电源防雷电路及电源适配器的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，特别是涉及一种电源防雷电路及电源适配器。

背景技术：

随着电子技术的发展，通讯设备、家用电器等电子设备越来越精密，其对工作环境的要求也越来越高，而雷电和浪涌的瞬间过电压会通过线路对电子设备造成大能量冲击，轻则造成元器件或设备损坏，重则可能出现连锁事故，例如击穿设备绝缘保护，造成人身伤害事故等。

为了提高电子设备的电气安全性，目前许多电子设备都进行了防雷击设计。现有技术中，通常在火线和零线之间接一压敏电阻，通过压敏电阻吸收雷电带来的高能量。这种方式虽然电路简单，易于实现，但是其能量吸收效果有限，当雷击和浪涌冲击来临的时候，会留下比较高的“残压”，对于后级设备的威胁依然很大。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种电源防雷电路及电源适配器，可以提高电源的抗雷击能力和防浪涌效果，还能加强电气安全性。

本实用新型公开了一种电源防雷电路，其包括火线端、零线端、保险丝F1、保险丝F2、共模电感LF1、共模电感LF2、压敏电阻MOV1、热敏电阻NTC1及整流桥BD1，其中：

所述共模电感LF1包括第一线圈及第二线圈，所述共模电感LF2包括第三线圈及第四线圈；

所述整流桥BD1的第一输入端依次通过所述第三线圈、所述热敏电阻NTC1、所述保险丝F2、所述第一线圈及所述保险丝F1连接所述火线端；

所述整流桥BD1的第二输入端依次通过所述第四线圈及所述第二线圈连接所述零线端；

所述压敏电阻MOV1的一端连接所述第一线圈和所述保险丝F2的连接节点，所述压敏电阻MOV1的另一端连接所述第二线圈和所述第四线圈的连接节点。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括电解电容EC1，所述电解电容EC1的两端分别连接所述整流桥BD1的第一输出端和第二输出端，所述整流桥BD1的第二输出端接地。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括差模电容CX1，所述差模电容CX1的一端连接所述热敏电阻NTC1和所述第三线圈的连接节点，所述差模电容CX1的另一端连接所述第二线圈和所述第四线圈的连接节点。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括压敏电阻串，所述压敏电阻串与所述压敏电阻MOV1并联，所述压敏电阻串包括压敏电阻MOV2和压敏电阻MOV3。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括气体放电管GDT1，所述压敏电阻MOV2和所述压敏电阻MOV3的连接节点通过所述气体放电管GDT1接地。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括瞬态电压抑制二极管TVS1，所述瞬态电压抑制二极管TVS1的一端连接所述整流桥BD1的第一输出端，所述瞬态电压抑制二极管TVS1的另一端接地。

作为一种实施方式，所述电源防雷电路还包括瞬态电压抑制二极管TVS2及瞬态电压抑制二极管TVS3，所述整流桥BD1的第一输出端依次通过所述瞬态电压抑制二极管TVS2及所述瞬态电压抑制二极管TVS3接地。

本实用新型还公开了一种电源适配器，其包括如上述任一实施方式中所述的电源防雷电路。

作为一种实施方式，所述电源适配器还包括电压转换电路，所述电压转换电路的第一输入端和第二输入端分别连接所述整流桥BD1的第一输出端和第二输出端。

作为一种实施方式，所述电源适配器还包括滤波电路，所述滤波电路的输入端连接所述整流桥BD1的输出端，所述滤波电路的输出端连接所述电压转换电路的输入端。

上述电源防雷电路及电源适配器，采用双保险、双共模、高能量压敏元件以及浪涌抑制元件，对雷击能量和浪涌能量进行双重吸收，对后级电路进行双重保护，不仅提高抗雷击能力及防浪涌效果，还加强了电气安全性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电源防雷电路的电路图；

