一种交流电源浪涌保护装置及电子设备的制作方法

文档序号:14966145发布日期:2018-07-18 02:31阅读:126来源:国知局

本实用新型涉及半导体器件领域,尤其涉及一种交流电源浪涌保护装置及电子设备。



背景技术:

雷击是极其普遍的自然现象,据统计,全世界有四万多个雷暴中心,每天有800万次雷击,这意味着地球上每秒有100次左右的雷击发生。雷击对外部供电线路有很大影响,例如:若雷电击中户外电网线路,会有大量电流流入外部线路或接地电阻,因而产生了干扰电压;间接雷击(如云层间或云层内的雷击)在外部线路上感应出的脉冲电压和电流;雷电击中线路邻近物体,在其周围建立强大电磁场,在外部线路上感应出电压;雷电击中附近地面,地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。

除自然界的雷击外,变电所等场合的开关动作也会引进浪涌干扰,如:主电源系统切换时的干扰;同一电网,在靠近受电设备附近的一些小开关跳动时形成的干扰;切换伴有谐振线路的晶闸管设备;各种系统性的故障,如设备接地网络或者接地系统间的短路和飞弧故障。

由此可知,在受电设备的供电端口处设置浪涌保护装置至关重要。浪涌保护装置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。由于雷击的持续时间通常是短暂的,在微秒级别,而电网电压异常时,如电压突然幅值变高,且持续时间较长,导致浪涌保护装置持续或频繁动作,造成浪涌保护装置的器件持续或频繁流过大电流,导致浪涌保护装置失效,甚至导致浪涌保护装置短路烧毁,发生火灾。



技术实现要素:

本实用新型实施例提供一种交流电源浪涌保护装置及电子设备,以实现在持续性浪涌发生时,浪涌保护装置可以断路,提高浪涌保护装置的可靠性和安全性。

第一方面,本实用新型实施例提供了一种交流电源浪涌保护装置,包括:

第一保护支路,包括双向半导体放电管和开路失效型器件,双向半导体放电管和开路失效型器件串联连接于第一保护支路中,第一保护支路的第一端与第一交流线路电连接,第一保护支路的第二端与第二交流线路电连接;

第一保护支路用于在第一交流线路和第二交流线路之间的电压的绝对值大于预设电压时,第一保护支路导通,第一交流线路和第二交流线路之间的正常传输电压,控制导通的第一保护支路关断恢复;开路失效型器件用于在第一保护支路连续导通时,产生的温度大于开路失效型器件内部的熔断温度时开路,以切断第一保护支路。

进一步地,开路失效型器件为熔断保险丝。

进一步地,开路失效型器件为开路失效气体放电管。

进一步地,开路失效气体放电管包括绝缘管体及与绝缘管体的两端分别密封连接以形成放电内腔的两个导电电极,放电内腔充有惰性气体,至少一个导电电极与绝缘管体之间通过低温绝缘密封粘合物密封连接,其中,两个导电电极包括第一导电电极和第二导电电极,第一导电电极与双向半导体放电管的一端电连接,第二导电电极与第一交流线路或第二交流线路电连接。

