專利名稱：一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置的制作方法
一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域本專利涉及雷擊浪涌防護(hù)電路，特別涉及一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置 背景技術(shù)為了防止雷擊，電力系統(tǒng)的過電壓等原因可能對電子i殳備如通訊設(shè)備等帶來 的損害，電子設(shè)備一般都會配備雷擊浪涌保護(hù)電路。目前常用的雷擊浪涌保護(hù)器(SPD surge protection device)如圖1，包括 電源輸入與開關(guān)熔絲電路110和浪涌防雷電路120,浪涌防雷電路120包括壓敏 電阻121、 122、 123氣體放電管124。雷擊浪涌保護(hù)電路利用壓敏電阻在高電壓 下電阻迅速變小的特點，可以有效的保護(hù)通訊設(shè)備免受高壓的沖擊。但這種電 路存在的問題是，在電力系統(tǒng)電能質(zhì)量不能可靠保證的情況下，電子設(shè)備承受 的過電壓次數(shù)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于雷擊造成的高電壓沖擊次數(shù)，壓敏電阻在多次高電 壓沖擊下可能發(fā)生失效。壓敏電阻失效后可能產(chǎn)生兩種后果， 一是，浪涌能量 過大，壓敏電阻直接爆裂造成電路斷路，SPD電路失去雷擊浪涌保護(hù)功能，需要 更換；二是若干次能量較小的浪涌沖擊后，壓敏電阻雖未爆裂，但其性能變差， 漏電流增大，進(jìn)而引起線路阻抗進(jìn)一步減小，壓敏電阻可能會發(fā)熱嚴(yán)重，甚至 自燃，如果大量的熱來不及擴(kuò)散，電源板乃至整個設(shè)備都可能被引燃。US20020149899用熱熔彈簧(thermal fuse spring)實現(xiàn)雷擊浪涌保護(hù)。專 利CN 200420086526. 8和CN 200520035394. 0用防阻燃型的壓敏電阻，實現(xiàn)保 護(hù)。實際上，這些專利使用的都是熱感應(yīng)的方法，即當(dāng)壓敏電阻發(fā)熱時將其從
電路中斷開。但這種技術(shù)方案仍存在一個問題，當(dāng)雷擊能量涌來，壓敏電阻應(yīng) 當(dāng)正確動作時，其泄放電流遠(yuǎn)大于上文所說的壓敏電阻性能變差時的漏電流， 同時壓敏電阻會伴有強(qiáng)烈的發(fā)熱過程。但是采用熱感應(yīng)的方法4艮難區(qū)分以上兩種發(fā)熱，雷擊浪涌防護(hù)電路在正常狀態(tài)時不應(yīng)當(dāng)將壓^:電阻斷開，因為在斷開 后，電路將失去防護(hù)作用，隨后的時間一旦有雷擊浪涌沖擊，設(shè)備可能遭受損 傷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)方法，以解決現(xiàn)有雷擊浪涌防護(hù)電路不能區(qū)別雷擊漏電流與壓敏電阻性能變差的漏電流產(chǎn)生的發(fā)熱，以致錯誤斷開壓敏電阻，導(dǎo)致所連接電子設(shè)備遭受損傷的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種雷擊浪涌防護(hù)電路〗呆護(hù)裝置，其特征在 于，包括漏電流過大檢測電路200、軟件控制單元300和漏電流過大切斷電路 400;漏電流過大檢測電路200通過軟件控制單元300與漏電流過大切斷電路400 連接；漏電流過大檢測電路200對雷擊浪涌電路的漏電流進(jìn)行檢測，并將檢測 結(jié)果發(fā)送給軟件控制單元300;軟件控制單元300根據(jù)漏電流過大檢測電路200發(fā)出的檢測結(jié)果，發(fā)送切 斷控制信號給漏電流過大切斷電路400。漏電流過大檢測電路200包括漏電流傳感電路201、隔離電路202、放大電 路203和比較判決電路204;漏電流傳感電^各201 4企測雷擊浪涌防護(hù)電路的漏電流變化狀態(tài)；隔離電路202將雷擊浪涌防護(hù)電路的高電壓隔離，防止交流高壓對;改大電 路203及比較判決電路204及被保護(hù)電子設(shè)備的電路造成損害；放大電路203將漏電流傳感電路201檢測到的漏電流進(jìn)行放大；比較判決電路204判斷漏電流是否超出雷擊浪涌防護(hù)電路的最大門限值。 所述檢測結(jié)果為所述比較判決電路204輸出的漏電流是否超出雷擊浪涌防 護(hù)電路的最大門限值的結(jié)果。軟件控制單元300多次延時并取樣漏電流過大檢測電路200發(fā)送的檢測結(jié) 果信號，如取樣結(jié)果有效，軟件控制單元300發(fā)送切斷信號至所述漏電流過大 切斷電路400。取樣次數(shù)和延時長度由用戶自定義。如軟件控制單元300獲得的取樣信號次數(shù)符合用戶自定義的取樣次數(shù)，則 取樣結(jié)果即為有效。漏電流過大切斷電路400包括光電隔離電路401、驅(qū)動電路402、常閉開關(guān) 電路403;光電隔離電路401防止交流電源的高電壓對軟件控制單元及被保護(hù)的電子 設(shè)備的其他電路造成損壞；驅(qū)動電路402用于驅(qū)動常閉開關(guān)電路403;常閉開關(guān)電路403在接收到所述軟件控制單元300的所述切斷信號后，切 斷雷擊浪涌防護(hù)電路與電源的連接。本發(fā)明相對于現(xiàn)有4支術(shù)而言，引入了漏電流判斷^r測電路和在漏電流控制切斷電路，可以及時有效的發(fā)現(xiàn)漏電流過大的情形，能夠準(zhǔn)確區(qū)分壓壽文電阻性能變差造成的漏電流與雷擊造成的電流沖擊，以-便及時準(zhǔn)確的切斷雷擊浪涌防護(hù)電路以達(dá)到對所連接設(shè)備的保護(hù)。