图2为本实用新型另一实施例的电源防雷电路的电路图；

图3为本实用新型又一实施例的电源防雷电路的电路图；

图4为本实用新型一实施例的电源适配器的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例的电源适配器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请参阅图1，如图1所示，一实施例的高压开关特性仪100，包括保险丝F1、保险丝F2、共模电感LF1、共模电感LF2、压敏电阻MOV1、热敏电阻NTC1及整流桥BD1，其中，共模电感LF1包括第一线圈及第二线圈，共模电感LF2包括第三线圈及第四线圈；整流桥BD1的第一输入端依次通过第三线圈、热敏电阻NTC1、保险丝F2、第一线圈及保险丝F1连接火线端；整流桥BD1的第二输入端依次通过第四线圈及第二线圈连接零线端；压敏电阻MOV1的一端连接第一线圈和保险丝F2的连接节点，压敏电阻MOV1的另一端连接第二线圈和第四线圈的连接节点。

在本实施例中，共模电感LF1及压敏电阻MOV1构成初级浪涌吸收电路，当雷击电压或大浪涌电压加到火线及零线两端时，首先通过保险丝F1、共模电感LF1以及压敏电阻MOV1对雷击或浪涌带来的高能量进行吸收。热敏电阻NTC1和共模电感LF2构成二级浪涌吸收电路，通过阻尼作用消耗未被初级浪涌吸收电路吸收的残余能量，进一步削弱雷击或浪涌带来的能量冲击。通过多级浪涌吸收电路，能有效减小雷击残压及浪涌残压，抗雷击效果更佳。

为了加强浪涌吸收效果，例如压敏电阻MOV1采用金属氧化物压敏电阻，如氧化锌压敏电阻。例如热敏电阻NTC1采用负温度系数热敏电阻。例如共模电感LF1的电感量小于共模电感LF2的电感量。又如，共模电感LF1采用小共模电感，共模电感LF2采用大共模电感。又如，共模电感LF1的电感量小于30mH，共模电感LF2的电感量大于50mH。

在本实施例中，保险丝F1起初级保护作用，当施加在火线及零线两端的雷击电压或大浪涌电压过大，例如雷击能量或浪涌能量大于上述电源防雷电路所能吸收的最大能量时，将导致火线上的电流大于保险丝F1的熔断电流，使得保险丝F1熔断，切断后级电路或设备与电源之间的连接，以避免后级电路或设备在大能量冲击下继续工作而产生的起火事故。保险丝F2起后级保护作用，若经过共模电感LF1及压敏电阻MOV1之后的残余能量过大，导致流过保险丝F2的电流大于其熔断电流时，保险丝F2熔断，切断后级电路或设备与电源之间的连接，以避免后级电路或设备在大能量冲击下继续工作而产生的起火事故。这样，保险丝F1和保险丝F2构成双重保护，即使雷击能量或大浪涌能量过大导致无法完全，也能保护后级电路或设备的安全。

其中，保险丝F1的熔断电流大于所述保险丝F2的熔断电流，例如保险丝F1选用规格为6.3A的保险丝，保险丝F2选用规格为3A的保险丝。

在本实施例中，火线端用于连接电力线中的火线，零线端用于连接电力线中的零线，整流桥BD1将电流进行整流输出，使从火线、零线输入的双向交流电转换为单向的直流电。

应当理解，在共模电感LF2与整流桥BD1之间，根据实际需要，还可以设置相应的功能电路，例如电磁干扰抑制电路、滤波电路、电压转换电路等。

上述电源防雷电路，采用双保险、双共模、高能量压敏元件以及浪涌抑制元件，对雷击能量和浪涌能量进行双重吸收，对后级电路进行双重保护，不仅提高抗雷击能力及防浪涌效果，而且加强电气安全性。

在一个实施例中，电源防雷电路还包括电解电容EC1及差模电容CX1中至少一种。如图2所示，电解电容EC1的两端分别连接整流桥BD1的第一输出端和第二输出端，整流桥BD1的第二输出端接地。差模电容CX1的一端连接保险丝F2和第三线圈的连接节点，差模电容CX1的另一端连接第二线圈和第四线圈的连接节点。