进一步地,低温绝缘密封粘合物包括低温焊料或低温粘合剂。

进一步地,第一保护支路还包括压敏电阻或双向瞬态抑制二极管,压敏电阻或双向瞬态抑制二极管串联于第一保护支路。

进一步地,第一交流线路和第二交流线路分别与受电设备的两个电源端口电连接。

进一步地,第一交流线路为火线,第二交流线路为零线。

进一步地,第一交流线路和第二交流线路为三相交流供电线路中的任意两相线路。

第二方面,本实用新型实施例还提供了一种电子设备,包括本实用新型任意实施例提供的交流电源浪涌保护装置。

本实用新型实施例的技术方案通过将双向半导体放电管和开路失效型器件串联连接于第一保护支路中,第一保护支路的第一端与第一交流线路电连接,第一保护支路的第二端与第二交流线路电连接,在第一交流线路和第二交流线路之间的电压的绝对值大于预设电压时,第一保护支路导通,第一交流线路和第二交流线路之间的正常传输电压,控制导通的第一保护支路关断恢复,以实现在短暂性浪涌发生时可以保护受电设备,在短暂性浪涌消失后,浪涌保护装置可以断开,以使交流输电线路向后边的受电设备或系统正常供电;在第一保护支路连续导通时,产生的温度大于开路失效型器件内部的熔断温度时开路,以切断第一保护支路,以解决当电网电压异常时,如电压突然幅值变高,且持续时间较长,每经过正弦波的波峰和波谷附近,浪涌保护装置将会导通,导致浪涌保护装置持续或频繁动作,造成浪涌保护装置的器件持续或频繁流过大电流,导致半导体开关型器件,如:瞬态抑制二极管、半导体放电管等短路失效,进而导致浪涌保护装置短路烧毁,甚至发生火灾的问题,从而在短时间内,反复性出现浪涌电压时,连续导通的第一保护支路产生的热量,促使开路失效型器件内部的温度大于熔断温度时,开路失效型器件开路失效,使浪涌保护装置形成断路,以提高浪涌保护装置的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图;

图2为本实用新型实施例提供的一种双向半导体放电管的伏安特性曲线示意图;

图3为本实用新型实施例提供的一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图;

图4为本实用新型实施例提供的一种发生短暂性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图;

图5为本实用新型实施例提供的一种受电设备的电源端口在电网工频电压异常时,受过电压干扰的电压波形示意图;

图6为本实用新型实施例提供的一种发生反复性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图;

图7为本实用新型实施例提供的一种发生反复性浪涌且双向半导体放电管短路失效时,流过第一保护支路的电流的波形示意图;

图8为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图;

图9为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图;

图10为本实用新型实施例提供的一种开路失效气体放电管的结构示意图;

图11为本实用新型实施例提供的一种开路失效气体放电管的爆炸图;

图12为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图;

图13为本实用新型实施例提供的又一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图;

图14为本实用新型实施例提供的又一种发生短暂性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图;

图15为本实用新型实施例提供的又一种发生反复性浪涌时,流过第一保护支路件的电流的波形示意图;

图16为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图;

图17为本实用新型实施例提供的又一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图;

图18为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型实施例提供一种交流电源浪涌保护装置。图1为本实用新型实施例提供的一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图,如图1所示,该交流电源浪涌保护装置包括:第一保护支路。该第一保护支路200包括双向半导体放电管110和开路失效型器件120,双向半导体放电管110和开路失效型器件120串联连接于第一保护支路200中,第一保护支路200的第一端与第一交流线路电连接,第一保护支路200的第二端与第二交流线路电连接;第一保护支路200用于在第一交流线路和第二交流线路之间的电压的绝对值大于预设电压时,第一保护支路200导通,第一交流线路和第二交流线路之间的正常传输电压,控制导通的第一保护支路200关断恢复;开路失效型器件120用于在第一保护支路200连续导通时,产生的温度大于开路失效型器件120内部的熔断温度时开路,以切断第一保护支路200。

其中,该交流电源浪涌保护装置可集成在各种交流受电设备和/或市电接口电路中,如插排。第一交流线路和第二交流线路可用于向受电设备提供工频交流电。第一交流线路和第二交流线路可以为市电传输线路。可选的,如图1所示,第一交流线路为火线L,第二交流线路为零线N。可选的,第一交流线路和第二交流线路还可以为三相交流供电线路中的任意两相线路。可选的,如图1所示,第一交流线路和第二交流线路分别与受电设备140的两个电源端口电连接。

其中,双向半导体放电管110为多层PN结构成的可控硅结构,因此具有响应速度快,通态压降低,通流能量大,无老化失效,无极性双向保护,可重复使用,能承受较大的冲击电流,产品一致性及稳定性远优于气体放电管及压敏电阻,使用安全、可靠,其性能优于其它瞬间过压保护元器件。图2为本实用新型实施例提供的一种双向半导体放电管的伏安特性曲线示意图,其中,横轴表示双向半导体放电管两端的电压V,纵轴表示流过双向半导体放电管的电流I,如图2所示,双向半导体放电管的伏安特性曲线位于第一象限和第三象限,且关于原点对称。根据第一象限的伏安特性曲线可知,即双向半导体放电管两端的外加电压为正向电压,当双向半导体放电管两端的外加正向电压低于断态电压VDRM时,漏电流很小,处于断开状态。当双向半导体放电管两端的外加正向电压大于转折电压VS时,双向半导体放电管很快进入导通状态,双向半导体放电管两端的压降很小。当双向半导体放电管两端的外加正向电压去掉后,或外加正向电压减小至0,电流很快就降到低于维持电流IH,双向半导体放电管自然恢复,回到断开状态。根据第三象限的伏安特性曲线可知,即双向半导体放电管两端的外加电压为负向电压,当双向半导体放电管两端的外加负向电压的绝对值低于断态电压VDRM时,漏电流很小,处于断开状态。当双向半导体放电管两端的外加负向电压的绝对值高于转折电压VS时,双向半导体放电管很快进入导通状态,双向半导体放电管两端的压降很小。当双向半导体放电管两端的外加负向电压去掉后,或外加负向电压的绝对值减小至0,电流的绝对值很快就降到低于维持电流IH,双向半导体放电管自然恢复,回到断开状态。

