专利名称：串联式突波抑制过载保护优化结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种串联式突波抑制过载保护优化结构，特别是指其内部突波吸收元件前方串联设有保险丝，在突波能量过大时保险丝可烧毁，将突波吸收元件与主回路断开，以提供更安全的防护。
背景技术：
雷击感应突波、开关突波、电磁脉冲波是造成设备异常干扰或故障的主要来源。通常此三类突波干扰源由1电源线路、2信号线路(控制线路)、3接地线路入侵，若设备对突波能量与放电电流处理能力不足或方法不适当时，设备必然故障或遭受干扰。因此，目前许多电子设备、通讯设备、控制设备与电力设备都加装了突波抑制装置来作为防制，其中特别又以串联式突波抑制装置，在应用上确实具有吸收突波瞬间的高压、大电流与大能量的特性，能有效保护设备达到减少干扰及避免故障的目的。而新一代串联式突波抑制的优化装置则更设有计数器，能检知装置所遭受突波或电磁脉冲波攻击的次数，且内部具有负载均流设计，可面对不同需求多颗并联平均分流使用以增加负载电流，同时也具有自动过载保护、显示或自动切换旁路侦测恢复...等多项实用功能设计。前述两款串联式突波抑制装置的结构细部设计仍还有待加强，其中以下述三点最为主要1.前述两款串联式突波抑制装置，其内部对突波能量的处理，大都采用金属氧化变阻器(metal oxide varistor, MOV)作为突波保护元件。而一般金属氧化变阻器MOV — 旦遭受突波袭击时；在吸收消耗突波能量后，其两端点可能因熔接而短路；会造成火线L、 零线N之间，或火线L、地线G或零线N、地线G之间短路；以致后续串联的设备在突波袭击后当机无法恢复供电正常工作。2.前述两款串联式突波抑制装置，其内部金属氧化变阻器MOV —旦熔接而短路后，则整个装置的突波抑制能力也会完全丧失，没办法在突波袭击后，再提供任何次级的突波防护能力。3.前述两款串联式突波抑制装置，其内部规划无法精准调整侦测控制过载电流的大小。
发明内容为此设计人乃精益求精致力于开发研究，针对产品各细部防护功能再予加强提昇，目的希望使其装置与各种系统设备串联应用上，能发挥更完善的安全防护效果。本实用新型提供一种串联式突波抑制过载保护优化结构，包括一输入端；一输出端；以及，[0013]一多个突波抑制单元，串设于该输入端与该输出端之间，该每一突波抑制单元至少由两个平行电感，及该电感接脚端上所连接的多只具有串联保险丝过载保护的突波吸收元件所构成。实施时，所述的保险丝为温度保险丝。实施时，所述的保险丝与所述的突波吸收元件，为一单颗整合封装具有温度保险丝的金属氧化变阻器TMOV元件。实施时，所述的保险丝与所述的突波吸收元件，为一单独的金属氧化变阻器MOV 元件，并在前方串接另一单独的温度保险丝所构成。实施时，设有两个串接的突波抑制单元，进一步设有地线，该前级突波抑制单元设有三只前述具有串联保险丝过载保护突波吸收元件，接在地线与该前述两个平行电感后接脚端之间，该三只保险丝不串入主回路中；而该后级突波抑制单元设有三只前述具有串联保险丝过载保护突波吸收元件，接在前述两个平行电感后接脚端与两条供电主回路火线L、 零线N之间，该突波抑制单元的每一保险丝两端，各串入一条主回路；两个保险丝串入主回路火线L，另一个保险丝串入主回路零线N，或两个保险丝串入主回路零线N，另一个保险丝串入主回路火线L。实施时，在所述输入端进一步设有一突波相位修正补偿回路接在所述的主回路火线、零线之间，该突波相位修正补偿回路包括一桥式二极管、后接于该桥式二极管的多个被动元件电容及齐纳二极管、连接于该桥式二极管与该电阻电容之间的一 MOSFET场效电晶体、连接于该齐纳二极管的一调整脉波旁路相位的电感及连接于该调整脉波旁路相位的电感的一 SCR矽控整流器，通过该SCR矽控整流器动作对该多个电容充电，该多个电容一端连接该MOSFET场效电晶体，该MOSFET场效电晶体启动时造成短路使该电容的电荷产生强力释放。