防雷器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種防雷器，解決現(xiàn)有防雷器防雷效果差、電路殘壓高、保險絲電阻過流后損壞需更換等問題。該防雷器包括電源保護電路，電源保護電路包括電源正極接口、電源負(fù)極接口、接地線、陶瓷氣體放電管DS1和陶瓷氣體放電管DS2，電源正極接口和接地線通過陶瓷氣體放電管DS1相互連接：電源負(fù)極接口和接地線通過陶瓷氣體放電管DS2相互連接；電源正極接口與電源負(fù)極接口之間依次串聯(lián)有耦合電感L1、自恢復(fù)保險絲F1、浪涌吸收元件D1、耦合電感L2和耦合電感L3；電源保護電路還包括浪涌吸收元件T1，浪涌吸收元件T1一端連接于耦合電感L1與自恢復(fù)保險絲F1連接節(jié)點，另一端連接于耦合電感L2與耦合電感L3連接節(jié)點。
【專利說明】
防雷器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及防雷裝置，特別是一種防雷器。

【背景技術(shù)】
[0002]雷電分直擊雷、電磁脈沖、球形雷和云閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建筑造成危害，直擊雷的能量最大，約為I億至10億伏，平均電流是3萬安培，最大電流可達(dá)30萬安培。電磁脈沖主要影響電子設(shè)備，也就是我們所說的感應(yīng)雷；每年的雷雨季節(jié)給人類造成的直接經(jīng)濟損失高達(dá)數(shù)億美元，其中由于感應(yīng)雷所造成的損失占70%。感應(yīng)雷是在閃雷時所產(chǎn)生的瞬間脈沖磁場，這種強大的感應(yīng)磁場，可在地面Ikm范圍內(nèi)的金屬網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷，包括有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò)，電力輸電網(wǎng)絡(luò)和其他金屬材料制成的線路系統(tǒng)。高強度的感應(yīng)電荷會在這些金屬網(wǎng)絡(luò)中形成強大的瞬間高壓電場，從而形成對用電設(shè)備的高壓弧光放電，最終會導(dǎo)致電器設(shè)備燒毀。其中弱電電器受到的危害最大，雷電影響到市電網(wǎng)絡(luò)會造成電器供電電源電位上升，從而會擊穿內(nèi)部元件:電器金屬外殼、插接口、供電線路、信號線路及所有與內(nèi)部電路有連接的金屬，將隨時成為感應(yīng)雷的侵入路徑，弱電電器的耐壓能力遠(yuǎn)低于強電設(shè)備。
[0003]針對此問題，市場上已推出多款外置防雷器，但是在室外安裝外置防雷器，有很大的隱患，防雷效果差；當(dāng)雷擊中避雷針時，在接到大地的引線周圍會產(chǎn)生很強的瞬變電場，處在電磁場中的設(shè)備和傳輸線路會感應(yīng)出較大的電動勢，瞬變電場的能量達(dá)到1.5KA會擊穿設(shè)備的絕緣介質(zhì)侵入到設(shè)備內(nèi)部，從而把內(nèi)部元件打壞；外置防雷器所應(yīng)用的電路都是傳統(tǒng)的二級保護電路，其電路的缺陷是殘壓高，而且在雷擊后，電路中的保險絲電阻過流后會發(fā)生損壞，需更換后才可以再次使用，更換器件不但要花費人工和物料成本，由于未及時更換器件也會導(dǎo)致設(shè)備受損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種防雷器，可以對設(shè)備的電源電路和信號電路全面保護，解決了現(xiàn)有防雷器防雷效果差、電路殘壓高、保險絲電阻過流后損壞需更換電子器件等問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]一種防雷器，包括電源保護電路，所述電源保護電路包括電源正極接口、電源負(fù)極接口、接地線、陶瓷氣體放電管DSl和陶瓷氣體放電管DS2，所述電源正極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電管DSl相互連接；所述電源負(fù)極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電管DS2相互連接；
[0007]所述電源正極接口與所述電源負(fù)極接口之間依次串聯(lián)有耦合電感L1、自恢復(fù)保險絲F1、浪涌吸收元件D1、耦合電感L2和耦合電感L3 ；
[0008]所述電源保護電路還包括浪涌吸收元件Tl，所述浪涌吸收元件Tl的一端連接于所述耦合電感LI與所述自恢復(fù)保險絲Fl的連接節(jié)點，另一端連接于所述耦合電感L2與所述耦合電感L3的連接節(jié)點。
[0009]進(jìn)一步的，還包括信號保護電路，所述信號保護電路包括信號正極接口、信號負(fù)極接口、接地線、陶瓷氣體放電管DS3和陶瓷氣體放電管DS4，所述信號正極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電筲DS3相互連接，所述信號負(fù)極接口和所述接地線之間通過所述陶瓷氣體放電管DS4相互連接；
