CN220042989U - 浪涌保护电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种浪涌保护电路及开关电源。浪涌保护电路包括第一钳位单元和放电单元。第一钳位单元的输入端用于通过交流‑直流变换单元连接交流电源；第一钳位单元包括半导体放电管TSS和钳位电容，TSS与钳位电容串联后接地，钳位电容与放电单元并联；TSS用于在该TSS的电压大于TSS的动作电压时导通，使钳位电容充电以吸收浪涌能量；放电单元用于释放钳位电容上的浪涌能量。本实用新型中的浪涌保护电路在实现浪涌保护功能的同时可降低体积，节省电路空间。

Description

浪涌保护电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种浪涌保护电路及开关电源。

背景技术

随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，消费类电子产品的应用越来越广泛。消费类电子产品是消费者在生活工作中使用的各种电子产品，包括电源适配器、电视(Television,TV)电源等开关电源。浪涌是电路在遭受雷击、接通、断开电感负载等情况下产生很高的过电压，也是一种瞬变干扰，消费类电子产品工作时容易受到浪涌的负面影响，发生故障或损坏，因此需要关注其抗浪涌能力。

根据IEC61000-4-5标准，电子产品和电气产品需要通过浪涌抗扰度试验。目前可以在电子产品中增加抗浪涌元件以实现抗浪涌，但由于电子产品内部电子元件的小型化要求，如何在保证电子元件抗浪涌能力的同时满足电路小型化要求其是一个需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种浪涌保护电路及开关电源，可在实现电路的浪涌保护功能的同时减小电路元件尺寸，降低电路体积，节省电路空间，满足电路小型化要求。

第一方面，本实用新型提供了一种浪涌保护电路，包括第一钳位单元和放电单元。其中，第一钳位单元的输入端用于通过交流-直流变换单元连接交流电源。第一钳位单元包括半导体放电管TSS和钳位电容，TSS与钳位电容串联后接地，钳位电容与放电单元并联。这里，钳位电容可以为电解电容。上述浪涌保护电路中的TSS用于在TSS的电压大于TSS的动作电压时导通，使得钳位电容的电压充电以吸收浪涌能量；放电单元用于释放钳位电容上的浪涌能量。这里，TSS的动作电压为使得TSS导通的最大电压。

在此实施例中，在浪涌保护电路中可利用TSS和钳位电容构成的第一钳位单元对浪涌进行分流导通，TSS在其电压大于其动作电压时导通，使得钳位电容开始充电以吸收浪涌能量；与钳位电容并联的放电单元提供放电通路使得钳位电容上存储的浪涌能量可泄放至地，从而实现了对浪涌的分流泄放，提高了对被保护电路的浪涌保护效果。由于TSS在浪涌出现前处于关断状态，因此钳位电容在浪涌出现时的初始电压为0，该钳位电容的容量要求较低，可使得钳位电容的尺寸降低，从而实现电路抗浪涌的同时满足电路小型化要求。

在一种可行的实施方式中，上述放电单元可以包括电阻，该电阻的一端连接上述TSS与钳位电容的串联连接点，该电阻的另一端接地。该电阻可以为常规电阻。在此实施例中，该电阻与钳位电容并联，可以在钳位电容因浪涌充电至一定程度，TSS关断时，与钳位电容构成放电通路，使得钳位电容上存储的浪涌能量通过该电阻泄放至地，从而实现抗浪涌，该电路结构简单，元件体积小，可节省电路空间。另外，当浪涌未出现时TSS没有导通，那么钳位电容的初始电压为0，电阻不消耗能量，从而可以节省能量，提高电路效率。

在一种可行的实施方式中，上述电路还包括第二钳位单元，上述交流电源通过该第二钳位单元与交流-直流变换单元的输入端连接；第二钳位单元用于在第二钳位单元的电压大于第一电压时将该第二钳位单元的电压钳位至第二电压，其中，第一电压大于第二电压。这里，第一电压即为第二钳位单元的动作电压。这里，第二钳位单元相比第一钳位单元更靠近交流电源的输入端，可在浪涌出现时先开始动作，对浪涌能量进行一次泄放，使得到达第一钳位单元的浪涌电压/浪涌电流更小。在此实施例中，浪涌保护电路中的第二钳位单元和第一钳位单元共同作用，可实现多级浪涌防护，提高该浪涌保护电路的抗浪涌能力。

