管两端的电压钳制在瞬态抑制二极管的耐压值上，从而使后边的负载电路免受瞬态高能量的冲击，进一步提高浪涌防护的可靠性。

作为优选方案，浪涌防护电路还包括第二瞬态抑制二极管12和第三瞬态抑制二极管13，所述第二瞬态抑制二极管12的一端与火线输出接口1b连接，另一端与地线接口3连接，所述第三瞬态抑制二极管13一端与零线输出接口2b连接，另一端与地线接口3连接。

作为优选方案，本浪涌防护结构还包括电路板14，浪涌防护电路设置于电路板14上。浪涌防护电路单独设计在电路板14上，在使用中，一旦出现浪涌电路板14损坏，可以及时更换，无需更换整个充电枪，有效降低了成本。

作为优选方案，如图2所示，本浪涌防护结构还包括用于连接交流电17的防护插座16，防护插座16上设有与火线输入接口1a对应插接的火线插口16a、与零线输入接口2a对应插接的零线插口16b以及与地线输入接口3a对应插接的地线插口16c。

本交流充电枪的浪涌防护结构的具体结构为：浪涌防护电路设置与电路板14上，便于出现损坏时进行更换，浪涌防护电路包括由第一压敏电阻4、第二压敏电阻5、第三压敏电阻6、第一气体放电管7和第二气体放电管8组成的第一保护电路、由第一热敏电阻9和第二热敏电阻10组成的第二保护电路以及由第一瞬态抑制二极管11、第二瞬态抑制二极管12和第三瞬态抑制二极管13组成的第三保护电路，浪涌防护电路还具有火线接口1、零线接口2和地线接口3，其中，火线接口1包括用于与火线连接火线输入接口1a和用于与负载电路连接的火线输出接口1b，火线输入接口1a和火线输出接口1b连接，零线接口2包括用于与零线连接的零线输入接口2a和用于与负载电路连接的零线输出接口2b，零线输入接口2a和零线输出接口2b连接，地线接口3包括用于与地线连接的地线输入接口3a和用于与负载电路连接的地线输出接口3b，地线输入接口3a和地线输出接口3b连接。火线输入接口1a依次连接第一压敏电阻4的一端、第二压敏电阻5的一端和第一热敏电阻9的一端，第一热敏电阻9的另一端依次连接第二瞬态抑制二极管12的一端、第一瞬态抑制二极管11的一端和火线输出接口1b；零线输入接口2a依次连接第一气体放电管7的一端、第三压敏电阻6的一端和第二热敏电阻10的一端，第二热敏电阻10的另一端依次连接第一瞬态抑制二极管11的另一端、第三瞬态抑制二极管13的一端和零线输出接口2b；第一压敏电阻4的另一端与第一气体放电管7的另一端连接，第二瞬态抑制二极管12的另一端地线输出接口3b连接；地线输入接口3a依次连接第三气体放电管15的一端、第二气体放电管8的一端和第三瞬态抑制二极管13的另一端，第二气体放电管8的另一端与第二压敏电阻5的另一端连接，第三气体放电管15的另一端与第三压敏电阻6的另一端连接。

在使用时，将该浪涌防护结构设置于交流充电枪内，将零线输入接口2a与零线插接，将火线输入接口1a与火线插接，将地线输入接口3a与地线插接，零线输出接口2b、火线输出接口1b和地线输出接口3b均与负载电路插接，对负载电路进行有效防护，使输出电压保证为正常交流电压输出，如220V输出，避免浪涌电流冲击。在使用时，可依据实际防护需求使用，在只需要第一保护电路保护时，只需在电路板14上设置第一保护电路，在需要两级保护电路保护时，将第一保护电路和第二保护电路均设于电路板14上，或者将第一保护电路和第三保护电路均设于电路板14上，在需要三级保护电路保护时，将第一保护电路、第二保护电路和第三保护电路均设于电路板14上，可以根据情况实现浪涌防护，浪涌防护更加可靠。当出现浪涌时，本浪涌防护结构中的压敏电阻导通，构成了浪涌能量的一个吸收通道，而压敏电阻的漏电流可以通过气体放电管吸收。对于火线和零线之间的浪涌能量通过第一压敏电阻4和第一气体放电管7吸收，作为优选，还进一步能够通过第一热敏电阻9和第一瞬态抑制二极管11吸收；对于火线和地线之间的浪涌能量通过第二压敏电阻5和第二气体放电管8吸收，作为优选，还进一步能够通过第二瞬态抑制二极管12吸收；对于零线和地线之间的浪涌能量通过第三压敏电阻6和第三气体放电管15吸收，作为优选，还能够通过第二热敏电阻10和第三瞬态抑制二极管13吸收，有效实现了浪涌防护，也避免了压敏电阻失效所带来的安全风险，有效提高了浪涌防护的可靠性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种交流充电枪的浪涌防护结构，包括设置于交流充电枪内的浪涌防护电路，所述浪涌防护电路包括用于连接负载电路与火线的火线接口(1)、用于连接负载电路与零线的零线接口(2)和用于连接负载电路与地线的地线接口(3)，其特征在于，所述火线接口(1)与零线接口(2)之间连接有串联连接的第一压敏电阻(4)和第一气体放电管(7)，所述火线接口(1)与地线接口(3)之间连接有串联连接的第二压敏电阻(5)和第二气体放电管(8)，所述零线接口(2)与地线接口(3)之间连接有串联连接的第三压敏电阻(6)和第三气体放电管(15)。

2.根据权利要求1所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述火线接口(1)包括用于与火线连接的火线输入接口(1a)和用于与负载电路连接的火线输出接口(1b)，所述火线输入接口(1a)与火线输出接口(1b)之间串联连接有第一热敏电阻(9)，所述第一热敏电阻(9)的一端分别与第一压敏电阻(4)和第二压敏电阻(5)连接，所述第一热敏电阻(9)的另一端与火线输出接口(1b)连接。

3.根据权利要求2所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述零线接口(2)包括用于与零线连接的零线输入接口(2a)和用于与负载电路连接的零线输出接口(2b)，所述零线输入接口(2a)与零线输出接口(2b)之间串联连接有第二热敏电阻(10)，所述第二热敏电阻(10)的一端分别与第三压敏电阻(6)和第一气体放电管(7)连接，所述第二热敏电阻(10)的另一端与零线输出接口(2b)连接。

4.根据权利要求3所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述浪涌防护电路还包括第一瞬态抑制二极管(11)，所述第一瞬态抑制二极管(11)的一端与火线输出接口(1b)连接，另一端与零线输出接口(2b)连接。

5.根据权利要求3或4所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述浪涌防护电路还包括第二瞬态抑制二极管(12)和第三瞬态抑制二极管(13)，所述第二瞬态抑制二极管(12)的一端与火线输出接口(1b)连接，另一端与地线接口(3)连接，所述第三瞬态抑制二极管(13)一端与零线输出接口(2b)连接，另一端与地线接口(3)连接。

6.根据权利要求3或4所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述浪涌防护结构还包括电路板(14)，所述浪涌防护电路设置于电路板(14)上。

7.根据权利要求6所述的交流充电枪的浪涌防护结构，其特征在于，所述浪涌防护结构还包括用于连接交流电(17)的防护插座(16)，所述防护插座(16)上设有与火线输入接口(1a)对应插接的火线插口(16a)、与零线输入接口(2a)对应插接的零线插口(16b)以及与地线输入接口(3a)对应插接的地线插口(16c)。

Images