其中，电解电容EC1起滤波作用，用于滤除电路中的一些干扰信号；差模电容CX1用于滤除电路中的差模干扰信号。通过电解电容EC1和/或差模电容CX1，可提升上述电源防雷电路的电磁兼容性。

在一个实施例中，电源防雷电路还包括压敏电阻串，该压敏电阻串与压敏电阻MOV1并联。例如，如图3所示，压敏电阻串包括串联的压敏电阻MOV2和压敏电阻MOV3。又如，压敏电阻MOV2的一端连接第一线圈和所述保险丝F2的连接节点，压敏电阻MOV2的另一端连接压敏电阻MOV3的一端，压敏电阻MOV3的另一端第二线圈和第四线圈的连接节点。

在一个实施例中，电源防雷电路还包括气体放电管GDT1，例如，气体放电管GDT1选用陶瓷气体放电管。压敏电阻MOV2和压敏电阻MOV3的连接节点通过气体放电管GDT1接地。当施加在气体放电管GDT1两端的电压差超过气体放电管内气体的绝缘强度时，两极间的气体间隙将放电击穿，气体放电管GDT1由原来的绝缘状态转化为导电状态，这样，线路中的雷击浪涌电流通过气体放电管GDT1导入大地，形成泄放回路。导通后气体放电管GDT1两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平。

在一个实施例中，电源防雷电路还包括瞬态电压抑制二极管TVS1，瞬态电压抑制二极管TVS1的一端连接整流桥BD1的第一输出端，瞬态电压抑制二极管TVS1的另一端接地。例如，若TVS1采用单向瞬态电压抑制二极管，则瞬态电压抑制二极管TVS1的负极连接整流桥BD1的第一输出端，瞬态电压抑制二极管TVS1的正极接地。当瞬态电压抑制二极管TVS1的正负极之间受到反向瞬态高能量冲击时，其被击穿，正负极之间的高阻抗迅速变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使其正负极间的电压箝位于一个预定值。若TVS1采用双向瞬态电压抑制二极管，则无正负极之分，其任意一端连接整流桥BD1的第一输出端，另一端接地。

在一个实施例中，为了进一步加强稳压能力，电源防雷电路还包括瞬态电压抑制二极管TVS2及瞬态电压抑制二极管TVS3，其中整流桥BD1的第一输出端依次通过瞬态电压抑制二极管TVS2及瞬态电压抑制二极管TVS3接地。

本实用新型还公开了一种电源适配器，如图4所示，该电源适配器400包括电源防雷电路410，其中电源防雷电路410的具体实施方式如上述任一实施例描述的电源防雷电路所示，例如采用上述任一实施例的电源防雷电路实现。

作为一种实施方式，如图5所示，该电源适配器400还包括电压转换电路430和滤波电路450中至少一种，其中电压转换电路的输入端430连接电源防雷电路410的输出端，例如电压转换电路430的第一输入端和第二输入端分别连接整流桥BD1的第一输出端和第二输出端。滤波电路450分别连接电源防雷电路及电压转换电路，例如，滤波电路的输入端连接电源防雷电路410的输出端，滤波电路的输出端连接电压转换电路的输入端。例如，滤波电路包括两个输入端，分别连接整流桥BD1的第一输出端和第二输出端。

在本实施例中，电压转换电路用于将市电转换为电子设备所需的工作电压。例如根据不同电子设备的用电需要，采用相应的电压转换电路将220V交流电转换为5V、10V和/或12V等多种电压。滤波电路用于滤除电路中的干扰信号，从整流桥BD1输出的电信号，经滤波电路滤波之后，再输入至电压转换电路进行电压转换。

上述电源适配器，由于采用上述电源防雷电路，通过双保险、双共模、高能量压敏元件以及浪涌抑制元件，对雷击能量和浪涌能量进行双重吸收，对后级电路进行双重保护，因此不仅提高抗雷击能力及防浪涌效果，还能加强电气安全性。

需要说明的是，以上所述实施例中，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。