在一种可行的实施方式中，上述第二钳位单元可以包括压敏电阻MOV。该MOV可在浪涌出现时将其两端的电压钳位至第二电压，实现对浪涌的抑制，保护后级电路。该浪涌保护电路还可以包括气体放电管(Gas Discharge Tube,GDT)等元件，该气体放电管可以与MOV串联，降低MOV的泄露电流，减缓MOV的性能劣化。本实用新型对该第二钳位单元中包括的MOV的数量不进行限制，具体可以基于电路需求进行确定。

在一种可行的实施方式中，上述电路还包括退耦单元，第二钳位单元通过该退耦单元与交流-直流变换单元的输入端连接；该退耦单元可用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。在此实施例中，退耦单元的存在，可提供退耦阻抗使得浪涌在其上形成压降，从而使得到达其后级电路的浪涌电压降低，降低了后级电路中元件损坏的可能性，提高了浪涌保护电路的可靠性和浪涌保护效果。

在一种可行的实施方式中，退耦单元可以包括共模电感和热敏电阻中的至少一种；当该退耦单元包括共模电感和热敏电阻时，该热敏电阻的一端连接交流电源的第一端，该热敏电阻的另一端连接共模电感的一个输入端，共模电感的两个输出端连接交流-直流变换单元的输入端，其中，热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。上述共模电感和热敏电阻作为退耦单元，可使得浪涌经过第二钳位单元后在该退耦单元上产生压降，致使到达第一钳位单元的浪涌电压进一步减少，从而实现浪涌能量的层层泄放，有利于提高浪涌保护效果。

在一种可行的实施方式中，上述交流-直流变换单元可以包括全桥整流电路，该全桥整流电路可以包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，上述第一二极管的第二端连接上述第二二极管的第二端，上述第一二极管的第一端连接上述第四二极管的第二端；上述第三二极管的第二端连接上述第二二极管的第一端，上述第三二极管的第一端连接上述第四二极管的第一端；上述第一二极管的第一端和上述第二二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输入端，上述第一二极管的第二端和上述第三二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输出端。这里，上述各二极管的第一端可以为二极管的阳极，各二极管的第二端可以为二极管的阴极。可选的，该交流-直流变换单元也可以包括由两个二极管构成的半桥整流电路或其他整流电路。在此实施例中，该交流-直流变换单元可以将交流电转换为直流电，使得上述第一钳位单元中的钳位电容能正常进行充放电，实现浪涌保护功能。

第二方面，本实用新型提供了一种开关电源，包括功率变换电路和浪涌保护电路，上述功率变换电路与上述浪涌保护电路并联连接；上述功率变换电路的输出端用于连接负载；上述浪涌保护电路包括第一钳位单元和放电单元，上述第一钳位单元的输入端用于通过交流-直流变换单元连接交流电源；上述第一钳位单元包括半导体放电管TSS和钳位电容，上述TSS与上述钳位电容串联后接地，上述钳位电容与上述放电单元并联；

上述TSS用于在TSS的电压大于上述TSS的动作电压时导通，使得上述钳位电容充电以吸收浪涌能量；

上述放电单元用于释放上述钳位电容上的浪涌能量以降低浪涌对上述功率变换电路的冲击；

上述功率变换电路用于对上述交流电源提供的交流电能进行功率变换后为上述负载供电。

在一种可行的实施方式中，上述放电单元包括电阻，上述电阻的一端连接上述TSS与上述钳位电容的串联连接点，上述电阻的另一端接地。

在一种可行的实施方式中，上述浪涌保护电路还包括第二钳位单元，上述交流电源通过上述第二钳位单元与上述交流-直流变换单元的输入端连接；上述第二钳位单元用于在上述第二钳位单元的电压大于第一电压时将上述第二钳位单元的电压钳位至第二电压，上述第一电压大于上述第二电压。

在一种可行的实施方式中，上述浪涌保护电路还包括退耦单元，上述第二钳位单元通过上述退耦单元与上述交流-直流变换单元的输入端连接；上述退耦单元用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达所述退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。

在一种可行的实施方式中，上述退耦单元包括共模电感和热敏电阻中的至少一个，上述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。

在一种可行的实施方式中，上述交流-直流变换单元包括全桥整流电路，上述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，上述第一二极管的第二端连接上述第二二极管的第二端，上述第一二极管的第一端连接上述第四二极管的第二端；上述第三二极管的第二端连接上述第二二极管的第一端，上述第三二极管的第一端连接上述第四二极管的第一端；上述第一二极管的第一端和上述第二二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输入端，上述第一二极管的第二端和上述第三二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输出端。

