專利名稱：一種高能量電涌抑制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及防電涌技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無需進行復(fù)雜接地操作的高能量電涌 抑制方法及裝置。
背景技術(shù)：
電涌是電路中出現(xiàn)的一種短暫的電流或電壓波動，在電路中通常持續(xù)約百萬分之 一秒，聞能量電涌發(fā)生時對電子設(shè)備的危害非常大。
現(xiàn)有技術(shù)的高能量電涌的防護設(shè)備主要采用開關(guān)元件，如氣體放電管。電子設(shè)備 正常工作時，氣體放電管處于高阻狀態(tài)，是斷開的；當(dāng)高能量電涌來的時候，氣體放電管導(dǎo) 通，將電涌電流泄放到大地，從而保護了電子設(shè)備免受電涌沖擊損壞。目前氣體放電管廣泛 應(yīng)用在室外及工業(yè)電涌防護中，是目前大電流電涌防護中最為通用的方案。然而，氣體放電 管對接地的要求很高，要求施工人員對接地工程非常熟悉，安裝實施難度大。
另一種應(yīng)用廣泛的防電涌器件是壓敏電阻，其中主要使用氧化鋅壓敏電阻。氧化 鋅壓敏電阻具有反應(yīng)時間快速、低漏電流、優(yōu)越的電壓比、寬廣的電壓與能量比、低備用電 力且無后續(xù)電流等特性。氧化鋅壓敏電阻是一種伏安特性呈非線性的電壓敏感元件，壓敏 電阻在不工作時，相對受保護的電子設(shè)備而言，具有很高的阻抗，一般為數(shù)兆歐姆，不會影 響受保護電路的電特性，但當(dāng)瞬間突波電壓出現(xiàn)，如越過壓敏電阻的保護電壓時，該壓敏電 阻的阻抗會變低，僅有幾個歐姆而已，造成短路，電子產(chǎn)品或元件因此而受到保護。但是，由 于單個壓敏電阻吸收電涌能量的水平有限，壓敏電阻在當(dāng)前的防電涌應(yīng)用中，主要集中在 低電壓、小電流的防護中，對于380V工業(yè)及室外用電設(shè)備的保護則無能為力。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種高能量電涌抑制方法及裝置，以解決現(xiàn)有技 術(shù)的氣體放電管的安裝對接地要求高、安裝實施難度大，以及單個壓敏電阻無法用于吸收 高能量電涌的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高能量電涌抑制方法，用于吸收電涌能量， 將多個壓敏電阻并聯(lián)于電源和電子設(shè)備之間，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻 的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定。
作為優(yōu)選，采用一個與各所述壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管作為備用保護設(shè)備。
本發(fā)明同時提供了一種高能量電涌抑制裝置，連接于電源和電子設(shè)備之間，用于 吸收電涌能量，包括第一級保護電路，所述第一級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻，各所 述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸 收的能量的比值確定。
作為優(yōu)選，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管。
作為優(yōu)選，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的第一電容。
作為進一步地優(yōu)選，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻及第一電容并聯(lián)的氣體放電管。作為進一步地優(yōu)選，還包括第二級保護電路和電感元件，所述第一級保護電路接于電源端，所述第二級保護電路接于電子設(shè)備端，所述電感元件接于所述第一級保護電路與第二級保護電路之間。作為進一步地優(yōu)選，所述第二級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻。作為進一步地優(yōu)選，所述第二級保護電路的壓敏電阻與第一級保護電路的壓敏電阻的個數(shù)相同或不同。作為進一步地優(yōu)選，所述第二級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的第二電
容。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果通過采用多個并聯(lián)的壓敏電阻同時對高能量電涌進行吸收，在高能量電涌入侵時，能夠有效保護電子設(shè)備，同時避免了單純采用氣體放電管時復(fù)雜的接地操作；本裝置連接于電路中，能夠完全阻隔電涌對后續(xù)電子設(shè)備的危害，起到有效的保護作用。


