專利名稱：微型耐高壓過壓保護裝置的制作方法
技術領域：
本技術方案屬于工業(yè)自動化領域，具體是一種電子產(chǎn)品的輸入濾波及保護裝置。
背景技術：
在工業(yè)自動化控制領域中，由于工業(yè)現(xiàn)場大多存在較強的電磁干擾，大多都是通過傳感器的電源線串入傳感器內(nèi)部，引起觸感器誤動作，甚至是損壞傳感器。這些干擾信號多表現(xiàn)為斷續(xù)或者連續(xù)的尖脈沖，而且其峰峰值一般都特別大(Vpp > 150V)，對于持續(xù)時間比較短的斷續(xù)的干擾脈沖，一般的傳感器內(nèi)部大都采用限流電阻和穩(wěn)壓二極管構(gòu)成的過壓保護電路，可以起到濾除大于穩(wěn)壓二極管額定電壓的干擾脈沖的作用。但是，如果干擾脈沖 的持續(xù)時間特別長或者電壓特別高，那么流過限流電阻的電流就會很大，而限流電阻的功率和穩(wěn)壓二極管的功率都是一定的,一旦超過二者中任何一個的最大功率,二個中的其中一個必定燒毀，從而造成傳感器的損壞。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術的不足，本技術方案提出了這款微型耐高壓過壓保護裝置。一種微型耐高壓過壓保護裝置，包括PCB板和PCB板上的耐高壓過壓保護電路。耐高壓過壓保護電路的元器件包括穩(wěn)壓二極管、第一 PNP型三極管、第二 PNP型三極管、第三PNP型三極管、第一保護電阻、第二保護電阻和分流電阻；所述穩(wěn)壓二極管的陽極通過印制線連接第二保護電阻的一端，第二保護電阻的另一端通過印制線連接到“一”極；所述穩(wěn)壓二極管的陰極通過印制線連接第一保護電阻的一端，第一保護電阻的另一端通過印制線連接到“ + ”極輸入端；所述第一 PNP型三極管的基極通過印制線連接到穩(wěn)壓二極管的陰極與第一保護電阻之間；第一 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端；第一 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到分流電阻的一端，分流電阻的另一端通過印制線連接到
極；所述第二 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端，第二 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“+”極輸出端；第二 PNP型三極管的基極通過印制線連接至IJ第三PNP型三極管的發(fā)射極；第三PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“ + ”極輸出端；第三PNP型三極管的基極通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。所述分流電阻包括并聯(lián)連接的第一分流電阻和第二分流電阻。耐高壓過壓保護電路的元器件包括第三保護電阻，第三保護電阻的一端通過印制線連接到“+”極輸入端，另一端通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。耐高壓過壓保護電路的元器件包括續(xù)流電容，續(xù)流電容的兩端分別通過印制線連接到“+”極輸出端和極。對于所述耐高壓過壓保護電路的各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線間距均大于2_。[0012]對于所述各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線之間的空隙做不小于Imm的鏤空。所述第一、二和三PNP型三極管是耐高壓PNP型三極管，耐壓值均不小于300V AC/DC0第一、二分流電阻均選用功率為1/4W的電阻。耐高壓過壓保護電路的元器件是SMT型元器件。采用的上述技術方案后，本裝置可以達到A.微型一電路面積小于2平方厘米；全部采用SMT貼片工藝，體積超小；B.耐高壓-最大耐壓可達到300V-AC/DC ； C.可實現(xiàn)過電壓保護。閾值可以根據(jù)不同的使用要求設定；D.過壓保護可以自行恢復。過壓保護之后只要輸入電壓降到閾值以下，本裝置無需斷電即可自行恢復正常；E.可有效的阻止過強的干擾脈沖進入后級的被保護電路，可起到很好的抗干擾作用；F.可以通過較大的電流,最大可達O. 2A ；G.本實用新型后跟續(xù)流電容，可以根據(jù)干擾脈沖的持續(xù)時長，來改變電容值，使后續(xù)電路在電源切斷的情況下繼續(xù)工作，這樣既可以保護電路又可以使電路照常工作；H.本電路是由兩個PNP管(第二、三PNP三極管)組成的達林頓管，也可以對干擾進一步調(diào)制，使干擾減小。針對現(xiàn)有技術中過壓保護電路簡單，保護作用有限的問題，本實用新型提出的微型耐高壓過壓保護裝置，它不但可以有效的濾除斷續(xù)或者長時間的連續(xù)的高壓尖脈沖，有效的起到保護下游電子元件的作用，而且體積小巧，可以很方便的安裝到各種傳感器的內(nèi)部?？梢院芎媒鉀Q現(xiàn)有產(chǎn)品的不足。