在此实施例中，开关电源中的浪涌保护电路可与功率变换电路并联，该浪涌保护电路利用第一钳位单元中的TSS使得钳位电容充电以分流浪涌，并通过放电单元使钳位电容将浪涌能量泄放至地，实现对功率变换电路的浪涌保护，提高了开关电源的使用寿命和工作稳定性。该TSS与钳位电容共同作用可使得钳位电容的尺寸降低，从而减小了开关电源中的元件尺寸，有利于开关电源中的电路小型化。

第三方面，本实用新型提供了一种电子设备，包括被保护电路和如第一方面以及第一方面任一种可能实施方式中的浪涌保护电路，该被保护电路与上述浪涌保护电路并联连接；上述浪涌保护电路用于限制上述被保护电路的浪涌电压；上述被保护电路用于接收上述交流电源提供的交流电能并消耗电能。在此实施例中，该电子设备中的浪涌保护电路中可利用TSS和钳位电容构成的第一钳位单元以及放电单元对浪涌进行分流，泄放部分浪涌能量，实现对被保护电路的浪涌保护。该电子设备对钳位电容的容量要求较低，钳位电容的尺寸小，可以在实现电路抗浪涌的同时满足电路小型化要求。

附图说明

图1是一种浪涌保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电子设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的一结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的另一结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的又一结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的又一结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的又一结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的又一结构示意图；

图9是本实用新型实施例提供的浪涌保护电路的又一结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的开关电源的结构示意图。

具体实施方式

电路在遭受雷击和在接通、断开电感负载或大型负载时常常会产生很高的操作过电压，这种瞬时过电压(或过电流)称为浪涌电压(或浪涌电流)，是一种瞬变干扰。浪涌电压或浪涌电流的存在容易影响电子产品中的电路的正常运行，因此消除浪涌噪声干扰、防止浪涌损害是保障电子产品安全可靠工作的关键。在多数情况下，可以在电子产品的电路中添加防浪涌元件，例如在输入保护电路中设置压敏电阻等来实现防浪涌，满足基本的浪涌要求。但由于各种电子产品(如消费类电子产品)的集成化程度在不断提高，对其中包括的电子元件的小型化要求也不断提高，因此在进行防浪涌设计时需要同时考虑体积和防浪涌能力的平衡问题。

在一些实施方式中，如图1所示，浪涌保护电路100通过交流-直流变换单元101与交流AC电源102连接，该浪涌保护电路100中包括二极管D0、钳位电容C0和电阻R0，该二极管D0和电阻R0并联后通过钳位电容接地C0。该浪涌保护电路100中的二极管D0在其两端的电压大于导通电压时导通，使得钳位电容C0充电以吸收浪涌能量；当钳位电容C0充电至一定程度后二极管D0两端电压变小，二极管D0截止，钳位电容C0上存储的浪涌能量通过与电阻R0构成的通路泄放至地，从而对浪涌电流实现了分流泄放，避免并联于交流电源102的被保护电路(图1中未示出)受到浪涌电压的冲击，实现了浪涌保护。但在该实施方式中，浪涌未出现时，电阻R0和钳位电容C0构成通路，钳位电容C0也会充电，因此当浪涌出现时钳位电容C0上的初始电压不为0，为保证该浪涌保护电路的抗浪涌能力，该钳位电容C0的容量需满足一定要求，钳位电容尺寸大，不利于电路小型化。

本实用新型实施例提供的浪涌保护电路可适用于各种电子设备的浪涌保护。具体的，请参见图2，图2为本实用新型提供的电子设备的结构示意图。如图2所示，该电子设备20可以由浪涌保护电路300和被保护电路400组成。在该电子设备20中，被保护电路400和浪涌保护电路300并联，浪涌保护电路300可连接交流电源200。该电子设备20中的被保护电路400可接收交流电源200提供的交流电能并消耗电能。该电子设备20中的浪涌保护电路300可在交流电源200的输入端口出现由雷击或其他瞬时过电压引起的浪涌时，在极短的时间内导通分流，限制加在被保护电路400上的浪涌电压，避免被保护电路400损坏，实现浪涌保护。该电子设备20可以包括各种消费类电子产品如电源适配器、TV电源等开关电源。