圖1為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例一的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例二的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例三的電路結(jié)構(gòu)圖。圖4為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例四的電路結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例五的電路結(jié)構(gòu)圖。圖6為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例六的電路結(jié)構(gòu)圖。圖7為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例七的電路結(jié)構(gòu)圖。圖8為本發(fā)明的高能量電涌抑制裝置的實施例八的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明。如圖1至圖8所示，本發(fā)明的各實施例提供的高能量電涌抑制裝置連接于電源和電子設(shè)備之間，用于吸收電涌能量，其輸入端IN與電源端連接，其輸出端OUT與電子設(shè)備端連接。如圖1所示，實施例一提供的高能量電涌抑制裝置包括第一級保護電路，第一級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻VSR1、VSR2……VSRn，壓敏電阻VSRp VSR2……VSRn的參數(shù)相同，所以各個壓敏電阻可吸收的能量也相同；在各個壓敏電阻的參數(shù)確定后，壓敏電阻的個數(shù)η根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻可吸收的能量的比值確定，具體為壓敏電阻的個數(shù)n ^電涌能量/單個壓敏電阻可吸收的能量，其中η為整數(shù)。實施例一提供的高能量電涌抑制裝置采用多個并聯(lián)的壓敏電阻同時對電涌能量進行吸收，因而能夠用于抑制高能量的電涌；此外，采用壓敏電阻對電涌能量進行吸收，免除了接地操作，因而避免了傳統(tǒng)的用于泄放高能量電涌的防電涌設(shè)備接地安裝不便的問題。如圖2所示，實施例二提供的高能量電涌抑制裝置與實施例一提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于第一級保護電路還包括與各個壓敏電阻并聯(lián)的第一電容C1，第一電容C1用于濾除高頻的電涌噪聲。
如圖3所示，實施例三提供的高能量電涌抑制裝置與實施例一提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于第一級保護電路還包括與各個壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管GDT，當(dāng)電流超過壓敏電阻VSR1、VSR2……VSRn的吸收能力時，氣體放電管GDT作為備用保護設(shè)備發(fā)揮作用，起到更好的防電涌效果。
如圖4所示，實施例四提供的高能量電涌抑制裝置與實施例一提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于第一級保護電路還包括與各個壓敏電阻并聯(lián)的第一電容CdP氣體放電管GDT，第一電容C1用于濾除高頻的電涌噪聲，氣體放電管GDT作為備用保護設(shè)備發(fā)揮作用，起到更好的防電涌效果。
如圖5所示，實施例五提供的高能量電涌抑制裝置包括第一級保護電路、第二級保護電路和電感元件；第二級保護電路與第一級保護電路并聯(lián)，可以對輸入端IN的電涌電壓進行瞬間泄放；電感元件串接于第一級保護電路與第二級保護電路之間，可以抑制第一級保護電路的電涌電壓流入第二級保護電路，從而防止電涌電壓對電子設(shè)備中的電子元件的損壞；其中，第一級保護電路可以采用實施例一至實施例四中提供的任意一種第一級保護電路的結(jié)構(gòu)，在本實施例中選擇實施例二中提供的第一級保護電路的結(jié)構(gòu)，其包括多個并聯(lián)的壓敏電阻VSR1……VSRn以及與各個壓敏電阻并聯(lián)的第一電容仏，第一電容C1用于濾除高頻的電涌噪聲；第二級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻VSR/……VSRn’以及第二電容C2，其壓敏電阻的個數(shù)與第一級保護電路中的壓敏電阻的個數(shù)相同，第二電容C2也用于濾除高頻的電涌噪聲；電感元件包括兩個電感L1和L2,當(dāng)輸入端IN的電壓處于正常情況時，電感L1和L2近似為阻值很低的電阻，不會影響電子設(shè)備的正常工作，當(dāng)輸入端IN因出現(xiàn)雷擊火開關(guān)瞬時插拔產(chǎn)生的電涌電壓時，電感L1和L2產(chǎn)生反向電動勢,抑制電涌電壓從第一級保護電路向第二級保護電路傳遞。
如圖6所示，實施例六提供的高能量電涌抑制裝置與實施例五提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于其第二級保護電路中的壓敏電阻的個數(shù)與其第一級保護電路中的壓敏電阻的個數(shù)不同，分別為壓敏電阻VSR/……VSRm’。