圖l是目前常用的雷擊浪涌防護(hù)電路；圖2是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置模塊圖；圖3是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置與雷擊浪涌防護(hù)電路結(jié)合的電路圖；圖4是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置漏電流過大檢測電路圖例；圖5是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置漏電流過大切斷控制電路圖例。
具體實施方式
下面將結(jié)合說明書附圖及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖2是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置模塊圖，其特征在于包括漏電流過大檢 測電路200、軟件控制單元300和漏電流過大切斷電路400;漏電流過大檢測電路2 00通過軟件控制單元300與漏電流過大切斷電路4 00 連接；漏電流過大檢測電路200對雷擊浪涌電路的漏電流進(jìn)行檢測，并將檢測 結(jié)果發(fā)送給軟件控制單元300;軟件控制單元300根據(jù)漏電流過大檢測電路200發(fā)出的檢測結(jié)果，發(fā)送切 斷控制信號給漏電流過大切斷電路400。圖3是雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置與雷擊浪涌防護(hù)電路結(jié)合的電路圖，漏 電流過大檢測電路200包括漏電流傳感電路201 、隔離電路202 、放大電路203 和比較判決電路204;漏電流傳感電^各201 ;險測雷擊浪涌防護(hù)電路的漏電流變化狀態(tài)；隔離電路202將雷擊浪涌防護(hù)電路的高電壓隔離，防止交流高壓對;故大電 路203及比較判決電路204及被保護(hù)電子設(shè)備的電路造成損害；放大電路203將漏電流傳感電路201檢測到的漏電流進(jìn)行放大；比較判決電路204判斷漏電流是否超出雷擊浪涌防護(hù)電路的最大門限值。所述檢測結(jié)果為所述比較判決電路204輸出的漏電流是否超出雷擊浪涌防 護(hù)電路的最大門限值的結(jié)果。軟件控制單元300多次延時并取樣漏電流過大檢測電路200發(fā)送的檢測結(jié) 果信號，如取樣結(jié)果有效，軟件控制單元300發(fā)送切斷信號至所述漏電流過大 切斷電路400。取樣次數(shù)和延時長度由用戶自定義。如軟件控制單元300獲得的取樣信號次數(shù)符合用戶自定義的取樣次數(shù)，貝'J 取樣結(jié)果即為有效。漏電流過大切斷電路400包括光電隔離電路401、驅(qū)動電路402、常閉開關(guān) 電路403;
光電隔離電路401防止交流電源的高電壓對軟件控制單元及被保護(hù)的電子 設(shè)備的其他電路造成損壞；驅(qū)動電路402用于驅(qū)動常閉開關(guān)電路403;常閉開關(guān)電路403在接收到所述軟件控制單元300的所述切斷信號后，切 斷雷擊浪涌防護(hù)電路與電源的連"t妄。圖4是本發(fā)明雷擊浪涌防護(hù)電路漏電流過大檢測電路的一種較佳實施例的電路原理圖，所述漏電流傳感電路201由電阻分流器R組成；光電隔離電路202由光耦D組成；放大電路和比較放大電路203和204由運算放大器A及R1、 R2等組成的外圍電3各組成。當(dāng)雷擊浪涌防護(hù)電路正常工作時，壓敏電阻122、 123,氣體放電管124上流過的漏電流非常小，流過電阻R和隔離電路光電耦合器件D上的電流幾乎為O，光耦的輸出側(cè)斷開，輸出端O為低電平，判斷比較器A的輸入為低，輸出為低電平；當(dāng)壓敏電阻122、 123兩者之一或均漏電流增大，氣體放電管124的漏電流增大、電壓提高，R上流過的電流增大，光耦的輸出側(cè)導(dǎo)通，輸出端O輸出高電平(5V),判斷器的輸入為高電平，輸出對應(yīng)為高電平。比較器輸出一個^^測判斷結(jié)果信號給軟件控制單元。軟件控制單元300在接收到漏電流;險測判斷結(jié)果信號之后延時10s ~ 50s，再次接收漏電流檢測判斷結(jié)果信號，如3 ~ 5次可以接收到漏電流檢測判斷結(jié)果信號，則說明雷擊浪涌防護(hù)電流存在漏電流，并向漏電流過大切斷電路400發(fā)送切斷控制信號。圖5是雷擊浪涌防護(hù)電路漏電流過大切斷電路400的一種較佳實施例的電路 原理圖。所述光電隔離電路401由光耦D1組成；驅(qū)動電路402由可控開關(guān)的控 制線圈部分J組成；常閉開關(guān)電路403由可控開關(guān)的主觸點部分K組成。正常 情況下，軟件控制單元300的輸出端處于低電平的狀態(tài)，三極管S不能導(dǎo)通，