下面将结合图3至图9对本实用新型实施例提供的浪涌保护电路进行示例说明。

参见图3，图3为本实用新型提供的浪涌保护电路的一结构示意图。该浪涌保护电路可应用于如图2所示的电子设备中，换句话说，浪涌保护电路可以与被保护电路并联，实现对被保护电路的浪涌保护。如图3所示，本实用新型实施例提供的浪涌保护电路300中可以包括第一钳位单元301和放电单元302。其中，第一钳位单元301的输入端用于通过交流-直流变换单元303连接交流AC电源200；第一钳位单元301包括半导体放电管(ThyristorSurge Suppressors,TSS)和钳位电容，该TSS与钳位电容串联后接地，钳位电容与放电单元302并联。这里，交流电源200可以为市电或交流电输入电源。钳位电容可以为电解电容，如图3中的电容C。当交流电源200为市电时，该电解电容C的正极可通过TSS和交流-直流变换单元303连接市电中的相线L，电解电容C的负极可通过交流-直流变换单元303连接市电中的中线N。

本实用新型中，浪涌保护电路300中的TSS可用于在TSS的电压大于TSS的动作电压时导通，使得钳位电容充电以吸收浪涌能量。上述浪涌保护电路300中的放电单元302可用于释放钳位电容上的浪涌能量。这里，TSS的动作电压是指使TSS导通的最大电压。也就是说，当该浪涌保护电路300的输入端未出现浪涌时，TSS的电压达不到TSS的动作电压，TSS相当于断路，钳位电容不会被充电；当浪涌保护电路300的输入端出现浪涌时，TSS的电压也相应变大，当其大于TSS的动作电压时，TSS导通，使得钳位电容充电以吸收浪涌能量。钳位电容充电至一定程度后，TSS关断，该钳位电容可和放电单元302构成通路，钳位电容上存储的浪涌能量可通过放电单元302泄放至地。这里，钳位电容充电至一定程度可以是指钳位电容充满电，也可以是指钳位电容的电压达到特定电压等，本实用新型不对此进行限制。

本实用新型实施例中，浪涌保护电路中的TSS在其电压达到动作电压时导通使得钳位电容开始充电，钳位电容充电后将其存储的浪涌能量通过放电单元泄放至地，可实现对浪涌能量的分流泄放，降低了浪涌对被保护电路的冲击，避免被保护电路中的元件被损坏，提高了电路的可靠性和安全性。

可理解的，如图1所示的浪涌保护电路100中的钳位电容与上述图3中的钳位电容相比，在吸收相同的浪涌能量的情况下，图1中的钳位电容的容量要求更大，因此体积/尺寸更大；另外，由于图1中的浪涌保护电路的输入端接入电源时钳位电容会充电，该电路存在插拔打火的问题；图1中的电阻在浪涌未出现时也会消耗能量，影响电路效率。在本实用新型中，使用如图3所示的浪涌电路，可以解决图1所示的浪涌保护电路存在的问题。换句话说，本实用新型实施例提供的如图3所示的浪涌保护电路，对钳位电容的容量要求较低，因此可以减小电容尺寸，降低电路体积，在实现浪涌保护功能时满足电路小型化的要求；而且该电路还可以降低上电插拔打火的可能性，提高电路效率。

在一些可行的实施方式中，图3所示的浪涌保护电路300中的放电单元302可以包括电阻，该电阻的一端连接TSS与钳位电容的串联连接点，电阻的另一端接地。此电阻可以为常规电阻(如图4中的电阻R)。如图4所示，钳位电容C和电阻R构成通路，当TSS导通时，钳位电容基于浪涌电流开始充电。当TSS关断时，充电至一定程度的钳位电容可以放电，使得钳位电容上的能量通过电阻传递到地，实现对浪涌能量的泄放。可理解的，该浪涌保护电路中，当浪涌没有出现时，由于TSS相当于断路，钳位电容的初始电压为0，相应的，电阻也不消耗能量，从而可以节省能量，提高电路效率。当浪涌出现时，钳位电容开始充电，并在充电至一定程度后通过该电阻放电，可实现浪涌保护，电路简单，电路元件体积小，节省空间。

可选的，在一些可行的实施方式中，上述放电单元302可以包括压敏电阻或热敏电阻。在该实施方式中，该放电单元在钳位电容充电至一定程度时(如钳位电容充满电或钳位电容的电压达到一定值)可处于低阻状态，使得电容存储的能量通过该放电单元泄放至地；而在钳位电容未充电至一定程度时(如钳位电容充满电或钳位电容的电压达到一定值)可处于高阻状态，阻止电容放电。这样，可利用压敏电阻/热敏电阻等元件的特性实现对钳位电容放电过程的自动控制，有利于快速泄放浪涌能量，提高浪涌保护效果。可选的，上述放电单元也可以由两个或多个元件如多个电阻(包括常规电阻、热敏电阻和压敏电阻中的一种或多种)等元件组成，该放电单元中的元件可与上述钳位电容构成放电通路，使得钳位电容放电。本实用新型不对放电单元中的具体元件进行限制，具体可基于电路需求进行确定。

