一种浪涌保护电路以及浪涌保护器的制作方法

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种浪涌保护电路以及浪涌保护器。

背景技术：

随着科技的不断发展，电子设备已经成为日常生活中不可或缺的一部分。而由于雷电、电子设备启停或故障等原因，会引起电子设备内部瞬间过压或过流，进而烧毁电子设备。

目前，常采用浪涌保护器对电子设备进行保护。如图1所示，分别示出了传统型浪涌保护器(SPD)的电路示意图，图1a为传统并联型的SPD电路图，图1b和图1c为传统串联型的SPD电路图。现以图1c为例，介绍现有SPD的工作原理。

该浪涌保护电路包括压敏电阻MOV、气体放电管GDT、电感L以及瞬态二极管TVS，其中，压敏电阻MOV与气体放电管GDT串联后的支路并联连接在供电端口(+、-)的两端，电感L与电子设备串联，且电子设备与瞬态二极管TVS并联。

当有感应雷或其它操作过电压侵入电源传输线时，气体放电管GDT以及压敏电阻MOV组成的第一级防雷组件首先导通，吸收大部分浪涌信号；电感器L的作用在于阻止雷电的快速后侵；由TVS组成的第二级防雷组件的作用是泄放少部分后侵的雷电流，最大限度降低输出端口处的电压，从而保护电子设备的安全运行。

但，发明人发现，随着负载电流的增加，所采用电感的截面积的增加以及同时导致内阻均也跟随增加，使得浪涌保护器的功耗以及体积均增大。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种浪涌保护电路以及浪涌保护器，在实现浪涌保护的同时，电路体积小、功耗低。

有鉴于此，本发明提供了一种浪涌保护电路，包括：压敏电阻、气体放电管、瞬态二极管，升压电路以及整流电路；

所述压敏电阻的第一端分别与外接电源的输入正端以及所述瞬态二极管的一端相连，且作为所述浪涌保护电路的输出正端；

所述压敏电阻的第二端分别与所述气体放电管的输入端以及所述整流电路的输出端相连；

所述瞬态二极管的另一端与所述升压电路的输入端相连；

所述升压电路的输出端与所述整流电路的输入端相连；

所述气体放电管的输出端与所述外接电源的输入负端相连，且作为所述浪涌保护电路的输出负端；

所述升压电路采集所述瞬态二极管的电流且产生一高电压，所述整流电路将所述高电压整流成触发高电压，所述触发高电压使所述气体放电管导通。

优选的，所述升压电路包括变压器，所述变压器包括原边绕组以及副边绕组，且所述副边绕组的数量大于所述原边绕组的数量；

所述变压器的原边绕组与所述瞬态二极管串联。

所述瞬态二极管包括单向瞬态二极管和双向瞬态二极管，所述瞬态二极管包括一个瞬态二极管、或多个瞬态二极管并联、或多个瞬态二极管串联、或多个瞬态二极管并联和串联组成。

所述变压器的副边绕组的两端作为所述升压电路的输出端。

优选的，所述整流电路包括整流桥，

所述整流桥的输入端与所述变压器的输出端相连，所述整流桥的输出端与所述气体放电管的输入端相连。

优选的，所述整流桥为全桥整流桥。

优选的，还包括：与所述压敏电阻并联的压敏电阻组，所述压敏电阻组至少包括一个压敏电阻。

优选的，所述整流电路包括整流桥以及上拉限流电路，

所述整流桥的第一端通过所述上拉限流电路与所述气体放电管的输出端相连，所述整流桥的第二端与所述变压器的副边绕组的一端相连，所述整流桥的第三端与所述变压器的副边绕组的另一端相连，所述整流桥的输出端与所述气体放电管的输入端相连。

优选的，所述上拉限流电路至少包括一个上拉限流电阻。

优选的，所述上拉限流电路包括二极管以及电阻，所述二极管的阳极所述气体放电管的输出端相连，所述二极管的阴极通过所述电阻与所述整流桥的第一端相连。

优选的，所述整流电路还包括下拉限流电路，

所述整流桥的第一端通过所述下拉限流电路与所述压敏电阻的第一端相连。

一种浪涌保护器，封装有任意一项上述的浪涌保护电路。

由上述方案可知，本发明提供了一种浪涌保护电路，包括：压敏电阻、气体放电管、瞬态二极管，升压电路以及整流电路。通过升压电路采集瞬态二极管的电流并产生一高电压，然后，整流电路将该高电压整流成能触发气体放电管的触发高电压，以便触发气体放电管导通，实现雷电等瞬间大电流通过压敏电阻器串联气体放电管支路泄放。可见，采用本方案，在雷电流冲击时，瞬态二极管响应速度快，泄放部分雷电流的同时，采集其电流通过升压、整流电路触发压敏电阻串联气体放电管支路泄放大部分雷电流，且本方案未使用电感，电路体积小，并避免了电感的能耗，使得整个浪涌保护电路的功耗降低。除此，本方案中瞬态二极管具有钳位电压的作用，可以有效降低了浪涌保护器的限制电压。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为现有技术中浪涌保护器的电路原理图；

图1b为现有技术中另一种浪涌保护器的电路原理图；

图1c为现有技术中又一种浪涌保护器的电路原理图；

图2为本发明实施例提供的一种浪涌保护电路的电路原理分析图；

图3为本发明实施例提供的一种浪涌保护电路的电路原理图；

图4为本发明实施例提供的又一种浪涌保护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图2所示，为本发明实施例提供的一种浪涌保护电路的电路原理图，该浪涌保护电路包括：压敏电阻MOV、气体放电管GDT、瞬态二极管TVS，升压电路10以及整流电路20。