圖I是本實用新型的電路原理圖。①-穩(wěn)壓二極管、②-續(xù)流電容、③-第一 PNP型三極管、④-第二 PNP型三極管、⑤-第三PNP型三極管、⑥-第一保護電阻、⑦-第二保護電阻、⑧-第三保護電阻、⑨-第一分流電阻、⑩-第二分流電阻。圖面說明元件①的作用當輸入電壓超過穩(wěn)壓管的耐壓值時，此穩(wěn)壓二極管會被擊穿，使三極管③導通；當輸入電壓小于穩(wěn)壓管的耐壓值時，只有很小的電流流過穩(wěn)壓管；通過選用不同的穩(wěn)壓管可以設定不同的過壓保護閾值。元件②的作用可有效的阻止過強的干擾脈沖進入后級的被保護電路，可起到很好的抗干擾作用；可以根據(jù)干擾脈沖的持續(xù)時長，來改變電容值，使后續(xù)電路在電源切斷的情況下繼續(xù)工作，這樣既可以保護電路又可以使電路照常工作。元件③④⑤的選型及作用③④⑤全部選用耐高壓PNP型三極管，耐壓值均可達到300V AC/DC ；當電路的輸入電壓正常時，三極管③不導通，④⑤導通工作，④的輸入輸出壓差僅為O. 2V左右；當輸入電壓過高，穩(wěn)壓ニ極管被擊穿后，元件③會導通，④⑤截止。元件⑥⑦⑧的選型及作用全部選用很大的電阻(達到kQ扱)，當ニ極管被擊穿時，通過的電流很小，保護電路不被燒壞。元件⑨⑩的選型及作用全部選用1/4W的電阻，并聯(lián)使用時，可以耐更高的電壓，起分流作用。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本技術方案進ー步說明如下ー種微型耐高壓過壓保護裝置，包括PCB板和PCB板上的耐高壓過壓保護電路。耐高壓過壓保護電路的元器件包括穩(wěn)壓ニ極管、第一 PNP型三極管、第二 PNP型三極管、第三PNP型三極管、第一保護電阻、第二保護電阻和分流電阻； 所述穩(wěn)壓ニ極管的陽極通過印制線連接第二保護電阻的一端，第二保護電阻的另一端通過印制線連接到“一”扱；所述穩(wěn)壓ニ極管的陰極通過印制線連接第一保護電阻的一端，第一保護電阻的另一端通過印制線連接到“ + ”極輸入端；所述第一 PNP型三極管的基極通過印制線連接到穩(wěn)壓ニ極管的陰極與第一保護電阻之間；第一 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端；第一 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到分流電阻的一端，分流電阻的另一端通過印制線連接到“-”極；所述第二 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端，第二 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“+”極輸出端；第二 PNP型三極管的基極通過印制線連接至IJ第三PNP型三極管的發(fā)射極；第三PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“ + ”極輸出端；第三PNP型三極管的基極通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。所述分流電阻包括并聯(lián)連接的第一分流電阻和第二分流電阻。耐高壓過壓保護電路的元器件包括第三保護電阻，第三保護電阻的一端通過印制線連接到“+”極輸入端，另一端通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。耐高壓過壓保護電路的元器件包括續(xù)流電容，續(xù)流電容的兩端分別通過印制線連接到“ + ”極輸出端和扱。對于所述耐高壓過壓保護電路的各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線間距均大于2_。對于所述各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線之間的空隙做不小于Imm的鏤空。所述第一、ニ和三PNP型三極管是耐高壓PNP型三極管，耐壓值均不小于300V AC/DC0第一、二分流電阻均選用功率為1/4W的電阻。耐高壓過壓保護電路的元器件是SMT型元器件。例如，在傳感器的組裝過程中，將本保護裝置與PCB焊接，經(jīng)絕緣、熱縮處理和灌膠等エ藝，然后經(jīng)過高低溫以及全自動電子測試儀器的測試驗證。A.通過SMT貼片的微電路實現(xiàn)；B.過電壓保護的實施方式根據(jù)不同的使用要求可以設定不同的閾值，從而達到不同的過電壓保護值；C.過壓保護之后的電路恢復只要輸入電壓降到閾值以下即可自動恢復；D.抗干擾電路可有效的阻止過強的干擾脈沖。E.微型化和耐壓均符合安規(guī)，主要從器件選擇和PCB布板布線方面實現(xiàn)PCB上布線的線與線之間的間距均大于2mm.以保證足夠的爬電距離。另外，對線與線之間的空隙做Imm的鏤空處理；以保證足夠的耐壓需求。穩(wěn)壓管兩端的電阻值都很大(達到kQ扱)，所以當穩(wěn)壓管反向擊穿時，通過的電流很小，ニ極管不會燒壞，起到很好的保護作用。F.若有尖峰脈沖，且干擾脈沖的峰峰值Vpp大于穩(wěn)壓管的額定電壓，三極管③就導通，三極管④⑤就會截止，從而起到保護下游電子元件的作用。在三極管④⑤截止期間， 電容②就會對下游的被保護電路放電，以保證在過壓期間，下游的被保護電路仍然可以正