需要说明的是,受电设备140的工作电压,即第一交流线路和第二交流线路之间的正常传输电压,小于第一保护支路200的预设电压,第一保护支路200的预设电压小于受电设备140的耐受电压。根据受电设备140的正常工作电压和耐受电压,确定双向半导体放电管110的转折电压,进而选取所需的双向半导体放电管110的型号。当第一交流线路和第二交流线路之间的电压为正常传输电压时,第一保护支路关断,第一交流线路和第二交流线路向受电设备140正常供电,当第一交流线路和第二交流线路之间的电压的绝对值大于预设电压时,第一保护支路200导通,避免受电设备140承受较高的浪涌电压而损坏,当第一交流线路和第二交流线路之间的电压恢复到正常传输电压时,第一保护支路恢复关断,第一交流线路和第二交流线路向受电设备140正常供电。

该交流电源浪涌保护装置的工作原理:图3为本实用新型实施例提供的一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图,纵轴表示受电设备的两个电源端口之间的电压V1,横轴表示时间t,其中,在T1时刻至T2时刻发生浪涌干扰,示例性的,以正向浪涌干扰发生在正弦电压的正半轴为例,该浪涌干扰使得火线L上的电压远大于零线N上的电压,以发生浪涌时所在的工频周期为例,进行说明。结合图1、图2和图3所示,其中,在0到T1时刻,火线L和零线N之间的为工频交流电(即受电设备的正常工作电压,也即正常传输电压),该工作电压小于第一保护支路200的预设电压V2,双向半导体放电管110处于关断状态,双向半导体放电管110相当于一无穷大的电阻(远大于受电设备的电阻),第一保护支路200处于关断状态,火线L和零线N向受电设备140正常供电;在T1时刻到T2时刻发生正向浪涌,即火线L上的电压远大于零线N上的电压,该浪涌电压远大于第一保护支路200的预设电压V2,甚至大于受电设备140的耐受电压,双向半导体放电管110两端的电压大于转折电压VS,该浪涌电压施加在第一保护支路200的两端,使得双向半导体放电管110导通,导通电阻很小,导通压降VT很小,可降低受电设备140的两个电源端口之间的电压(此时双向半导体放电管110两端的电压即为当前受电设备120的供电电压),避免受电设备140承受较高的浪涌电压而损坏,浪涌电流在第一交流线路、第一保护支路200和第二交流线路所在回路流通,在T2时刻以后,浪涌消失,火线L和零线N上的电压恢复正常,在T2时刻到接近半个工频周期的时间段内,双向半导体放电管110仍保持导通,导通压降VT很小,大部分压降降落在火线L和零线N的输电线路上,但是随着正弦电压的减小,流过双向半导体放电管110的电流将减小,直至在呈正弦变化的正常传输电压接近过零点时,流过双向半导体放电管110的电流将低于维持电流IH,双向半导体放电管110自然恢复,回到断开状态,双向半导体放电管110相当于一无穷大的电阻,进而恢复向受电设备140正常供电。为了避免浪涌发生时,因保护受电设备,造成的短时间低电压,可为受电设备设置储能设备。

图3中发生的浪涌电压持续时间较短,例如雷击导致的,由于雷击的持续时间通常是短暂的,在微秒级别,流过的开路失效型器件的浪涌电流的持续时间较短,产生的热量较少,温度不足以达到开路失效型器件内部的熔断温度。图4为本实用新型实施例提供的一种发生短暂性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图,纵轴表示流过第一保护支路的电流I1,横轴表示时间t。从图4可以看出,流过第一保护支路的电流的持续时间小于半个工频周期。

