专利名称：一种包含共模电感的浪涌保护电路和装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种包含共模电感的浪涌保护电路和装置。
背景技术：
电涌保护器(Surge Protection Device, SPD)是电子设备雷电防护中不可缺少的 一种装置，过去常称为"避雷器"或"过电压保护器"。电涌保护器的作用是把窜入电力线、 信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄 流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但至少应包含一个非线性电压 限制元件。 用于电涌保护器的基本元器件有放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管 和扼流线圈等。 SPD按工作原理分为以下几种类型 开关型、限压型、分流型或扼流型； SPD按用途分为以下几种类型 电源保护器，包括交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 信号保护器，包括低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 通信产品的供电源通常为AC电源(220V)。由于国内用户现场环境比较简陋或者
比较恶劣，电源浪涌防护是最薄弱环节，设备多数因电源浪涌而损坏。要求每个用户都外接
SPD并不现实，而且其价格昂贵。因此，设备内部的电源口需要很高浪涌防护性能，然而根据
当前的传统设计，提升浪涌防护性能就意味着提升成本，一种高性能、低成本的防护浪涌设
计就显得尤为重要要和迫切。 常见的AC电源口的浪涌防护，一般采用保险丝+压敏电阻(或者气体放电管)进 行防护，但是该技术方案存在以下的缺点 (1)成本高 如果需要提升防护性能，就得提高保险丝和压敏电阻(或者气体放电管)的通流
量，成本也就跟着升高共模防护上。
(2)缺少阻挡与泄放的组合 现有技术方案主要是浪涌能量全部泄放，缺少浪涌能量阻挡理念，阻挡与泄放没 有结合应用。
实用新型内容本实用新型提供了一种包含共模电感的浪涌保护电路和装置，可以在提供过压保 护同时，降低线路保护的成本。 本实用新型提供了一种包含共模电感的浪涌保护电路，至少包括一个熔断装置，一个共模电感和三个过压保护器件，所述熔断装置安装于交流电源和所述共模电感之间的 火线上， 所述共模电感中至少包含两个线圈，所述两个线圈分别串联于交流电源的火线和 零线上，两个过压保护器件分别与所述共模电感中的两个线圈进行并联，另一个过压保护 器件连接于火线和零线之间。 优选的，所述熔断装置具体为保险丝，或由遇高温可熔的材料构成的电路连接装置。 优选的，所述另一个过压保护器件连接于火线和零线之间，具体为 所述另一个过压保护器件位于所述共模电感的输出侧。 优选的，所述过压保护器件具体为压敏电阻或气体放电管。 优选的，所述包含共模电感的浪涌保护电路还包括滤波电容 所述滤波电容连接在所述共模电感与所述交流电源之间的火线和零线之间；和/ 或， 所述滤波电容连接在所述共模电感输出侧的火线和零线之间。 另一方面，本实用新型还提供了一种包含共模电感的浪涌保护装置，连接于交流 电源和用电电路之间，至少包括一个熔断装置， 一个共模电感和三个过压保护器件，所述熔 断装置安装于交流电源和所述共模电感之间的火线上， 所述共模电感中至少包含两个线圈，所述两个线圈分别串联于交流电源的火线和 零线上，两个过压保护器件分别与所述共模电感中的两个线圈进行并联，另一个过压保护 器件连接于火线和零线之间。 优选的，所述熔断装置具体为保险丝，或由遇高温可熔的材料构成的电路连接装置。 优选的，所述另一个过压保护器件连接于火线和零线之间，具体为 所述另一个过压保护器件位于所述共模电感与所述用电电路之间。 优选的，所述过压保护器件具体为压敏电阻或气体放电管。 