可控開關(guān)的控制線圈J無電流通過，主觸點K閉合，雷擊浪涌防護(hù)電路處于接 入正常的工作狀態(tài)。當(dāng)軟件控制單元300發(fā)出高電平信號時，三極管S導(dǎo)通， 可控開關(guān)的控制線圈J有電流通過，對應(yīng)的主觸點常閉觸點K斷開，雷擊浪涌 防護(hù)電路^皮切斷。
以上僅為本發(fā)明的較佳實施例。在實際使用時，其具體的電路可以作出相應(yīng) 的等效替換。因此凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出 本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于包括漏電流過大檢測電路(200)、軟件控制單元(300)和漏電流過大切斷電路(400)；漏電流過大檢測電路(200)通過軟件控制單元(300)與漏電流過大切斷電路(400)連接；漏電流過大檢測電路(200)對雷擊浪涌電路的漏電流進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給軟件控制單元(300)；軟件控制單元(300)根據(jù)漏電流過大檢測電路(200)發(fā)出的檢測結(jié)果，發(fā)送切斷控制信號給漏電流過大切斷電路(400)。
2、 如權(quán)利要求l所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于漏電流 過大檢測電路(200 )包括漏電流傳感電路(201 )、隔離電路(202 )、放大電路(203 )和比較判決電路(204 );漏電流傳感電路(201);險測雷擊浪涌防護(hù)電路的漏電流變化狀態(tài)； 隔離電路(202 )將雷擊浪涌防護(hù)電路的高電壓隔離，防止交流高壓對放大 電路(203 )及比較判決電路(204 )造成損害；放大電路(203 )將漏電流傳感電路(201)檢測到的漏電流進(jìn)行放大； 比較判決電路(204 )判斷漏電流是否超出雷擊浪涌防護(hù)電路的最大門限值。
3、 如權(quán)利要求1所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于所述檢 測結(jié)果為所述比較判決電路(204 )輸出的漏電流是否超出雷擊浪涌防護(hù)電路的 最大門P艮值的結(jié)果。
4、 如權(quán)利要求1所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于軟件控 制單元(300 )多次延時并取樣漏電流過大檢測電路(200 )發(fā)送的檢測結(jié)果信 號，如取樣結(jié)果有效，軟件控制單元(300 )發(fā)送切斷信號至所述漏電流過大切 斷電3各(400 )。
5、 如權(quán)利要求4所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于取樣次 數(shù)和延時長度由用戶自定義。
6、 如權(quán)利要求5所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于如軟件 控制單元(300 )獲得的取樣信號次數(shù)符合用戶自定義的取樣次數(shù)，則取樣結(jié)果 即為有歲文。
7、 如權(quán)利要求1所述的雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特征在于漏電流 過大切斷電路(400 )包括光電隔離電路(401)、驅(qū)動電路(402 )、常閉開關(guān)電 路(403 );光電隔離電路(401)防止交流電源的高電壓對驅(qū)動電路(402 )和常閉開 關(guān)電路(403 )造成損壞；驅(qū)動電路(402 )用于驅(qū)動常閉開關(guān)電路(403 );常閉開關(guān)電路(403 )在接收到所述軟件控制單元(300 )的所述切斷信號 后，切斷雷擊浪涌防護(hù)電路與電源的連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雷擊浪涌防護(hù)電路保護(hù)裝置，其特點在于包括漏電流過大檢測電路200、軟件控制單元300和漏電流過大切斷電路400；漏電流過大檢測電路200通過軟件控制單元300與漏電流過大切斷電路400連接；漏電流過大檢測電路200對雷擊浪涌電路的漏電流進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給軟件控制單元300；軟件控制單元300根據(jù)漏電流過大檢測電路200發(fā)出的檢測結(jié)果，發(fā)送切斷控制信號給漏電流過大切斷電路400。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)而言可以及時發(fā)現(xiàn)雷擊浪涌電路漏電流過大的情形，準(zhǔn)確區(qū)分壓敏電阻性能變差造成的漏電流與雷擊造成的電流沖擊，及時切斷雷擊浪涌防護(hù)電路以達(dá)到對所連接設(shè)備的保護(hù)。
文檔編號H02H3/22GK101102042SQ20071013753
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者晶 石 申請人:中興通訊股份有限公司