实施时，其进一步配设有过载自动保护单元，具有一串设有保险丝的旁接电路，该保险丝后具有一分路并接所述输入端的火线L主回路，一继电器回路其切换接点设在该旁接电路与所述输出端之间，所述输出端在切换接点前设有负载平衡电阻，以及，一过电流电子侦测板其上设有状态指示灯，该过电流电子侦测板一端连接前述继电器回路，另端连接前述负载平衡电阻以取得采样电流，该过电流电子侦测板内设有放大比较电路、信号整流电路、功率放大I C电路，以及一可变电阻以调整信号的放大率，设定过载电流的动作点。实施时，所述的继电器回路的切换接点与所述的输出端之间串设有一 CHOKE扼流线圈，以提供多一层的杂讯消除。由此，当突波能量过大时，前方串联的保险丝可烧毁将突波吸收元件与主回路断开，不致因突波吸收元件熔接而造成主回路线间短路；使其可搭配过载自动保护单元，让电源仍能经由本结构的旁路设计供给后方所接的设备，除了提供安全防护之外更兼顾正常供电的实用效果。另外，本实用新型在突波相位修正补偿回路及输出端杂讯消除上也做了一些局部修正创新，以加强提高整个电路的稳定性，取得更佳的安全防护效果，并能有效改善供电品质。
[0023]图1是本实用新型的电路图；图2是本实用新型另一实施例的电路图；图3是本实用新型增设过载自动保护单元的方块图；图4是本实用新型增设过载自动保护单元的电路图；图5是本实用新型过电流电子侦测板的电路图；图6是本实用新型突波相位修正补偿回路的电路图。附图标记说明1-突波抑制装置；10-输入端；11-旁接电路；12-分路；20-输出端；21-负载平衡电阻；22-扼流线圈；30-突波抑制单元；31-电感；32-保险丝；33-突波吸收元件；330-TM0V元件；331-M0V元件；40-过载自动保护单元；41-保险丝；42-继电器回路；43-切换接点；45-过电流电子侦测板；451-状态指示灯；452-放大比较电路；453-信号整流电路；454-功率放大IC电路；455-可变电阻；50-突波相位修正补偿回路；51-桥式二极管；52-齐纳二极管；53-场效电晶体；54-电感；55-矽控整流器；56-电容。
具体实施方式
为使贵审查委员方便了解本实用新型的内容，及所能达成的功效，兹配合图示列举具体实施例，详细说明如下请参阅图1、图2所示，本实用新型一种串联式突波抑制过载保护优化结构，其整个为串联式突波抑制装置1，主要包括有一输入端10、一输出端20、及一多个突波抑制单元 30 ；其中，该突波抑制单元30，串设于该输入端10与输出端20之间，且至少由二突波抑制单元30以串接的方式所构成；其中每一突波抑制单元30包括至少由一组平行电感31，以及其电感31后接脚端所连接的三只具有串联保险丝32过载保护的突波吸收元件33所构成。其中该保险丝32为温度保险丝(thermal fuse)，而该保险丝32与突波吸收元件 33，可为一单颗整合封装具有温度保险丝32的金属氧化变阻器TMOV元件330(如图1)，或是由一单独的金属氧化变阻器MOV元件331前方串接另一单独的温度保险丝32所构成(如图2)，而温度保险丝32贴于金属氧化变阻器MOV元件331的表面或置于附近，如此相同亦可模拟等于金属氧化变阻器TMOV元件330的电路效果。实施时，该前级突波抑制单元30设有三只前述具有串联保险丝32过载保护突波吸收元件33，接在地线G与该前述两平行电感31后接脚端之间，且该三只保险丝32不串入主回路火线L、零线N中；而其后级突波抑制单元30设有三只前述具有串联保险丝32过载保护突波吸收元件33，接在前述两平行电感31后接脚端与两条供电主回路火线L、零线 N之间，其每一保险丝32两端，各串入一条主回路火线L或零线N ；譬如，两个保险丝32串入主回路火线L，另一个保险丝32串入主回路零线N，或两个保险丝32串入主回路零线N， 另一个保险丝32串入主回路火线L。由此，当突波能量通过突波吸收元件33时会产生热量，如果热量过大就会把温度保险丝32熔断而形成断路，即得以将MOV或TMOV突波吸收元件33短路的两端点与主回路断开，以提供更安全的防护。而且采用这种设计也可使制成的产品更符合安规标准，以达到美国保险商实验室(Underwrites Laboratories Inc. )UL安全检验认证的要求。