在一些可行的实施方式中，上述交流-直流变换单元303可以被包括于图3或图4所示的浪涌保护电路300中，也可以不被包括于图3或图4所示的浪涌保护电路300中。该交流-直流变换单元303可以将交流电源输出的交流电转换为直流电，使得上述第一钳位单元301中的钳位电容能正常进行充放电，实现浪涌保护功能。该交流-直流变换单元303可以包括桥式整流电路和无桥整流电路，本实用新型对此不作限制。

在一些可行的实施方式中，上述图3或图4中的交流-直流变换单元303可以包括全桥整流电路。此时，如图5所示，交流-直流变换单元303可包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管(如图5中的二极管D1、D2、D3和D4)。其中，第一二极管的第二端连接第二二极管的第二端，第一二极管的第一端连接第四二极管的第二端；第三二极管的第二端连接第二二极管的第一端，第三二极管的第一端连接第四二极管的第一端。第一二极管的第一端和第二二极管的第一端作为全桥整流电路的输入端，也即作为交流-直流变换单元的输入端。第一二极管的第二端和第三二极管的第一端作为全桥整流电路的输出端，也即作为交流-直流变换单元的输出端。上述各二极管的第一端可以为二极管的阳极，各二极管的第二端可以为二极管的阴极。如图5所示，该全桥整流电路可以将AC电源200输出的交流电转换为直流电，使得第一钳位单元301中的钳位电容C能正常进行充放电，实现浪涌保护功能。可选的，该交流-直流变换单元303也可以包括由两个二极管构成的半桥整流电路或其他整流电路，具体可以根据实际应用场景进行确定，本实用新型对此不作限制。可理解的，后续图6-图9中以交流-直流变换单元303包括全桥整流电路进行示例，并不表示图6-图9所示的浪涌保护电路中的交流-直流变换单元303只是为全桥整流电路，该交流-直流变换单元303还可以为上述半桥整流电路或无桥整流电路等其他类型的电路，本实用新型不作限制。

在一些可行的实施方式中，如图6所示，上述图3-图5中任一结构的浪涌保护电路还可以包括第二钳位单元304，AC电源200可通过该第二钳位单元304与交流-直流变换单元303的输入端连接。该第二钳位单元304用于在第二钳位单元304的电压大于第一电压时将第二钳位单元304的电压钳位至第二电压，其中，第一电压大于第二电压。这里，第一电压即为第二钳位单元的动作电压。具体的，当交流电源的输入端出现浪涌且浪涌电压大于第一电压时，第二钳位单元进行动作，对该浪涌电压进行钳位，使得浪涌电压经过第二钳位单元后被吸收一部分，从而降低了到达后级电路(本实用新型中可指TSS、钳位电容和放电单元构成的电路部分)的浪涌电压和/或浪涌电流，有利于提高浪涌效果，实现对被保护电路的浪涌保护。可理解的，第二钳位单元相比第一钳位单元更靠近交流电源的输入端，可在浪涌出现时先开始动作，对浪涌能量进行一次泄放，使得到达第一钳位单元的浪涌电压/浪涌电流更小。浪涌保护电路中的第二钳位单元和第一钳位单元共同作用，可实现多级浪涌防护，提高该浪涌保护电路的抗浪涌能力。

在一些可行的实施方式中，如图7所示，上述图6所示的浪涌保护电路的第二钳位单元304可以包括压敏电阻(Metal Oxide Varistors,MOV)。其中，当第二钳位单元包括压敏电阻MOV时，该MOV可并联在交流电源的两端。当电路中无浪涌时，MOV处于高阻状态，该浪涌保护电路不影响被保护电路的正常运行。当电路中出现浪涌时，浪涌电压加在MOV两端，达到其动作电压(也即MOV的导通电压)，MOV迅速由高阻状态变为低阻状态，泄放由浪涌电压导致的瞬时过电流，并把浪涌电压钳制在一个安全水平之内(即第二电压)，从而保护后面的电路元件免遭浪涌这种异常瞬时过电压的损坏。该浪涌保护电路还可以包括气体放电管(Gas DischargeTube,GDT)等元件，该气体放电管可以与MOV串联，用于与MOV一起实现浪涌能量的泄放和电压钳位，降低MOV的泄露电流，减缓MOV的性能劣化。可选的，该第二钳位单元还可以包括多个并联的MOV或其他元件，该第二钳位单元能实现上述泄流和钳位功能即可，本实用新型不对此进行限制。可理解的，当第二钳位单元包括多个元件时，该第二钳位单元的动作电压基于该多个元件的参数确定。图7中以第二钳位单元304包括MOV(如图7中的电阻RV)进行示例。

