浪涌保护装置及其测试系统的制作方法

本实用新型涉及防雷击技术领域，尤其是涉及一种浪涌保护装置及其测试系统。

背景技术：

在雷雨频发的地方，与外界有线连接的电子设备容易受到雷击，为了避免电子设备遭受雷击损坏，在防雷击设计方面，国内外普遍采用电子设备并联压敏电阻的方式，进行浪涌电压的钳位，让压敏电阻吸收浪涌能量。但是压敏电阻有一定的局限性，4KV或6KV浪涌下压敏电阻吸收浪涌后的残压高，若此残压能量加在电子设备上，对电子设备的电路损害极大；另外压敏电阻经过一定次数雷击后，压敏电阻寿命会下降，压敏电阻会爆炸，导致电路不能工作，甚至损害电子设备。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种浪涌保护装置及其测试系统，以降低浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压，提高浪涌保护装置的使用寿命，从而提高保护效果更好的保护待保护电子设备。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种浪涌保护装置，包括镍铬合金电阻和电容；所述镍铬合金电阻连接在待保护电子设备和交流电源的一端之间，所述电容的一端和所述镍铬合金电阻与所述待保护电子设备的连接端连接，所述电容的另一端和所述交流电源的另一端连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述镍铬合金电阻包括绕线电阻。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电容包括安规电容。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述浪涌保护装置还包括电感；所述电感连接在所述镍铬合金电阻和所述待保护电子设备之间。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述电感包括环形电感。

结合上述第一方面或其任一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述浪涌保护装置还包括并联电容，所述并联电容并联在所述待保护电子设备的两端。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述并联电容包括安规电容。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种浪涌保护装置的测试系统，包括如上述第一方面或其任一种可能的实施方式所述的浪涌保护装置，还包括还示波器和浪涌发生器；所述示波器连接在所述待保护电子设备的两端；所述浪涌发生器连接在所述交流电源的两端。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述示波器通过高压探头连接在所述待保护电子设备两端。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述浪涌发生器通过开关连接在所述浪涌保护装置的输入端。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例中，浪涌保护装置包括镍铬合金电阻和电容；镍铬合金电阻连接在待保护电子设备和交流电源的一端之间；电容的一端和镍铬合金电阻与待保护电子设备的连接端连接，电容的另一端和交流电源的另一端连接。和压敏电阻相比，该浪涌保护装置通过使用镍铬合金电阻和电容组合电路吸收浪涌能量后，残压值更低；且该浪涌保护装置使用了镍铬合金电阻，由于镍铬合金材料本身的性质，只要浪涌能量不超过镍铬合金电阻的承压上限，镍铬合金电阻的性能就不会发生变化，可以一直保护电子设备避免雷击损害，解决了压敏使用寿命低的问题。因此，本实施例提供的浪涌保护装置及其测试系统，通过降低浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压和提高浪涌保护装置的使用寿命，可以提高保护效果更好的保护待保护电子设备。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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1为本实用新型实施例提供的一种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另一种浪涌保护装置的结构示意图；

图3为一种压敏电阻吸收浪涌能量实验示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种示波器捕捉的4.4KV浪涌下压敏电阻吸收浪涌能量后的残压波形的示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种示波器捕捉的6KV浪涌下压敏电阻吸收浪涌能量后的残压波形的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种浪涌保护装置的测试系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种示波器捕捉的4.4KV浪涌下浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压波形的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种示波器捕捉的6KV浪涌下浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压波形的示意图。

图标：

101-镍铬合金电阻；102-待保护电子设备；103-交流电源；201-电容；202-电感；301-并联电容；41-压敏电阻；42-示波器；43-浪涌发生器；44-高压探头；45-开关；51-浪涌保护装置。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在雷雨频发的地方，与外界有线路连接的电子设备容易受雷击，为了保护电子设备避免雷击损坏，目前，通常通过在电路入线端并联压敏电阻吸收雷击的能量。但是压敏电阻受其材料特性的影响，压敏电阻经过过多的雷击次数后，很可能会产生爆炸，损坏电子产品以及内部器件；且压敏电阻经过雷击后，压敏残压高，对后级电路也存在一定的危害，从而导致电路不能工作，甚至损害电子设备。基于此，本实用新型实施例提供的一种浪涌保护装置及其测试系统，可以降低浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压，提高浪涌保护装置的使用寿命，从而提高保护效果更好的保护了待保护电子设备。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种浪涌保护装置进行详细介绍。

实施例一：

图1为本实用新型实施例提供的一种浪涌保护装置的结构示意图，如图1所示，该浪涌保护装置包括镍铬合金电阻101；镍铬合金电阻101连接在待保护电子设备102和交流电源103的一端之间；电容201的一端和镍铬合金电阻101与待保护电子设备102的连接端连接，电容201的另一端和交流电源103的另一端连接。相比压敏电阻，镍铬合金电阻101和电容201组合电路可以吸收更多的浪涌能量，镍铬合金电阻101把吸收的浪涌能量转化为热能消耗掉；同时由于镍铬合金电阻101的材料是镍铬合金，基于镍铬合金的性质，决定了镍铬合金电阻101进行浪涌保护的寿命比压敏电阻时间长，镍铬合金电阻101很好的解决压敏电阻寿命问题，提高了浪涌保护装置的使用寿命，从而更好的保护了待保护电子设备102。