请参图1-3所示，此种设计的主要特色，使本实用新型串联式突波抑制装置1可搭配过载自动保护单元40应用于不能长时间断电的设备，当突波能量过大时，使其后级突波抑制单元30中串入主回路火线L或零线N的保险丝32烧毁，而将突波吸收元件33与主回路断开，不致因突波吸收元件33熔接而造成主回路线间短路，可让电源仍能经由本结构及过载自动保护单元40供给后方所接的设备，除了提供安全防护之外更兼顾正常供电的实用效果，以有效降低因短时间电力供应中断所造成的损失。而且当过载自动保护单元40启动供电时，因前级突波抑制单元30中不串入主回路火线L、零线N的保险丝32及突波吸收元件33未烧毁，故仍可并接相连发挥局部缓冲吸收突波能量，提供电路安全次级保护的效果。(其中图3内的突波吸收触发回路及突波或电磁脉冲波计数器，因非关本次改良重点，故于此不多加说明)。请参图4、图5所示，本实用新型所设过载自动保护单元40的具体电路，主要包括一串设有保险丝41的旁接电路11，该保险丝41后具一分路12并接输入端10的主回路火线L，又一继电器回路42其切换接点43设在旁接电路11与输出端20之间，该输出端20在切换接点43前设有负载平衡电阻21，使其组成的突波抑制装置1在多个并联使用时，内部阻抗电气特性可趋近于一致，让各个突波抑制装置1可平均分摊后端设备的总电流增进安全防护能力，不会因载流量不均等而损毁的风险，且该继电器回路42的切换接点43与输出端20之间串设有一 CHOKE扼流线圈22，以提供多一层的杂讯消除。让电路应用更稳定，以及；一过电流电子侦测板45，其上设有状态指示灯451，过电流电子侦测板45 —端连接前述继电器回路42，另端连接前述负载平衡电阻21以取得采样电流，该过电流电子侦测板45内设有放大比较电路452、信号整流电路453、功率放大I C电路454，以及一可变电阻 455以调整信号的放大率，以设定过载电流的动作点(例如15A，19A交流电流)，方便随客制需求在出厂先行调好。这种过电流电子侦测板45的优点在于体积小，一旦过载跳脱的速度远快于传统机械式过电流断路器，动作曲线亦稳定且优于一般机械式过电流断路器，可让加装使用本产品的设备，人身更加安全。因为本实用新型的输入端10系加装有过载自动保护单元40，使应用上如果突波抑制装置1处于正常状态时，其电源可顺利通过多个突波抑制单元30至后端设备，而一旦后端设备过载或短路，使线路电流超过额定范围(譬如15A)的设计电流值，过载自动保护单元40将会把通过多个突波抑制单元30的正常供电线路切断，切换至旁接电路11，以引导电源经由旁接电路11至后端所连接的设备，持续后端设备电源的供应，作为自身及后端过载的保护，此时，并将状态指示灯451点亮以告知目前处于跳脱状态，当设备使用者未将过载条件消除前，过载自动保护单元40将会持续启动，警告设备使用者必须消除其过载的条件。除此，如图6所示，本实用新型实施时还可在突波抑制装置1的输入端10进一步优化加强保护设有一突波相位修正补偿回路50以接在主回路火线L、零线N之间，其包括一桥式二极管51后接多个被动元件的电阻电容56及齐纳二极管52，而连接一 MOSFET场效电晶体53，再经一调整脉波旁路相位的电感54，以连接一 SCR矽控整流器55动作对一多个电容56充电，该多个电容56 —端连接该MOSFET场效电晶体53，MOSFET场效电晶体53启动时造成短路，使多个电容56的电荷产生强力释放，此电路运作时所产生的功效更佳，可确实转化入侵突波的能量，而修正输出电源的波形达到更趋近于标准化的正弦波。制造上，该SCR矽控整流器55及电容56的数量(或级数)，亦可随所待保护设备种类或客制需求而采单颗或多颗不同的设计(图未示)，以满足各种不同实用需求。以上实施例仅为方便说明而揭露，并非用以限定本实用新型，任何熟习此应用者， 当可做各种更动与不同的应用，其本质未脱离本实用新型的精神范畴者，皆当包含在本实用新型专利范围保护中。综上所述，本实用新型在突破先前的技术下，确实已达到所欲增进的功效足供产业上利用，再者，本实用新型申请前未曾公开，且也非熟悉该项技艺者所易于思及，其所具的新颖性、进步性显已符合新型专利的申请要件，爰依法提出新型申请。