图5为本实用新型实施例提供的一种受电设备的电源端口在电网工频电压异常时,受过电压干扰的电压波形示意图,图5中的浪涌电压是循环重复出现的,例如电网电压异常时,如电压突然幅值变高,电网电压仍为工频正弦电压,且持续时间较长,导致浪涌保护装置频繁动作,造成浪涌保护装置的器件频繁流过大电流,图5示例性的画出一个工频周期T内,受电设备的两个电源端口之间的电压的波形,若连续多个工频周期内发生电网电压幅值异常,则其余工频周期内,受电设备的两个电源端口之间的电压的波形与图5中波形相同或者相类似。图6为本实用新型实施例提供的一种发生反复性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图,图6示例性的画出一个工频周期T内,流过第一保护支路的电流的波形,若连续多个工频周期内发生电网电压幅值异常,则其余工频周期内,流过第一保护支路的电流的波形与图6中波形相同或者相类似。如图6所示,流过的第一保护支路200的浪涌电流的反复出现,则流过的开路失效型器件120的浪涌电流会反复出现,产生的热量将逐渐累积,温度逐渐上升,直到达到开路失效型器件120内部的熔断温度时熔断开路,以切断第一保护支路200,进而受电设备140可通过检测装置检测到两个交流电源口之间的电压异常,而自动断开受电设备与第一交流线路和第二交流线路连接。若流过的开路失效型器件120的浪涌电流的反复出现,导致双向半导体放电管110短路失效,双向半导体放电管110在短路失效之后将一直相当于一阻值很小的电阻,此时,相当于开路失效型器件120将受电设备短路,流过开路失效型器件120的电流如图7所示,图7为本实用新型实施例提供的一种发生反复性浪涌且双向半导体放电管短路失效时,流过第一保护支路的电流的波形示意图。如图7所示,流过第一保护支路的电流是连续的正弦波,则流过开路失效型器件120的电流将是连续的正弦波,产生的热量将逐渐累积,温度逐渐上升,直到达到开路失效型器件120达到一定温度,开路失效型器件120开路,以切断第一保护支路200。

本实施例的技术方案通过将双向半导体放电管和开路失效型器件串联连接于第一保护支路中,第一保护支路的第一端与第一交流线路电连接,第一保护支路的第二端与第二交流线路电连接,在第一交流线路和第二交流线路之间的电压的绝对值大于预设电压时,第一保护支路导通,第一交流线路和第二交流线路之间的正常传输电压,控制导通的第一保护支路关断恢复,以实现在短暂性浪涌发生时可以保护受电设备,在短暂性浪涌消失后,浪涌保护装置可以恢复关断状态,以使交流输电线路向后边的受电设备或系统正常供电;在第一保护支路连续导通时,产生的温度大于开路失效型器件内部的熔断温度时开路,以切断第一保护支路,以解决当电网电压异常时,如电压突然幅值变高,且持续时间较长,每经过正弦波的波峰和波谷附近,浪涌保护装置将会导通,导致浪涌保护装置持续或频繁动作,造成浪涌保护装置的器件持续或频繁流过大电流,导致半导体开关型器件,如:瞬态抑制二极管、半导体放电管等短路失效,进而导致浪涌保护装置短路烧毁,甚至发生火灾的问题,从而在浪涌反复发生时,连续导通的第一保护支路产生的热量,促使开路失效型器件内部的温度大于熔断温度时,开路失效型器件开路失效,使浪涌保护装置形成断路,以提高浪涌保护装置的可靠性和安全性。

本实用新型实施例提供又一种交流电源浪涌保护装置。图8为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图,如图8所示,在上述实施例的基础上,开路失效型器件可以为熔断保险丝121。熔断保险丝121包括熔体和位于熔体两端且接触的第三导电电极和第四导电电极,第三导电电极与第四导电电极作为熔断保险丝121的两个连接端,串联于第一保护支路,第三导电电极与双向半导体放电管的一端电连接,第四导电电极与第一交流线路或第二交流线路电连接。当流过熔断保险丝121的电流高于第一预设电流值,热量产生的速度远大于热量耗散的速度,使熔断保险丝121的温度达到熔体的熔点以上,熔体将熔断,熔断保险丝121会断开。未熔断的熔断保险丝121相当一电阻值很小的电阻。