在一些可行的实施方式中，如图6或图7所示的浪涌保护电路还可以包括退耦单元，如图8所示，第二钳位单元304可通过该退耦单元305与交流-直流变换单元303的输入端连接。这里，退耦单元可用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达所述退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。也就是说，第二钳位单元304吸收一部分浪涌能量后，剩余的浪涌电流流过退耦单元305后在退耦单元305上有压降，使得加在第一钳位单元301的浪涌残压进一步减少，从而实现浪涌能量的层层泄放，可起到较好的浪涌保护效果。退耦单元的存在，可以在浪涌出现时提供退耦阻抗，使得浪涌电压在经过退耦单元后降低，也即到达退耦单元的后级电路的浪涌电压降低，从而降低了后级电路中的电子元件损坏的可能性，提高了浪涌保护电路的可靠性，提高了浪涌保护效果。

在一些可行的实施方式中，如图8所示的浪涌保护电路中的退耦单元305可以包括共模电感和热敏电阻中的至少一种。图9以该退耦单元包括共模电感和热敏电阻进行示例，如图9所示，该热敏电阻(如图9中的电阻RT)的一端连接交流电源的第一端，该热敏电阻的另一端可连接共模电感(如图9中的电感Z)的一个输入端，共模电感的两个输出端连接交流-直流变换单元的输入端，上述热敏电阻可以为负温度系数的热敏电阻。该共模电感在提供退耦阻抗之外，还可以滤除该浪涌保护电路中的电磁干扰(ElectromagneticSusceptibility,EMI)噪声。如图9所示，当浪涌出现时，第二钳位单元304先泄放部分浪涌能量并对浪涌电压进行钳位，使得浪涌能量降低；进一步的，浪涌电压经过热敏电阻和共模电感，由于在热敏电阻和共模电感上有压降会进一步降低，因而到达第一钳位单元301的残压较小；浪涌残压被加在第一钳位单元301上后，第一钳位单元301再次进行能量泄放，从而使得浪涌大部分泄放到地，从而实现了对浪涌的分流泄放，保证浪涌不会对被保护电路造成冲击，实现了浪涌保护，提高了电路的可靠性和安全性。可选的，该退耦单元还可以包括其他可提供退耦阻抗的元件如电感、电阻等，具体可以根据实际应用场景进行确定，本实用新型对此不作限制。

本实用新型实施例中，在浪涌保护电路中可利用TSS和钳位电容构成的第一钳位单元对浪涌进行分流导通，TSS在其两端的电压大于其动作电压时导通，使得钳位电容开始充电以吸收浪涌能量；与钳位电容并联的放电单元提供放电通路使得钳位电容上存储的浪涌能量可泄放至地，从而实现了对浪涌的分流泄放，提高了对被保护电路的浪涌保护效果。由于TSS在浪涌出现前处于关断状态，因此钳位电容在浪涌出现时的初始电压为0，该钳位电容的容量要求较低，可使得钳位电容的尺寸降低，从而实现电路抗浪涌的同时满足电路小型化要求。另外，还可以在该浪涌保护电路中加入压敏电阻和电感等元件，实现多级防护，提高浪涌保护效果。

本实用新型实施例还提供一种开关电源。请参见图10，图10为本实用新型实施例提供的一种开关电源的结构示意图，如图10所示，该开关电源30可以包括功率变换电路500和浪涌保护电路300。功率变换电路500与浪涌保护电路300并联连接，功率变换电路500的输出端可用于连接负载600。其中，该开关电源30中的浪涌保护电路300可以包括第一钳位单元301和放电单元302，第一钳位单元301的输入端用于通过交流-直流变换单元(图10未示出)连接交流AC电源200；第一钳位单元301包括半导体放电管TSS和钳位电容(如图10中的电容C)，TSS与钳位电容串联后接地，钳位电容与放电单元302并联。

在该开关电源30中，浪涌保护电路300可以对功率变换电路500进行浪涌保护，在浪涌出现时对浪涌能量进行分流泄放，从而降低浪涌对该功率变换电路500的冲击。此时，该功率变换电路500可作为如图2中的被保护电路400。具体的，在上述交流电源200的输入端出现浪涌时，浪涌保护电路300中的TSS可在TSS的电压大于TSS的动作电压时导通，使得钳位电容开始充电以吸收浪涌能量；在钳位电容充电至一定程度后，该浪涌保护电路中的放电单元302可用于释放钳位电容上的浪涌能量，以降低浪涌对功率变换电路500的冲击。

