一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路的制作方法

本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路。

背景技术：

1、浪涌也叫突波，是瞬间出现超出稳定值的峰值，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。从本质上讲，浪涌是发生在极短时间内的一种剧烈脉冲。雷击、短路、电源切换、重型设备开启都可能引发浪涌，在电路中增加浪涌保护电路可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。尤其是针对长期处于室外环境的电路板，更要确保其安全性。目前针对浪涌所使用的防护措施主要有隔离法和规避法，采取的方案主要有三种，一是使用传统元器件(tvs管等)，二是光耦合电路，三是磁耦合电路。由于传统tvs管具有成本低，占用空间小的特点，使得其依旧处于主流地位。

2、由于现有的tvs隔离电路是使用tvs直连在电路中，利用tvs的特性将电压钳制在一定范围内，这种方案的局限性在于，由于目前tvs规格型号的原因，导致此类方法钳制范围较小，当要防止中高压如10kv以上的浪涌时使用tvs管将不再可靠。

3、为了解决上述问题，专利号为201920047288.6的专利文件公开了一种防浪涌的tvs保护电路，包括一端接源电压、另一端接参考地的参考电压模块、放大反馈模块和功率模块，放大反馈模块还分别与参考电压模块和功率模块电连接；参考电压模块用于当电源提供的源电压超过tvs保护电路的触发电压时，产生一个参考基准电压提供给放大反馈模块，并通过放大反馈模块产生控制信号提供给功率模块，功率模块接收到放大反馈模块的信号后，开始工作以吸收源电压上增加的电流。

4、上述方案中的防浪涌tvs保护电路，随着电流的增大，输出钳位电压仍然维持在比较稳定的水平，钳位电压基本维持在触发电压的大小，大大地提高了钳位精度，从而能更有效地保护受保护电子器件或电路。

5、但是，上述方案需额外设置参考电压模块、放大反馈模块和功率模块，其泄压通过功率模块实现，缺乏必要的保护措施，在功率模块有极小概率会被击穿的情况下，仍存在的安全隐患。

6、因此，我们有必要对这样一种结构进行改善，以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，通过多级防护和单极接地的方法，提高防护等级和扩大防护范围，以满足更广的实际需求，从而解决现有技术中存在的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，包括交流输入端和被保护电路，在交流输入端和被保护电路之间设有一级防护单元、二级防护单元和三级防护单元；

4、所述一级防护单元设置在防浪涌保护电路的前端，其包括三个压敏电阻，且所述压敏电阻的两端分别与交流输入端三极中的两极连接；

5、所述二级防护单元设置在防浪涌保护电路的中端，其包括气体放电管，气体放电管的一端连接地线，气体放电管的另一端分别与交流输入端的火线和零线连接；

6、所述三级防护单元设置在防浪涌保护电路的后端，其包括快速熔断保险丝，所述保险丝设置在零线和被保护电路之间。

7、所述一级防护单元包括第一压敏电阻rv1、第二压敏电阻rv2和第三压敏电阻rv3，第一压敏电阻rv1的两端分别连接l极和n极，第二压敏电阻rv2的两端分别连接l极和g极，第三压敏电阻rv3的两端分别连接n极和g极。

8、所述气体放电管的一端连接g极，气体放电管的一端设有第一支路和第二支路，且通过第一支路和第二支路分别连接交流输入端的l极和n极。

9、所述压敏电阻用于形成一级防护，气体放电管用于释放瞬态电流，形成二级防护；保险丝用于判断一二级防护是否将浪涌排出，形成三级防护。

10、综上所述，本发明具有以下有益效果：

11、能提供更宽泛的电压保护范围，采用的是压敏电阻与气体放电管相结合的方式具有更安全稳定的泄压作用后端增加一个保险丝形成二次防护，即使有极小概率被击穿也不会对后端主要电路造成损坏，且相对于光耦合电路与磁耦合电路而言，我们的新型保护电路成本大大降低且节省电路板空间。

技术特征：

1.一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，包括交流输入端和被保护电路，其特征在于，在交流输入端和被保护电路之间设有一级防护单元、二级防护单元和三级防护单元；

2.根据权利要求1所述的用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，其特征在于，所述一级防护单元包括第一压敏电阻rv1、第二压敏电阻rv2和第三压敏电阻rv3，第一压敏电阻rv1的两端分别连接l极和n极，第二压敏电阻rv2的两端分别连接l极和g极，第三压敏电阻rv3的两端分别连接n极和g极。

3.根据权利要求1所述的用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，其特征在于，所述气体放电管的一端连接g极，气体放电管的一端设有第一支路和第二支路，且通过第一支路和第二支路分别连接交流输入端的l极和n极。

4.根据权利要求1所述的用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，其特征在于，所述压敏电阻用于形成一级防护，气体放电管用于释放瞬态电流，形成二级防护；保险丝用于判断一二级防护是否将浪涌排出，形成三级防护。

技术总结
本发明公开了一种用于室外环境中的电路板防浪涌保护电路，包括交流输入端和被保护电路，在交流输入端和被保护电路之间设有一级防护单元、二级防护单元和三级防护单元；所述一级防护单元设置在防浪涌保护电路的前端，其包括三个压敏电阻，且所述压敏电阻的两端分别与交流输入端三极中的两极连接；所述二级防护单元设置在防浪涌保护电路的中端，其包括气体放电管，气体放电管的一端连接地线，气体放电管的另一端分别与交流输入端的火线和零线连接；所述三级防护单元设置在防浪涌保护电路的后端，其包括快速熔断保险丝，所述保险丝设置在零线和被保护电路之间。

技术研发人员：郑健,刘绍军,潘家康,黄泽民,李冬梅
受保护的技术使用者：上海舜华新能源系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19