其中,预设电压为双向半导体放电管110的转折电压。在短暂性正向浪涌到来之前,火线L和零线N之间的为工频交流电(即受电设备的正常工作电压,也即正常传输电压),该工作电压小于第一保护支路200的预设电压,即双向半导体放电管110的转折电压,双向半导体放电管110处于关断状态,双向半导体放电管110相当于一无穷大的电阻(远大于受电设备的电阻),第一保护支路200处于关断状态,火线L和零线N向受电设备140正常供电;在短暂性正向浪涌发生期间,即火线L上的电压远大于零线N上的电压,该浪涌电压远大于第一保护支路200的预设电压V2,甚至大于受电设备140的耐受电压,双向半导体放电管110两端的电压大于转折电压,该浪涌电压施加在第一保护支路200的两端,使得双向半导体放电管110导通,导通电阻很小,导通压降VT很小,可降低受电设备140的两个电源端口之间的电压(此时双向半导体放电管110两端的电压即为当前受电设备120的供电电压),避免受电设备140承受较高的浪涌电压而损坏,浪涌电流在第一交流线路、第一保护支路200和第二交流线路所在回路流通,在短暂性正向浪涌消失后,火线L和零线N上的电压恢复正常,在短暂性正向浪涌消失后到接近半个工频周期的时间段内,双向半导体放电管110仍保持导通,导通压降很小,大部分压降降落在火线L和零线N的输电线路上,但是随着正弦电压的减小,流过双向半导体放电管110的电流将减小,直至在呈正弦变化的正常传输电压接近过零点时,流过双向半导体放电管110的电流将低于维持电流,双向半导体放电管110自然恢复,回到断开状态,双向半导体放电管110相当于一无穷大的电阻,进而恢复向受电设备140正常供电。由于短暂性浪涌的浪涌电压持续时间较短,例如雷击导致的,由于雷击的持续时间通常是短暂的,在微秒级别,流过的熔断保险丝的浪涌电流的持续时间较短,产生的热量较少,温度不足以达到熔断保险丝121内部的熔体的熔断温度(即熔点),故可抗击短暂性浪涌电压。当反复性出现浪涌电压时,例如当电网电压异常时,如电压突然幅值变高,电网电压为工频正弦电压,且持续时间较长时,在一个工频周期内,会出现两次电网电压的绝对值大于预设电压的时间段,导致流过的熔断保险丝121浪涌电流的反复出现,产生的热量将逐渐累积,温度逐渐上升,直到达到熔断保险丝121内部熔体的熔点的温度(即熔断温度)时熔断开路,以切断第一保护支路200。

本实用新型实施例提供又一种交流电源浪涌保护装置。图9为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图,如图9所示,在上述实施例的基础上,开路失效型器件为开路失效气体放电管122。可选的,如图10和图11所示,图10为本实用新型实施例提供的一种开路失效气体放电管的结构示意图,图11为本实用新型实施例提供的一种开路失效气体放电管的爆炸图,在上述实施例的基础上,开路失效气体放电管122包括绝缘管体202及与绝缘管体的两端分别密封连接以形成放电内腔203的两个导电电极201,放电内腔203充有惰性气体,至少一个导电电极201与绝缘管体202之间通过低温绝缘密封粘合物204密封连接,其中,两个导电电极201包括第一导电电极和第二导电电极,第一导电电极与双向半导体放电管110的一端电连接,第二导电电极与第一交流线路或第二交流线路电连接。其中,低温绝缘密封粘合物204可设置与绝缘管体202的一端或两端。当低温绝缘密封粘合物204的温度达到其熔点时,低温绝缘密封粘合物204将熔融,使得外界空气进入放电内腔203,造成开路失效气体放电管开路失效。可选的,低温绝缘密封粘合物204包括低温焊料或低温粘合剂。可选的,低温焊料为低温合金焊料或玻璃焊料,熔点在220℃左右。低温粘合剂为胶水等有机粘合剂。