如图10所示，上述放电单元302可以与钳位电容构成回路，在钳位电容充电至一定程度后，提供放电通路，使得钳位电容上的浪涌能量释放，从而可降低浪涌对功率变换电路的冲击。该开关电源30中的功率变换电路500可以对交流电源200提供的交流电能进行功率变换后为负载600供电。这里，该功率变换电路500可以为AC/DC变换电路，具体可对交流电进行变换得到直流电。在一些可行的实施方式中，该功率变换电路500可以包括变压器、DC/DC变换电路以及输出整流滤波电路等。该开关电源30可以为电源适配器、TV电源等。上述负载600可以为小型电子设备如手机、笔记本和液晶显示器等。

在该实用新型实施例中，开关电源中的浪涌保护电路可与功率变换电路并联，该浪涌保护电路中的第一钳位单元包括的TSS在其电压大于导通电压时使钳位电容充电以分流浪涌，在TSS关断钳位电容充电至一定程度后，放电单元与钳位电容构成放电通路使钳位电容将浪涌能量泄放至地，实现对功率变换电路的浪涌保护，提高了开关电源的使用寿命和工作稳定性。该TSS与钳位电容共同作用可使得钳位电容的尺寸降低，从而减小了开关电源中的元件尺寸，有利于开关电源中的电路小型化。

在一种可行的实施方式中，上述开关电源包括的浪涌保护电路中的放电单元可以包括电阻，该电阻为常规电阻，该电阻的一端连接TSS与钳位电容的串联连接点，且该电阻的另一端接地。该电阻可以与浪涌保护电路中的钳位电容构成放电回路，在钳位电容吸收的浪涌能量达到一定程度时使其泄放至地，从而实现了对浪涌的分流泄放，有利于降低浪涌对功率变换电路的冲击。该浪涌保护电路使用电阻即可实现目的，使用的元件简单，成本低。

在一种可行的实施方式中，上述开关电源中的浪涌保护电路还可以包括第二钳位单元，交流电源通过第二钳位单元与交流-直流变换单元的输入端连接。该第二钳位单元可用于在第二钳位单元的电压大于第一电压时将第二钳位单元的电压钳位至第二电压，其中，第一电压大于第二电压。这里，第二钳位单元可以包括压敏电阻。第二钳位单元相比上述第一钳位单元更靠近交流电源的输入端，可在浪涌出现时先开始动作，对浪涌能量进行一次泄放，使得到达第一钳位单元的浪涌电压/浪涌电流更小。浪涌保护电路中的第二钳位单元和第一钳位单元共同作用，可实现多级浪涌防护，提高该浪涌保护电路的抗浪涌能力。

在一种可行的实施方式中，上述开关电源中的浪涌保护电路还可以包括退耦单元，第二钳位单元通过退耦单元与交流-直流变换单元的输入端连接。该退耦单元可用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。这里，退耦单元也可称为退耦器，该退耦单元可以包括共模电感和/或热敏电阻，可选的，该退耦单元可以包括其他能提供退耦阻抗的元件，在此不作限制。退耦单元的存在，可以提供退耦阻抗，使得经过退耦单元后浪涌电压降低，从而降低了退耦单元的后级电路中电子元件损坏的可能性，提高浪涌保护电路的可靠性。

在一种可行的实施方式中，上述开关电源中的退耦单元可以包括共模电感和热敏电阻中的至少一个，上述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。当该退耦单元包括共模电感和热敏电阻时，该共模电感在提供退耦阻抗之外，还可以滤除该浪涌保护电路中的电磁干扰(Electromagnetic Susceptibility,EMI)噪声。该热敏电阻和共模电感可以提供退耦阻抗，使得被第二钳位单元泄放部分的浪涌在其上形成压降进一步降低，从而使到达第一钳位单元的浪涌残压较小，实现了浪涌能量的层层泄放，防止第一钳位单元中的元件被浪涌损坏，提高了浪涌保护效果。可选的，该退耦单元还可以包括电感等其他能提供退耦阻抗的元件。