各器件的连接关系为：

压敏电阻MOV的第一端分别与外接电源的输入正端(图2中In侧的+端)以及瞬态二极管TVS的一端相连，且作为浪涌保护电路的输出正端。压敏电阻MOV的第二端分别与气体放电管GDT的输入端以及整流电路20的输出端相连。瞬态二极管TVS的另一端与升压电路10的输入端相连。升压电路10的输出端与整流电路20的输入端相连。气体放电管GDT的输出端与外接电源的输入负端(图2中In侧的-端)相连，且作为浪涌保护电路的输出负端。

其工作原理为：

在雷电流冲击时，瞬态二极管响应速度快，泄放部分雷电流的同时，通过升压电路采集瞬态二极管的电流并产生一高电压，然后，整流电路将该高电压整流成能触发气体放电管的触发高电压，以便触发气体放电管导通，实现雷电等瞬间大电流通过压敏电阻器串联气体放电管支路泄放。且本方案未使用电感，电路体积小，并避免了电感的能耗，使得整个浪涌保护电路的功耗降低。除此，本方案中瞬态二极管具有钳位电压的作用，可以有效降低了浪涌保护器的限制电压。

实施例二

在上述实施例的基础上，本实施例提供的电涌保护电路，还包括与所述压敏电阻并联的压敏电阻组，所述压敏电阻组至少包括一个压敏电阻。在本实施例中，压敏电阻组采用三个并联的电阻，即图3中的RV1、RV2以及RV3。

更加具体的，本实施例整流电路还可以为整流桥以及上拉限流电路组成的电路结构。

需要说明的是，在本实施例中，瞬态二极管采用单向瞬态二极管。

其电路连接关系为：

所述整流桥的第一端通过所述上拉限流电路与所述气体放电管的输出端相连，所述整流桥的第二端与所述变压器的副边绕组的一端相连，所述整流桥的第三端与所述变压器的副边绕组的另一端相连，所述整流桥的输出端与所述气体放电管的输入端相连。

在本实施例中，上拉限流电路至少包括一个上拉电阻。在图3中，示出了采用三个上拉电阻的实例，即R1、R2以及R3串联。需要说明的是，本实施例并不限定上拉电阻的个数，可以为一个，两个或多个。

其工作原理为：

在雷电流通过瞬间，瞬态二极管VD1响应速度快，首先导通，串联在瞬态二极管VD1的变压器的原边绕组很快感应到流过的电流，副边绕组就会产生一个高电压，通过全桥整流后，产生一高电位的触发高电压，触发气体放电管V1导通，从而使压敏电阻RV1、压敏电阻R2以及压敏电阻R3串联气体放电管V1的支路泄放大部分雷电流，瞬态二极管VD1支路只是流过小部分电流并将残压钳位到一定的范围内，有效的降低了浪涌保护器的限制电压。而且本方案未使用电感，电路体积小，并避免了电感的能耗，使得整个浪涌保护电路的功耗降低。

实施例三

本实施例是在实施例二的基础上，将上拉限流电路的结构进行了改变，在本实施例中，如图4所示，上拉限流电路包括二极管以及限流电阻，所述二极管的阳极所述气体放电管的输出端相连，所述二极管的阴极通过所述电阻与所述整流桥的第一端相连。

本实施例增加了下拉限流电路。具体的，下拉限流电路包括二极管以及限流电阻，所述二极管的阳极所述压敏电阻的第一端相连，所述二极管的阴极通过所述电阻与所述整流桥的第一端相连。

需要说明的是，在本实施例中，瞬态二极管采用双向瞬态二极管。

其工作原理与实施例二相同，为：

在雷电流通过瞬间，瞬态二极管VD1响应速度快，首先导通，串联在瞬态二极管VD1的变压器的原边绕组很快感应到流过的电流，副边绕组就会产生一个高电压，通过全桥整流后，产生一高电位的触发高电压，触发气体放电管V1导通，从而使压敏电阻RV1、压敏电阻R2以及压敏电阻R3串联气体放电管V1的支路泄放大部分雷电流，瞬态二极管VD1支路只是流过小部分电流并将残压钳位到一定的范围内，有效的降低了浪涌保护器的限制电压。而且本方案未使用电感，电路体积小，并避免了电感的能耗，使得整个浪涌保护电路的功耗降低。

综上所述：本发明提供了一种浪涌保护电路，包括：压敏电阻、气体放电管、瞬态二极管，升压电路以及整流电路。通过升压电路采集瞬态二极管的电流并产生一高电压，然后，整流电路将该高电压整流成能触发气体放电管的触发高电压，以便触发气体放电管导通，实现雷电等瞬间大电流通过压敏电阻器串联气体放电管支路泄放。可见，采用本方案，在雷电流冲击时，瞬态二极管响应速度快，泄放部分雷电流的同时，采集其电流通过升压、整流电路触发压敏电阻串联气体放电管支路泄放大部分雷电流，且本方案未使用电感，电路体积小，并避免了电感的能耗，使得整个浪涌保护电路的功耗降低。除此，本方案中瞬态二极管具有钳位电压的作用，可以有效降低了浪涌保护器的限制电压。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。