优选的，所述包含共模电感的浪涌保护装置还包括滤波电容 所述滤波电容连接在所述共模电感与所述交流电源之间的火线和零线之间；和/ 或， 所述滤波电容连接在所述共模电感输出侧的火线和零线之间。 与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点 本实用新型通过共模电感对电路中的浪涌电流进行阻挡，并通过过压保护器对浪 涌电流能量进行泄放，从而，可以在为电路提供过压保护同时，降低线路保护的成本。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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是本实用新型提出的一种包含共模电感的浪涌保护电路的电路图；[0039] 图2是本实用新型提出的一种在具体应用场景中的包含共模电感的浪涌保护电 路的电路图。
具体实施方式如背景技术所述，现有的电源浪涌防护主要是通过保险丝和压敏电阻(或气体放 电管)来实现的，这样的简单组合需要部件具有很大的电流流通量，才能实现对大峰值的 浪涌电流的泄放，因此，要提高防浪涌效果，只能通过提高成本投入来实现。 为了解决上述问题，本实用新型中提供了一种包含共模电感的浪涌保护电路，至 少包括一个熔断装置， 一个共模电感和三个过压保护器件。 其中，熔断装置安装于交流电源和共模电感之间的火线上，在具体的应用场景中， 熔断装置的实体可以具体为保险丝，或由遇高温可熔的材料构成的电路连接装置，在电路 中的电流峰值高于一定阈值时，通过熔断方式切断电路，从而保护电路。 在本实用新型所提出的浪涌保护电路中，共模电感中至少包含了两个线圈，这两 个线圈分别串联于交流电源的火线和零线上。 在常见的电路环境中，一次电源都会用到的共模电感，共模电感有一个很重要的 寄生参数叫漏感，共模电感用在L/N线上，这样漏感相当于是串在L/N线上的电感，根据电 感的特性，即流过电感的电流不能突变，对瞬间浪涌电流有很高的阻抗，从而抑制尖峰浪涌 电流流过。 基于上述技术思路，共模电感实现了对浪涌电流的阻挡效果。 在此基础上，将两个过压保护器件分别与共模电感中的两个线圈进行并联，用于 在所述共模电感中的响应线圈对浪涌电流进行阻挡后，对被阻挡的浪涌电流能量进行泄 放。 但是，只是将过压保护器件与共模电感的线圈并联并不能一定将被阻挡的浪涌电 流能量完全泄放，所以，本实用新型中进一步在共模电感的输出侧部署了另一个过压保护 器件，直接连接于火线和零线之间，用于在两个分别与共模电感中的两个线圈进行并联的 过压保护器件对被阻挡的浪涌电流能量进行泄放，且泄放到预设阈值之后，对剩余的浪涌 电流能量进行泄放。 在具体的应用场景中，所述过压保护器件具体为压敏电阻或气体放电管。 本实用新型的技术方案就是运用了共模电感漏感的特性，将浪涌能量瞬间进行阻 挡和抑制，再慢慢经过压敏电阻进行泄放，降低了瞬间尖峰电流对防护器件破坏。 本实用新型的具体实现方案的示意图如图1所示。 其中，共模电感中的两个线圈分别串联于交流电源的火线和零线上，在共模电感 串联于火线上的线圈与交流电源之间，还串联有一个熔断器(例如，保险丝)，三个过压保 护器件具体为压敏电阻1、压敏电阻2和压敏电阻3，压敏电阻1和压敏电阻2分别与共模电 感中串联在火线和零线上的两个线圈进行并联，压敏电阻3则连接于共模电感的输出侧的 火线和零线之间，进一步的，经过压敏电阻3之后，交流电源的输出源连接其他用电电路。 与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点 本实用新型通过共模电感对电路中的浪涌电流进行阻挡，并通过过压保护器对浪 涌电流能量进行泄放，从而，可以在为电路提供过压保护同时，降低线路保护的成本。