在一种可行的实施方式中，上述交流-直流变换单元可以包括全桥整流电路，该全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，上述第一二极管的第二端连接上述第二二极管的第二端，上述第一二极管的第一端连接上述第四二极管的第二端；上述第三二极管的第二端连接上述第二二极管的第一端，上述第三二极管的第一端连接上述第四二极管的第一端；上述第一二极管的第一端和上述第二二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输入端，上述第一二极管的第二端和上述第三二极管的第一端作为上述全桥整流电路的输出端。这里，交流-直流变换单元(也即全桥整流电路)可交流电变换为直流电，使得钳位电容正常充放电，有利于实现防浪涌。该交流-直流变换单元还可以包括其他非桥式的交流-直流变换电路，对此不作限制。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种浪涌保护电路，其特征在于，包括：第一钳位单元和放电单元，所述第一钳位单元的输入端用于通过交流-直流变换单元连接交流电源；所述第一钳位单元包括半导体放电管TSS和钳位电容，所述TSS与所述钳位电容串联后接地，所述钳位电容与所述放电单元并联；

所述TSS用于在所述TSS的电压大于所述TSS的动作电压时导通，使所述钳位电容充电以吸收浪涌能量；

所述放电单元用于释放所述钳位电容上的浪涌能量。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述放电单元包括电阻，所述电阻的一端连接所述TSS与所述钳位电容的串联连接点，所述电阻的另一端接地。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括第二钳位单元，所述交流电源通过所述第二钳位单元与所述交流-直流变换单元的输入端连接；

所述第二钳位单元用于在所述第二钳位单元的电压大于第一电压时将所述第二钳位单元的电压钳位至第二电压，所述第一电压大于所述第二电压。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述电路还包括退耦单元，所述第二钳位单元通过所述退耦单元与所述交流-直流变换单元的输入端连接；所述退耦单元用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达所述退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述退耦单元包括共模电感和热敏电阻中的至少一个，所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。

6.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述交流-直流变换单元包括全桥整流电路，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的第二端连接所述第二二极管的第二端，所述第一二极管的第一端连接所述第四二极管的第二端；所述第三二极管的第二端连接所述第二二极管的第一端，所述第三二极管的第一端连接所述第四二极管的第一端；所述第一二极管的第一端和所述第二二极管的第一端作为所述全桥整流电路的输入端，所述第一二极管的第二端和所述第三二极管的第一端作为所述全桥整流电路的输出端。

7.一种开关电源，其特征在于，包括功率变换电路和浪涌保护电路；所述功率变换电路与所述浪涌保护电路并联连接；所述功率变换电路的输出端用于连接负载；所述浪涌保护电路包括第一钳位单元和放电单元，所述第一钳位单元的输入端用于通过交流-直流变换单元连接交流电源；所述第一钳位单元包括半导体放电管TSS和钳位电容，所述TSS与所述钳位电容串联后接地，所述钳位电容与所述放电单元并联；

所述TSS用于在所述TSS的电压大于所述TSS的动作电压时导通，使所述钳位电容充电以吸收浪涌能量；

所述放电单元用于释放所述钳位电容上的浪涌能量以降低浪涌对所述功率变换电路的冲击；

所述功率变换电路用于对所述交流电源提供的交流电能进行功率变换后为所述负载供电。

8.根据权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述放电单元包括电阻，所述电阻的一端连接所述TSS与所述钳位电容的串联连接点，所述电阻的另一端接地。

9.根据权利要求7或8所述的开关电源，其特征在于，所述浪涌保护电路还包括第二钳位单元，所述交流电源通过所述第二钳位单元与所述交流-直流变换的输入端连接；

所述第二钳位单元用于在所述第二钳位单元的电压大于第一电压时将所述第二钳位单元的电压钳位至第二电压，所述第一电压大于所述第二电压。

10.根据权利要求9所述的开关电源，其特征在于，所述浪涌保护电路还包括退耦单元，所述第二钳位单元通过所述退耦单元与所述交流-直流变换单元的输入端连接；所述退耦单元用于在浪涌出现时提供退耦阻抗以使得到达所述退耦单元的后级电路的浪涌电压降低。

11.根据权利要求10所述的开关电源，其特征在于，所述退耦单元包括共模电感和热敏电阻中的至少一个，所述热敏电阻为负温度系数的热敏电阻。

12.根据权利要求7或8所述的开关电源，其特征在于，所述交流-直流变换单元包括全桥整流电路，所述全桥整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管的第二端连接所述第二二极管的第二端，所述第一二极管的第一端连接所述第四二极管的第二端；所述第三二极管的第二端连接所述第二二极管的第一端，所述第三二极管的第一端连接所述第四二极管的第一端；所述第一二极管的第一端和所述第二二极管的第一端作为所述全桥整流电路的输入端，所述第一二极管的第二端和所述第三二极管的第一端作为所述全桥整流电路的输出端。