如圖7所示，實施例七提供的高能量電涌抑制裝置與實施例五提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于其第一 級保護電路還包括與各個壓敏電阻及第一電容Cl并聯(lián)的氣體放電管，當(dāng)電流超過壓敏電阻VSR1……VSRn的吸收能力時，氣體放電管GDT作為備用保護設(shè)備發(fā)揮作用，起到更好的防電涌效果。
如圖8所示，實施例八提供的高能量電涌抑制裝置與實施例六提供的高能量電涌抑制裝置的區(qū)別在于其第一級保護電路還包括與各個壓敏電阻及第一電容Cl并聯(lián)的氣體放電管，當(dāng)電流超過壓敏電阻VSR1……VSRn的吸收能力時，氣體放電管GDT作為備用保護設(shè)備發(fā)揮作用，起到更好的防電涌效果。
本發(fā)明提供的高能量電涌抑制方法，用于吸收電涌能量，具體為將多個壓敏電阻并聯(lián)于電源和電子設(shè)備之間，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定。
在各個壓敏電阻的參數(shù)確定后，壓敏電阻的個數(shù)η根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻可吸收的能量的比值確定，具體為壓敏電阻的個數(shù)η 電涌能量/單個壓敏電阻可吸收的能量，其中η為整數(shù)。此外，還可以采用一個與各所述壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管作為備用保護設(shè)備，當(dāng)電流超過并聯(lián)的各壓敏電阻的吸收能力時，氣體放電管作為備用保護設(shè)備發(fā)揮作用，起到更好的防電涌效果。以上實施例僅為本發(fā)明的示例性實施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各
種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高能量電涌抑制方法，用于吸收電涌能量，其特征在于，將多個壓敏電阻并聯(lián)于電源和電子設(shè)備之間，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能量電涌抑制方法，其特征在于，采用一個與各所述壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管作為備用保護設(shè)備。
3.一種高能量電涌抑制裝置，連接于電源和電子設(shè)備之間，用于吸收電涌能量，其特征在于，包括第一級保護電路，所述第一級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的氣體放電管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的第一電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第一級保護電路還包括與各所述壓敏電阻及第一電容并聯(lián)的氣體放電管。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6之一所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，還包括第二級保護電路和電感元件，所述第一級保護電路接于電源端，所述第二級保護電路接于電子設(shè)備端，所述電感元件接于所述第一級保護電路與第二級保護電路之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第二級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第二級保護電路的壓敏電阻與第一級保護電路的壓敏電阻的個數(shù)相同或不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高能量電涌抑制裝置，其特征在于，所述第二級保護電路還包括與各所述壓敏電阻并聯(lián)的第二電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高能量電涌抑制方法及裝置，所述方法用于吸收電涌能量，將多個壓敏電阻并聯(lián)于電源和電子設(shè)備之間，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定；所述裝置連接于電源和電子設(shè)備之間，包括第一級保護電路，所述第一級保護電路包括多個并聯(lián)的壓敏電阻，各所述壓敏電阻的參數(shù)相同，所述壓敏電阻的個數(shù)根據(jù)所述電涌能量與單個所述壓敏電阻能吸收的能量的比值確定。本發(fā)明通過采用多個并聯(lián)的壓敏電阻同時對高能量電涌進行吸收，在高能量電涌入侵時，能夠有效保護電子設(shè)備，同時避免了采用氣體放電管時復(fù)雜的接地操作。
文檔編號H02H9/02GK103001201SQ201110269938
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者黃巖, 楊超, 石召 申請人:黃巖, 楊超, 石召