权利要求1.一种串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，包括一输入端；一输出端；以及，一多个突波抑制单元，串设于该输入端与该输出端之间，该每一突波抑制单元至少由两个平行电感，及该电感接脚端上所连接的多只具有串联保险丝过载保护的突波吸收元件所构成。
2.如权利要求1所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，所述的保险丝为温度保险丝。
3.如权利要求2所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，所述的保险丝与所述的突波吸收元件，为一单颗整合封装具有温度保险丝的金属氧化变阻器TMOV元件。
4.如权利要求2所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，所述的保险丝与所述的突波吸收元件，为一单独的金属氧化变阻器MOV元件，并在前方串接另一单独的温度保险丝所构成。
5.如权利要求1、2、3或4所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，设有两个串接的突波抑制单元，进一步设有地线，该前级突波抑制单元设有三只前述具有串联保险丝过载保护突波吸收元件，接在地线与该前述两个平行电感后接脚端之间，该三只保险丝不串入主回路中；而该后级突波抑制单元设有三只前述具有串联保险丝过载保护突波吸收元件，接在前述两个平行电感后接脚端与两条供电主回路火线L、零线N之间，该突波抑制单元的每一保险丝两端，各串入一条主回路；两个保险丝串入主回路火线L，另一个保险丝串入主回路零线N，或两个保险丝串入主回路零线N，另一个保险丝串入主回路火线L。
6.如权利要求5所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，在所述输入端进一步设有一突波相位修正补偿回路接在所述的主回路火线、零线之间，该突波相位修正补偿回路包括一桥式二极管、后接于该桥式二极管的多个被动元件电容及齐纳二极管、连接于该桥式二极管与该电阻电容之间的一 MOSFET场效电晶体、连接于该齐纳二极管的一调整脉波旁路相位的电感及连接于该调整脉波旁路相位的电感的一 SCR矽控整流器，通过该SCR矽控整流器动作对该多个电容充电，该多个电容一端连接该MOSFET场效电晶体，该 MOSFET场效电晶体启动时造成短路使该电容的电荷产生强力释放。
7.如权利要求5所述串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，其进一步配设有过载自动保护单元，具有一串设有保险丝的旁接电路，该保险丝后具有一分路并接所述输入端的火线L主回路，一继电器回路其切换接点设在该旁接电路与所述输出端之间，所述输出端在切换接点前设有负载平衡电阻，以及，一过电流电子侦测板其上设有状态指示灯，该过电流电子侦测板一端连接前述继电器回路，另端连接前述负载平衡电阻以取得采样电流，该过电流电子侦测板内设有放大比较电路、信号整流电路、功率放大I C电路，以及一可变电阻以调整信号的放大率，设定过载电流的动作点。
8.如权利要求7所述的串联式突波抑制过载保护优化结构，其特征在于，所述的继电器回路的切换接点与所述的输出端之间串设有一 CHOKE扼流线圈，以提供多一层的杂讯消除。
专利摘要本实用新型一种串联式突波抑制过载保护优化结构，主要系包括一输入端、一输出端、及一多个突波抑制单元；其中该多个突波抑制单元，系串设于该输入端与输出端之间，其每一突波抑制单元至少由一组平行电感，及其电感接脚端上所连接的多个只具有串联保险丝过载保护的突波吸收元件所构成；藉此，当突波能量过大时，前方串联的保险丝可烧毁将突波吸收元件与主回路断开，不致因突波吸收元件熔接而造成主回路线间短路；产品并可搭配过载自动保护单元，让电源仍能经由本结构的旁路设计供给后方所接的设备，除了提供安全防护之外更兼顾正常供电的实用效果。
文档编号H02H9/02GK202231423SQ20112035941
公开日2012年5月23日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者王治华 申请人:安丰防雷科技股份有限公司