浪涌发生时，镍铬合金电阻101吸收了大部分浪涌能量，上述电容201用于吸收剩余浪涌能量，并在浪涌结束后把所述剩余浪涌能量传输给待保护电子设备102消耗掉。这样降低了剩余浪涌能量对待保护电子设备102的冲击，更好的保护了待保护电子设备102，同时浪涌保护装置采用最基本的镍铬合金电阻101和电容201组合实现浪涌保护功能，电路简单易于实现。

本实用新型实施例中，浪涌保护装置包括镍铬合金电阻和电容；镍铬合金电阻连接在待保护电子设备和交流电源的一端之间；电容的一端和镍铬合金电阻与待保护电子设备的连接端连接，电容的另一端和交流电源的另一端连接。和压敏电阻相比，该浪涌保护装置通过镍铬合金电阻和电容组合电路吸收浪涌能量后，残压值更低；且该浪涌保护装置使用了镍铬合金电阻，由于镍铬合金材料本身的性质，只要浪涌能量不超过镍铬合金电阻的承压上限，镍铬合金电阻的性能就不会发生变化，可以一直保护电子设备避免雷击损害，解决了压敏使用寿命低的问题。因此，本实施例提供的浪涌保护装置，通过降低浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压和提高浪涌保护装置的使用寿命，可以提高保护效果更好的保护待保护电子设备。

具体地，镍铬合金电阻101包括绕线电阻，绕线电阻具有耐高压冲击和散热快的优点，所以绕线电阻提高了浪涌保护装置耐浪涌高压冲击能力，并且提高了浪涌能量消耗速度。

在一些可能的实施例中，如图1所示，镍铬合金电阻101阻值不宜过大，镍铬合金电阻101阻值过大会减少对待保护电子设备102提供的功率；针对于不同的待保护电子设备102选择镍铬合金电阻101对应的阻值，选择的镍铬合金电阻101应能承受4～6KV的浪涌能量，这样提高了浪涌保护装置的保护待保护电子设备102的能力。

具体地，所述电容201包括安规电容201；安规电容201失效后，不会导致电击，不危及人身安全，安规电容201的使用提高了待保护电子设备102的使用安全性。

在一些可能的实施例中，如图1所示，根据不同的电子设备，对应的选择安规电容201的型号。镍铬合金电阻101一定的情况下，电容201的电容值越小，充电时间就越短，相同时间内电容201两端的电压就会越高，若高于此电容201的耐压，电容201就会被击穿损坏；电容201的电容值越大，相同电压下充电的时间越长，相同时间内电容201两端的电压就相对较低，所以，电容201的电容值越大，可以将浪涌电压钳位更低；所以选择安规电容201时，安规电容201的耐压性一定要满足保护电子设备的要求，这样安规电容201的高耐压性能可以保证电容201不被击穿损坏。

如图1所示，浪涌保护装置还包括电感202；电感202连接在镍铬合金电阻101和待保护电子设备102之间。电感202对待保护电子设备102起到限流和分压的作用。电感202减少了输入待保护电子设备102的残压和突变电流，提高了浪涌保护装置的对待保护电子设备102的保护能力。

具体地，电感202包括环形电感202。环形电感202具有工作频段阻抗小、干扰频率阻抗大、电感202值稳定和热稳定性好优点，提高了浪涌保护装置的稳定性。

在一些可能的实施例中，如图1所示，根据不同的电子设备，对应的选择电感202型号。电感202感值越大，流到待保护电子设备102的电流就会越小；选择电感202时，需要保证在大的冲击电流下磁芯不能饱和，且注意绕组间的绝缘，防止匝间放电。

在一些可能的实施例中，当待保护电子设备102有并联电容301或者待保护电子设备102的阻值很小时，浪涌电流通过电感202为电容201充电，若充电电流越大，电感202两端的分压就越高。根据电压、电流和阻抗约束关系，浪涌的电压波形一定，电感202值越大，电流变化率越小。所以，在选择电感202时，选择电感202量大的器件，可以更好的减小浪涌电流的流入。

本实用新型实施例中，如图1所示，当浪涌发生的时，主要的浪涌电压加在镍铬合金电阻101上，浪涌能量基本上被电阻所吸收，并将其转化为热能；电容201、电感202吸收的部分能量在浪涌结束后通过待保护电子设备102放电消耗掉。电容201释放的电压不会突变，防止了高电压突然加到待保护电子设备102两端，损坏电子设备。通过电感202的电流不会突变，防止了突变电流对待保护电子设备102的冲击，损坏电子设备。对于浪涌这种短时间冲击信号来说，对外呈现的性质是，电容201端为低阻回路，而电感202端为高阻回路，电流主要通过镍铬合金电阻101为电容201充电。此浪涌保护装置利用电阻电容201电感202的性质，结合浪涌信号的波形，使的级联在浪涌保护装置后的待保护电子设备102得到了更好的浪涌保护，同时浪涌保护装置采用最基本的镍铬合金电阻101、电容201和电感202组合实现浪涌保护功能，电路简单易于实现。