5[0054] 为了进一步说明本实用新型的技术方案，现结合具体的应用场景对本实用新型进 行说明。 如图2所示，是本实用新型提出的一种在具体应用场景中的包含共模电感的浪涌 保护电路的电路图。 其中，共模电感连接于交流电源的火线和零线之间，对浪涌电流起到阻挡作用。 在共模电感与交流电源之间的火线上，连接有保险丝作为熔断器，以保证在浪涌 电流过高时直接将保险丝熔断，从而保护电路不被损坏。 为了进一步提高电路中对于浪涌电流的防护效果，在火线和零线侧，分别部署了 NTC部件(热敏电阻)，由于NTC部件的电阻值会随温度的变化而变化，因此，可以在电路电 流发生剧烈变化的时候，通过电阻对电流能量进行阻挡，从而，进一步辅助共模电感起到对 浪涌电流的阻挡作用，在具体的应用场景中，NTC部件的具体部署位置和数量可以根据实际 需要进行调整，NTC部件具体部署方式的变化并不影响本发明的保护范围。 上述的部件主要是为了对浪涌电流进行阻挡，但是，浪涌电流被阻挡后，会存在大 量的电流能量，因此，需要对这些能量进行泄放，基于能量泄放的考虑，本实用新型在电路 中具体增加以下部件部署 在共模电感与火线和零线相串联的线圈上，分别并联压敏电阻l和压敏电阻2，对 共模电感所阻挡的电流能量进行泄放，并且，为了更加彻底的泄放电流能量，本实用新型中 进一步在共模电感的输出侧部署了压敏电阻3，直接连接于火线和零线之间，用于在压敏电 阻1和压敏电阻2对被阻挡的浪涌电流能量进行泄放，且泄放到预设阈值之后，对剩余的浪 涌电流能量进行泄放。 为了达到更好的电路应用效果，在电路中，还部署了 X电容和Y电容，其中，Y电容 连接于火线和零线之间，并且与交流电源的PG信号端进行连接，当交流电源的PG信号处于 启用状态时(即电源已经处于工作状态)对交流电源进行滤波，在经过共模电感的浪涌电 流防护后，进一步通过X电容进行二次滤波，从而保障电路电流的质量和传输效果，并且， 为了保护X电容，还在X电容输出侧的火线和零线之间连接了泄放电阻，对X电容中所积蓄 的多余能量进行泄放。 经过以上的一系列的浪涌电流阻挡和泄放处理之后，交流电源的电流输出到具体 的用电电路。 与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点 本实用新型通过共模电感对电路中的浪涌电流进行阻挡，并通过过压保护器对浪
涌电流能量进行泄放，从而，可以在为电路提供过压保护同时，降低线路保护的成本。 另一方面，本实用新型还提供了一种包含共模电感的浪涌保护装置，根据上述的
技术思路提供了一种电路中的浪涌保护装置，可以与电路进行自由连接，并可实现相应的
拆装，方便的连接于电源输入端和用电电路之间，对用电电路进行浪涌保护。 由于主体技术思路与前述实施例的技术思路相类似，在此不再重复叙述，两者之
间的差别在于 前述实施例所提出的一种包含共模电感的浪涌保护电路直接作为电路的一个组 成部分连接与供电电路之中，而后者则是将熔断装置、共模电感和各过压保护器件作为一 个独立的电路外接单元，可以通过连接的方式接入交流电路的电源和用电线路之间，对电路进行浪涌保护。 本实用新型所提出的技术方案有效的改变了现有的技术方案中保险丝+压敏电 阻的浪涌保护模式，通过共模电感的阻挡和两个压敏电阻对浪涌电流能量初步泄放，有效 的减小最后的压敏电阻所承受的浪涌电流冲击，延长了压敏电阻的使用寿命，降低了相应 的成本投入。 本实用新型所提出的防护方案可以通过1. 2/50uS波形7. 4KV的电压surge (内阻 42ohm)。 此方案在提高共模surge保护能力的情况下，结果很稳定，选择大通流的压敏电 阻后，可以通过7. 4KV共模surge,并且在理论上还可以更高，而且压敏电阻价格较低，利于 节省成本。 为了说明本实用新型的技术方案，申请人进一步给出了技术方案中电路部件的具 体参数示例。 在如图1所示的电路结构中，压敏电阻1和压敏电阻2的具体规格如表1所示 表l压敏电阻l/2规格表
序号描述元素名称描述元素值
1压敏电压350V
2最大允许交流回路电压275V
3通流容量400A
4最大嵌位电压710V
5封装形式插装 压敏电阻3具体规格如表2所示 表2压敏电阻3规格表
序号描述元素名称描述元素值
1压敏电压385V
2最大允许交流回路电压300V
3通流容量1200A
4最大嵌位电压775V
7序号描述元素名称描述元素值