其中,当开路失效气体放电管122两端的电压(即两个导电电极201之间的电压)的绝对值小于开启电压时,开路失效气体放电管关断,相当于断路;当开路失效气体放电管122两端的电压(即两个导电电极201之间的电压)的绝对值大于或等于开启电压时,开路失效气体放电管发生弧光放电现象,开路失效气体放电管导通,相当于一阻值很低的电阻,弧光电压低(导通时开路失效气体放电管两端的电压),仅为十几伏,当开路失效气体放电管122两端的电压的绝对值低于维持电压(维持弧光状态所需的最小电压),且流过开路失效气体放电管122的两个导电电极的电流低于维持弧光状态所需的最小电流值时,开路失效气体放电管122关断,此时刚关断的开路失效气体放电管122内的惰性气体仍处于激活状态,若继续在刚关断的开路失效气体放电管两端的持续施加一较小电压(其绝对值低于维持电压)预设时间,开路失效气体放电管才能完全关断,若预设时间内在刚关断的开路失效气体放电管两端的施加一较大电压(大于维持电压),开路失效气体放电管将继续导通。其中,维持电压远小于开启电压,稍大于弧光电压。

需要说明的是,在发生的浪涌电压持续时间较短时,例如雷击导致的,由于雷击的持续时间通常是短暂的,在微秒级别,流过的开路失效气体放电管122的两个导电电极201的浪涌电流的持续时间较短,产生的热量较少,导电电极201的散热效果较好,且浪涌电流并不流过低温绝缘密封粘合物204,故温度不足以达到开路失效气体放电管122内部的低温绝缘密封粘合物的熔断温度,故可以更好的抗击短暂性浪涌,在发生反复性浪涌时,通过导电电极201将热量传导至低温绝缘密封粘合物204,当达到开路失效气体放电管122内部的低温绝缘密封粘合物的熔断温度(即低温绝缘密封粘合物的熔点)时,低温绝缘密封粘合物204将熔融,使得外界空气进入放电内腔203,造成开路失效气体放电管122开路失效。而熔断保险丝121的熔体流过浪涌电流,熔断保险丝121为抗击短暂性浪涌,需要选取较大的熔断电流,导致发生反复性浪涌时,需要较长时间才能达到熔断温度,熔断开路,以切断第一保护支路。故开路失效气体放电管122通过选用熔点较低的低温绝缘密封粘合物204,在发生反复性浪涌时,可以更快的切断第一保护支路,且可抗击短暂性浪涌,保护受电设备的安全。

本实用新型实施例提供又一种交流电源浪涌保护装置。图12为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图。在上述实施例的基础上,第一保护支路还包括压敏电阻或双向瞬态抑制二极管,压敏电阻或双向瞬态抑制二极管串联于第一保护支路。示例性的,在图12中画出第一保护支路还包括双向瞬态抑制二极管130的情况。需要说明的是,第一保护支路还包括压敏电阻的技术方案的工作原理与第一保护支路还包括双向瞬态抑制二极管130的技术方案的工作原理类似,下面以第一保护支路还包括双向瞬态抑制二极管130的情况为例,进行说明。

其中,双向瞬态抑制二极管130两端的电压的绝对值小于钳位电压时,双向瞬态抑制二极管130关断,呈高阻抗,流过双向瞬态抑制二极管130的漏电流很小,当双向瞬态抑制二极管130两端的电压的绝对值大于钳位电压时,双向瞬态抑制二极管130将迅速起作用,流过双向瞬态抑制二极管130的电流迅速增大,两端电压钳位在钳位电压附近。当压敏电阻的两端的电压的绝对值小于其钳位电压时,压敏电阻关断,呈高阻抗,流过压敏电阻的漏电流很小,当压敏电阻两端的电压的绝对值大于其钳位电压时,压敏电阻将迅速起作用,流过压敏电阻的电流迅速增大,两端电压钳位在其钳位电压附近。