考虑到待保护电子设备102阻值较大的情况，图2为本实用新型实施例提供的另一种浪涌保护装置的结构示意图，如图2所示，浪涌保护装置还包括并联电容301，并联电容301并联在待保护电子设备102的两端，该并联电容301用于保证阻值较大的待保护电子设备102连接电感202的一端电压不会突变，保护待保护电子设备102两端电压稳定，防止待保护电子设备102连接电感202的一端的电压突变而使待保护电子设备102遭受损害。

具体地，并联电容301包括安规电容201。安规电容201失效后，不会导致电击，不危及人身安全，提高了待保护电子设备102的使用安全性。

在一些可能的实施例中，如图2所示，待保护电子设备102为阻值较大的器件，或者待保护电子设备102为电感202值较大的器件，在待保护电子设备102连接电感202的一端，电流会很小，近似为开路，这样待保护电子设备102连接电感202的一端要承受电容201相同的电压，电容201相同的电压很容易击穿待保护电子设备102；所以为了进一步保护待保护电子设备102，在待保护电子设备102两端并联电容301，可以钳位住待保护电子设备102上的电压，让电感202吸收更多的残压，这样减少了待保护电子设备102连接电感202的一端承受的突变电压，防止电容201较高残压击穿待保护电子设备102，这样更好的保护了待保护电子设备102。

实施例二：

图3为一种压敏电阻吸收浪涌能量实验示意图；如图3所示，实验设备包括示波器42、高压探头44、浪涌发生器43、开关45、待保护电子设备102和压敏电阻41。开关45连接在浪涌发生器43的一端和交流电源103一端之间，用于控制浪涌发生。浪涌发生器43输出4.4KV的浪涌电压，示波器42捕捉到的残压波形如图4所示；浪涌发生器43输出6KV的浪涌电压，示波器42捕捉到的残压波形如图5所示。如图4和图5所示，压敏电阻41吸收浪涌能后，仍有很高的残压，若此残压直接加在待保护电子设备102两端，将有很高的残压能量加在待保护电子设备102的电路上，对电路的在造成一定的伤害。

图6为本实用新型实施例提供的一种浪涌保护装置的测试系统的结构示意图；如图6所示，该浪涌保护装置51的测试系统包括如上述实施例一的浪涌保护装置51，还包括示波器42和浪涌发生器43；示波器42连接在待保护电子设备102的两端；浪涌发生器43连接在交流电源103的两端。

具体地，示波器42通过高压探头44连接在待保护电子设备102两端。可通过高压探头44监控浪涌。

浪涌发生器43通过开关45连接在浪涌保护装置51的输入端。可以通过开关45控制浪涌发生器43产生浪涌能量，模仿雷击效果。

浪涌保护装置51的测试系统的实验设备包括示波器42、高压探头44、浪涌发生器43、开关45、待保护电子设备102和浪涌保护装置51。此浪涌保护装置51包括镍铬合金电阻101、安规电容201和环形电感202，镍铬合金电阻101的功率为3W，阻值为200Ω；安规电容201值为0.39uF，耐压性能为2000V；环形电感202采用共模电感202接成差模的形式，待保护电子设备102选择电阻值为1K的开关电源。开关45连接在浪涌发生器43的一端和交流电源103一端之间，用于控制浪涌发生。浪涌发生器43输出4.4KV的浪涌电压，示波器42捕捉到的残压波形如图7所示；浪涌发生器43输出6KV的浪涌电压，示波器42捕捉到的残压波形如图8所示。通过图7、图8和图4、图5对比，浪涌保护装置51相比于压敏电阻41，能吸收更多的浪涌能量，将浪涌残压幅值与时间降低，且浪涌保护装置51吸收浪涌能量后的残压能量已不足以对电路造成伤害，可以更好的保护待保护电子设备102。

本实用新型实施例中，浪涌保护装置包括镍铬合金电阻和电容；镍铬合金电阻连接在待保护电子设备和交流电源的一端之间；电容的一端和镍铬合金电阻与待保护电子设备的连接端连接，电容的另一端和交流电源的另一端连接。和压敏电阻相比，该浪涌保护装置通过镍铬合金电阻和电容组合电路吸收浪涌能量后，残压值更低；且该浪涌保护装置使用了镍铬合金电阻，由于镍铬合金材料本身的性质，只要浪涌能量不超过镍铬合金电阻的承压上限，镍铬合金电阻的性能就不会发生变化，可以一直保护电子设备避免雷击损害，解决了压敏使用寿命低的问题。因此，本实施例提供的浪涌保护测试系统，通过实验得出的结果可以得出本实施例提供的浪涌保护装置降低浪涌保护装置吸收浪涌能量后的残压和提高浪涌保护装置的使用寿命，可以提高保护效果更好的保护待保护电子设备。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的浪涌保护装置的测试系统的具体工作过程，可以参考前述过浪涌保护装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实用新型实施例提供的浪涌保护装置的测试系统，与上述实施例提供的浪涌保护装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。