5封装形式插装 共模电感具体规格如表3所示 表3共模电感规格表
序号描述元素名称描述元素值
1自感量lOmH
2漏感84uH
3直流阻抗0. 18 Q 有以上参数信息可以看出，本实用新型的技术方案所需要的元器件的规格都不是 很高，因此，不会明显增加具体电路的部署成本，使具体得电路设置具有更好的性价比。 以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此， 任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。 本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的单元或流 程并不一定是实施本实用新型所必须的。 上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
权利要求一种包含共模电感的浪涌保护电路，至少包括一个熔断装置，一个共模电感和三个过压保护器件，所述熔断装置安装于交流电源和所述共模电感之间的火线上，其特征在于，所述共模电感中至少包含两个线圈，所述两个线圈分别串联于交流电源的火线和零线上，两个过压保护器件分别与所述共模电感中的两个线圈进行并联，另一个过压保护器件连接于火线和零线之间。
2. 如权利要求1所述的包含共模电感的浪涌保护电路，其特征在于，所述熔断装置具 体为保险丝，热敏电阻或由遇高温可熔的材料构成的电路连接装置。
3. 如权利要求1所述的包含共模电感的浪涌保护电路，其特征在于，所述另一个过压保护器件连接于火线和零线之间，具体为所述另一个过压保护器件位于所述共模电感的输出侧。
4. 如权利要求1或3所述的包含共模电感的浪涌保护电路，其特征在于，所述过压保护 器件具体为压敏电阻或气体放电管。
5. 如权利要求1所述的包含共模电感的浪涌保护电路，其特征在于，还包括滤波电容 所述滤波电容连接在所述共模电感与所述交流电源之间的火线和零线之间；和/或， 所述滤波电容连接在所述共模电感输出侧的火线和零线之间。
6. —种包含共模电感的浪涌保护装置，连接于交流电源和用电电路之间，其特征在于， 至少包括一个熔断装置，一个共模电感和三个过压保护器件，所述熔断装置安装于交流电 源和所述共模电感之间的火线上，所述共模电感中至少包含两个线圈，所述两个线圈分别串联于交流电源的火线和零线 上，两个过压保护器件分别与所述共模电感中的两个线圈进行并联，另一个过压保护器件 连接于火线和零线之间。
7. 如权利要求6所述的包含共模电感的浪涌保护装置，其特征在于，所述熔断装置具 体为保险丝，热敏电阻或由遇高温可熔的材料构成的电路连接装置。
8. 如权利要求6所述的包含共模电感的浪涌保护装置，其特征在于，所述另一个过压 保护器件连接于火线和零线之间，具体为所述另一个过压保护器件位于所述共模电感与所述用电电路之间。
9. 如权利要求6或8所述的包含共模电感的浪涌保护装置，其特征在于，所述过压保护 器件具体为压敏电阻或气体放电管。
10. 如权利要求6所述的包含共模电感的浪涌保护装置，其特征在于，还包括滤波电容所述滤波电容连接在所述共模电感与所述交流电源之间的火线和零线之间；和/或， 所述滤波电容连接在所述共模电感输出侧的火线和零线之间。
专利摘要本实用新型公开了一种包含共模电感的浪涌保护电路和装置，至少包括一个熔断装置，一个共模电感和三个过压保护器件，所述熔断装置安装于交流电源和所述共模电感之间的火线上，所述共模电感中至少包含两个线圈，所述两个线圈分别串联于交流电源的火线和零线上，两个过压保护器件分别与所述共模电感中的两个线圈进行并联，另一个过压保护器件连接于火线和零线之间。通过应用本实用新型所提出的技术方案，可以在对交流电源电路提供过压保护同时，降低线路保护的成本。
文档编号H02H9/04GK201523229SQ20092022072
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年11月2日
发明者田贵明 申请人:杭州华三通信技术有限公司