专利名称：一种直流端口的防护电路和防护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及安全防护技术领域，特别涉及一种直流端口的防护电路和防护系 统。
背景技术：
对于板级、二次电路，电路感性或容性负载会产生高于工作电压的电涌或震荡，且 长线传输时，线路耦合到感应雷会出现高于工作电压的浪涌，因此需要对板级、二次电路直 流端口进行防护。现有技术一般在防护电路中使用防护器件抑制电路感性或容性负载产生的电涌 或震荡，和抑制线路耦合到感性雷出现的高于工作电压的浪涌，如TVSCTransient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制器)器件，TSS(Thyristor SurgeSuppressor，电涌抑制晶闸管) 器件、压敏电阻等。如图1为连接被保护电路的防护电路，防护器件TVS与电容C串联，电 路正常工作时，防护器件TVS处于截止状态。电路中出现瞬时浪涌时，TVS在浪涌电压的作 用下反向加压，TVS两级间的电压增加到动作电压，TVS被导通形成低阻，产生很大的电流。 大电流通过防护电路进行防护，实现TVS抑制浪涌，保护电路。同时串联防护器件TVS的电 容C开始充电，电容电压提升的过程，防护器件TVS两级间的电压不断下降，降低到动作电 压之下时，防护器件TVS截止。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题现有技术 的防护电路，由于防护器件TVS截止后处于高阻状态，且串联电容存储的电荷无法泻放，导 致电容长期处于满压，浪涌过压加在电容两端，当直流端口连续出现高于工作电压的浪涌 时，防护器件TVS不容易达到其动作电压而无法动作，起不到防护电路的作用。
实用新型内容为了解决现有技术中防护电路对直流端口出现的连续电涌防护能力弱的技术问 题，本实用新型实施例提供了一种直流端口的防护电路和防护系统。所述直流端口的防护 电路的技术方案如下一种直流端口的防护电路，所述防护电路并联被保护电路，包括串联的第一防护 器件和电容，所述电容两端并联第二防护器件，所述第一防护器件的箝制电压小于被保护 电路的极限电压，所述第二防护器件的动作电压小于被保护电路的极限电压与第一防护器 件的箝制电压的差值。本实用新型实施例同时提供了一种防护系统，包括被保护电路和上述任一所述的 直流端口的防护电路，所述防护电路并联被保护电路。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过在电容两端并联防护 器件，电路中有连续浪涌过压时，电容不断充放电，电容不会被充满，从而提升了防护电路 对连续浪涌的防护能力。
图1是本实用新型现有技术提供的防护电路示意图；图2是本实用新型实施例1中提供的防护电路示意图；图3是本实用新型实施例2中提供的防护电路示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进一步地详细描述。实施例1如图2所示的本实用新型实施例1中提供的防护电路示意图，一种直流端口的防 护电路，该防护电路与被保护电路并联，该防护电路包括串联的第一防护器件和电容，所述 电容两端并联第二防护器件。电路中出现瞬时浪涌过压时，由于电容电压无法瞬变，浪涌过压逐渐增加到第一 防护器件两级，第一防护器件两级间的电压超过动作电压时，第一防护器件导通，第一防护 器件以极高的速度把两级间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，吸收一个瞬间大电流，从而把 第一防护器件两级电压箝制在最大箝位电压内，保护并联的被保护电路不受瞬态高压尖峰 脉冲的冲击。第一防护器件导通形成很大电流，向串联的电容充电，电容电压不能突变，电 容电压逐渐增加。由于电容两端并联第二防护器件，电容电压超过第二防护器件的动作电 压时，第二防护器件就会导通，将电容多余的电荷泻放掉，因此，本实用新型实施例中电容 不会长期处于满压状态。瞬时脉冲结束以后，第一防护器件逐渐恢复到截止状态，整个电路 正常工作。电路中出现连续浪涌时，由于电容两端电压不会被充满，第一防护器件两极间的 电压容易增加到动作电压而动作，起到防护电路的作用，提升了防护电路对连续浪涌的防 护能力。实施例2如图3所示的本实用新型实施例2中提供的防护电路示意图，本实用新型实施例 中第一防护器件和第二防护器件为具有极快的动作时间和相当高的浪涌吸收能力的TVS 管，第一防护器件为TVS管Tl，第二防护器件为TVS管T2。TVS管的两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度把两端间的阻抗值由 高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在最大箝位电压内，保护 连接TVS管的被保护电路不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。