需要说明的是,预设电压与双向半导体放电管110的断态阻抗、转折电压,以及双向瞬态抑制二极管130(或压敏电阻)的断态阻抗、钳位电压有关。预设电压大于双向半导体放电管110的转折电压,也大于双向瞬态抑制二极管130(或压敏电阻)的钳位电压。图13为本实用新型实施例提供的又一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图,图14为本实用新型实施例提供的又一种发生短暂性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图,结合图12、图13和图14可知,以发生短暂性浪涌,双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130未失效时为例,进行说明。在浪涌干扰没有到来之前,火线L和零线N之间的电压(即受电设备140的正常工作电压,也即正常传输电压)的绝对值小于预设电压V4,双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130处于关断状态,双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130相当于两个阻值很大的电阻串联(远大于受电设备140的电阻),火线L和零线N向受电设备140正常供电;在浪涌干扰发生期间,例如可以是火线L上的电压远大于零线N上的电压,也可以是零线N上的电压远大于火线L上的电压,该浪涌电压远大于预设电压V4,甚至大于受电设备140的耐受电压,该浪涌电压施加在双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130的两端,使得双向半导体放电管110导通,双向半导体放电管110的导通电阻均很小,导通压降很小,双向瞬态抑制二极管130将两端电压钳位在钳位电压V3附近,可降低受电设备的两个电源端口之间的电压,避免受电设备承受较高的浪涌电压而损坏,在浪涌消失以后,火线L和零线N上的电压恢复正常,当正常传输电压(呈正弦变化)的绝对值减小到钳位电压V3,双向瞬态抑制二极管130将关断,流过双向半导体放电管110的电流低于维持电流IH,双向半导体放电管110自然恢复,回到断开状态,双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130相当于两个阻值很大的电阻(远大于受电设备140的电阻),进而恢复向受电设备140正常供电。

在发生反复性浪涌时,以双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130未失效为例,流过双向半导体放电管110电流和流过熔断保险丝121的电流相同,如图15所示,图15为本实用新型实施例提供的又一种发生反复性浪涌时,流过第一保护支路的电流的波形示意图。其中,将双向半导体放电管110、双向瞬态抑制二极管130与熔断保险丝121通过加工工艺加工在一起,由于发生反复性浪涌时,双向瞬态抑制二极管130发生钳位作用时,产生的热量较多,可以将热量传导至熔断保险丝121,使熔断保险丝121加快熔断。

图16为本实用新型实施例提供的又一种交流电源浪涌保护装置的结构示意图,若交流电源浪涌保护装置仅包括串联连接的第二熔断保险丝和第二双向瞬态抑制二极管,或者,串联连接的第二熔断保险丝和第二压敏电阻,示例性的,如图16所示,浪涌保护装置仅包括串联连接的第二压敏电阻116和第二熔断保险丝117,图17为本实用新型实施例提供的又一种受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图,对应图16中浪涌保护装置仅包括第二压敏电阻116和第二熔断保险丝117时,受电设备的两个电源端口之间的电压的波形。图17的电压波形示意图还可以对应交流电源浪涌保护装置仅包括串联连接的第二熔断保险丝和第二双向瞬态抑制二极管时,受电设备的电源端口在T1时刻到T2时刻受过电压干扰的电压波形示意图

其中,V3为双向瞬态抑制二极管130的第一钳位电压,其中,该第一钳位电压与受电设备140的正常工作电压接近;V5为第二压敏电阻116的第二钳位电压,该双向半导体放电管110和双向瞬态抑制二极管130串联后对应的预设电压V4与第二压敏电阻116的第二钳位电压V5接近相等,其中,该第二钳位电压V5大于受电设备140的正常工作电压,小于受电设备140的耐受电压。从图13和图17可以看出,在短暂性浪涌发生期间,相对于图16中的第二压敏电阻116的第二钳位电压V5远高于受电设备140的正常工作电压,本实用新型实施例的第一钳位电压V3与受电设备140的正常工作电压接近,仅将纳秒级的尖峰脉冲电压对应的能量传输至受电设备,而图16的电路会将微秒级的相同高度的尖峰脉冲电压对应的能量传输至受电设备,故本实用新型实施例可以更好的满足供电要求,减小传输至受电设备的浪涌能量,更有利于保护后级的受电设备。

本实用新型实施例提供了一种电子设备。图18为本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图18所示,该电子设备100包括本实用新型任意实施例提供的交流电源浪涌保护装置。

其中,电子设备100可以是电视机、笔记本电脑、空调、通信电源、摄像机、网络交换机等。本实用新型实施例提供的电子设备包括上述实施例中的交流电源浪涌保护装置,因此本实用新型实施例提供的电子设备也具备上述实施例中所描述的有益效果,此处不再赘述。

注意,上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本实用新型不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明,但是本实用新型不仅仅限于以上实施例,在不脱离本实用新型构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1