常工作。
權(quán)利要求1.一種微型耐高壓過壓保護裝置，包括PCB板和PCB板上的耐高壓過壓保護電路，其特征是耐高壓過壓保護電路的元器件包括穩(wěn)壓二極管、第一 PNP型三極管、第二 PNP型三極管、第三PNP型三極管、第一保護電阻、第二保護電阻和分流電阻； 所述穩(wěn)壓二極管的陽極通過印制線連接第二保護電阻的一端，第二保護電阻的另一端通過印制線連接到極；所述穩(wěn)壓二極管的陰極通過印制線連接第一保護電阻的一端，第一保護電阻的另一端通過印制線連接到“ + ”極輸入端； 所述第一 PNP型三極管的基極通過印制線連接到穩(wěn)壓二極管的陰極與第一保護電阻之間；第一 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端；第一 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到分流電阻的一端，分流電阻的另一端通過印制線連接到極； 所述第二 PNP型三極管的發(fā)射極通過印制線連接到“ + ”極輸入端，第二 PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“ + ”極輸出端;第二 PNP型三極管的基極通過印制線連接到第三PNP型三極管的發(fā)射極；第三PNP型三極管的集電極通過印制線連接到“ + ”極輸出端；第三PNP型三極管的基極通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是所述分流電阻包括并聯(lián)連接的第一分流電阻和第二分流電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是耐高壓過壓保護電路的元器件包括第三保護電阻，第三保護電阻的一端通過印制線連接到“ + ”極輸入端，另一端通過印制線連接到第一 PNP型三極管的集電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是耐高壓過壓保護電路的元器件包括續(xù)流電容，續(xù)流電容的兩端分別通過印制線連接到“ + ”極輸出端和極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是對于所述耐高壓過壓保護電路的各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線間距均大于2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是對于所述各個元器件上連接的印制線，在PCB板上相鄰印制線之間的空隙做不小于1_的鏤空。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是所述第一、二和三PNP型三極管是耐高壓PNP型三極管，耐壓值均不小于300V AC/DC。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是第一、二分流電阻均選用功率為1/4W的電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型耐高壓過壓保護裝置，其特征是耐高壓過壓保護電路的元器件是SMT型元器件。
專利摘要一種微型耐高壓過壓保護裝置，具體是穩(wěn)壓二極管的陽極連接第二保護電阻的一端，第二保護電阻的另一端連接“-”極；穩(wěn)壓二極管的陰極連接第一保護電阻的一端，第一保護電阻的另一端連接“+”極輸入端；第一PNP型三極管的基極連接穩(wěn)壓二極管的陰極與第一保護電阻之間；第一PNP型三極管的發(fā)射極連接“+”極輸入端；第一PNP型三極管的集電極連接分流電阻的一端，分流電阻的另一端連接“-”極；第二PNP型三極管的發(fā)射極連接“+”極輸入端，第二PNP型三極管的集電極連接“+”極輸出端；第二PNP型三極管的基極連接第三PNP型三極管的發(fā)射極；第三PNP型三極管的集電極連接“+”極輸出端；第三PNP型三極管的基極連接第一PNP型三極管的集電極。本裝置可以保護下游電子元件，體積小巧。
文檔編號H02H9/04GK202435026SQ20122000569
公開日2012年9月12日 申請日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者江宏偉, 邵明栓 申請人:南通科瑞投資有限公司