本实用新型实施例选择能够实现同流作用的Tl，也就是说要求Tl的箝制电压小 于被保护电路的极限电压；对Tl的动作电压没有要求，Tl的动作电压可以小于被防护电路 的工作电压，也可以大于被防护电路的工作电压。本实用新型实施例选择能够实现电容充放电能力的T2，也就是要求T2的动作电 压小于整个被保护电路的极限电压与Tl的箝制电压的差值。作为一种优选方案，T2的动作电压可以远小于被保护电路的极限电压与Tl的箝 制电压的差值。这样，电容电压非常容易达到T2的动作电压，T2导通，会将电容多余的电 荷泻放掉，电容不断充放电，而不会被充满。实际中可以选择T2动作电压小于Tl动作电压 的防护器件。[0022]本实用新型实施例设置T2的动作时间大于Tl的动作时间。也就是说Tl两端加 上浪涌电压到Tl完全导通的时间，大于T2两端加上电压到T2完全导通的时间。设置T2 的动作时间大于Tl的动作时间，能够在被防护电路两端出现浪涌时，Tl动作并导通一段时 间后，第二防护器件T2再逐渐动作并导通，泻放电容的电荷。本实用新型实施例假定电路的工作电压选择为5V，选择Tl的动作时间为2ns，动 作电压为1. 8V ；C的额定电压为6. 3V，时延为5ns ；本实用新型实施例以选择动作时间为 10ns，动作电压为1. 2V的第二防护器件T2进行说明。电路中出现瞬间脉冲时，由于电容C的电压不能瞬变，过压被逐渐加到Tl上，Tl导 通后，对电容C充电，电容电压逐渐增加。经过几个ns，当电容电压增加到T2的动作电压之 上，即T2两级间的电压超过动作电压，T2导通，把C的电荷一次性泻放掉，使C上电压降至 0伏左右。这种情况下，对Tl的动作电压已经没有要求了，越低越好，只要同流能力足够即 可。而对于T2，因为T2的目的是为了让并联的C泻放电荷，要求T2的动作电压小于被保护 电路的极限电压与Tl的箝制电压的差值，T2的动作电压若大于这个差值，则T2两极间的 电压不会超过动作电压而导通，也就不会让并联的电容C泻放电荷。T2的动作电压越低，C 在较短的时间内越容易超过T2的动作电压，将T2导通，C越容易泻放电荷。也就是说当电 路有连续浪涌过压时，C容易达到T2的动作电压而泻放电荷。本实用新型实施例的电路中 C由于不断充放电不会被充满，提升了防护电路对连续浪涌的防护能力。本实用新型实施例的防护器件还可以是TSS器件或压敏电阻，电路为板级电路或 二次电路。本实用新型实施例还可以设置第二防护器件串联一电感，与电容并联，所述电感 用于延缓第二防护器件这一支路的动作时间。被保护电路和上述实用新型实施例1或实用新型实施例2中任一所述的直流端口 防护电路并联则可以构成一个防护系统。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求一种直流端口的防护电路，其特征在于，包括串联的第一防护器件和电容，所述电容两端并联第二防护器件，所述第二防护器件的动作电压小于被保护电路的极限电压与第一防护器件的箝制电压的差值。
2.如权利要求1或2所述的一种直流端口的防护电路，其特征在于，所述第二防护器件 的动作时间大于第一防护器件的动作时间。
3.如权利要求1或2所述的一种直流端口的防护电路，其特征在于，所述第二防护器件 串联一电感，与所述电容并联。
4.如权利要求1所述的一种直流端口的防护电路，其特征在于，所述第一防护器件和/ 或第二防护器件为TVS器件、TSS器件或压敏电阻。
5.如权利要求1所述的一种直流端口的防护电路，其特征在于，所述电路为板级电路 或二次电路。
6.如权利要求1所述的一种直流端口的防护电路，其特征在于，所述第一防护器件的 箝制电压小于被保护电路的极限电压。
7.一种防护系统，包括被保护电路和如权利要求1-6任一所述的直流端口的防护电 路，所述防护电路并联被保护电路。
专利摘要本实用新型公开了一种直流端口的防护电路，属于安全防护技术领域。所述直流端口的防护电路与所述被保护电路并联，包括串联的第一防护器件和电容，所述电容并联第二防护器件，所述第一防护器件的箝制电压小于被保护电路的极限电压，所述第二防护器件的动作电压小于被保护电路的极限电压与第一防护器件的箝制电压的差值。本实用新型通过在电容两端并联第二防护器件，直流端口出现高于第二防护器件的连续浪涌过压时，电容会泻放电荷而不会被充满，提升了防护电路对连续浪涌的防护能力。
文档编号H02H9/04GK201733087SQ201020220410
公开日2011年2月2日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者狄伟 申请人:华为终端有限公司