[0010]所述信號正極接口與所述信號負(fù)極接口之間依次串聯(lián)有自恢復(fù)保險絲F2、壓敏電阻RU浪涌吸收元件T2、壓敏電阻R2和自恢復(fù)保險絲F3 ；
[0011]所述信號保護電路還包括浪涌吸收元件T3，所述浪涌吸收元件T3的一端連接于所述自恢復(fù)保險絲F2與所述壓敏電阻Rl的連接節(jié)點，另一端連接于所述壓敏電阻R2與所述自恢復(fù)保險絲F3的連接節(jié)點。
[0012]進(jìn)一步的，所述耦合電感L2與所述浪涌吸收元件Dl的連接節(jié)點和所述壓敏電阻Rl與所述浪涌吸收元件T2的連接節(jié)點相連接。
[0013]進(jìn)一步的，所述浪涌吸收元件T2和所述浪涌吸收元件T3均為半導(dǎo)體放電管。
[0014]進(jìn)一步的，所述浪涌吸收元件Dl為瞬態(tài)抑制二極管，所述浪涌吸收元件Tl為半導(dǎo)體放電管。
[0015]由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0016]一、外置防雷器采用傳統(tǒng)的防雷二級保護，殘壓高；本發(fā)明中，陶瓷氣體放電管DS1、陶瓷氣體放電管DS2構(gòu)成電源的第一級保護電路，陶瓷氣體放電管DS3和陶瓷氣休放電管DS4構(gòu)成信號的第一級保護電路，主要用于將強浪涌泄掉；耦合電感L1、耦合電感L3、浪涌吸收元件Tl構(gòu)成電源的第二級保護電路，自恢復(fù)保險絲F2、自恢復(fù)保險絲F3以及浪涌吸收元件T3構(gòu)成信號的第二級保護電路，主要用于降低兩線間的殘壓；自恢復(fù)保險絲F1、耦合電感L2、浪涌吸收元件Dl構(gòu)成電源的第三級保護電路，壓敏電阻R1、壓敏電阻R2以及浪涌吸收元件T2構(gòu)成信號的第三級保護電路，主要用于將兩線間的電壓鉗位在安全范圍內(nèi)。
[0017]由上述描述可知，本發(fā)明經(jīng)過三級保護電路后，電壓鉗位在安全范圍內(nèi)，分別對電源電路和信號電路進(jìn)行保護，使設(shè)備不受損害。
[0018]二、本發(fā)明電路中采用自恢復(fù)保險絲代替保險絲電阻，保險絲電阻是一次性器件，過流后保險絲電阻會被損壞，需要更換器件才能再次起到保護作用；而使用自恢復(fù)保險絲時，當(dāng)流過它的電流小于其保持電流時，它的阻值很小，當(dāng)流過它的電流超過其觸發(fā)電流時，它的阻值急劇增大而不是熔斷，從而阻斷雷電流的繼續(xù)侵入或者電路的續(xù)流，溫度降低后自行恢復(fù)，起到持續(xù)保護的作用。由上述描述可知，本發(fā)明采用自恢復(fù)保險絲，避免雷擊后由于器件損壞未及時更換帶來的損失，節(jié)約成本。
[0019]三、本發(fā)明中所述耦合電感L2與所述浪涌吸收元件Dl的連接節(jié)點和所述壓敏電陰Rl與所述浪涌吸收元件T2的連接節(jié)點相連接，從而使電源電路和信號電路相連接，此連接方法方便使用過程中與設(shè)備的連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]參見圖1，一種防雷器，包括電源保護電路，所述電源保護電路包括電源正極接口DC+、電源負(fù)極接口 DC-、接地線GND、陶瓷氣體放電管DSl和陶瓷氣體放電管DS2，所述電源正極接口 DC+和所述接地線GND通過所述陶瓷氣體放電管DSl相互連接；所述電源負(fù)極接口 DC-和所述接地線GND通過所述陶瓷氣體放電管DS2相互連接；
[0024]所述電源正極接口 DC+與所述電源負(fù)極接口 DC-之間依次串聯(lián)有耦合電感L1、自恢復(fù)保險絲F1、浪涌吸收元件D1、耦合電感L2和耦合電感L3 ；
[0025]所述電源保護電路還包括浪涌吸收元件Tl，所述浪涌吸收元件Tl的一端連接于所述耦合電感LI與所述自恢復(fù)保險絲Fl的連接節(jié)點，另一端連接于所述耦合電感L2與所述耦合電感L3的連接節(jié)點。
[0026]本發(fā)明還包括信號保護電路，所述信號保護電路包括信號正極接口 V+、信號負(fù)極接口 V-、接地線GND、
[0027]和所述接地線GND之間通過所述陶瓷氣體放電管DS4相互連接；
[0028]所述信號正極接口 V+與所述信號負(fù)極接口 V-之間依次串聯(lián)有自恢復(fù)保險絲F2、壓敏電阻R1、浪涌吸收元件T2、壓敏電阻R2和自恢復(fù)保險絲F3 ；
[0029]所述信號保護電路還包括浪涌吸收元件T3，所述浪涌吸收元件T3的一端連接于所述自恢復(fù)保險絲F2與所述壓敏電阻Rl的連接節(jié)點，另一端連接于所述壓敏電阻R2與所述自恢復(fù)保險絲F3的連接節(jié)點。
[0030]所述耦合電感L2與所述浪涌吸收元件Dl的連接節(jié)點和所述壓敏電阻Rl與所述浪涌吸收元件T2的連接節(jié)點相連接。
[0031]防雷模塊的工作原理為將大部分的感應(yīng)雷的電荷泄入大地，鉗位后端電壓，使后面元器件不受損害。其中，電源正極接口 DC+和電源負(fù)極接口 DC-分別用于接電源的正負(fù)極，信號正極接口 V+和信號負(fù)極接口 V-分別用于接信號的正負(fù)極。陶瓷氣體放電管DS1、陶瓷氣體放電管DS2構(gòu)成電源的第一級保護電路，陶瓷氣體放電管DS3和陶瓷氣體放電管DS4構(gòu)成信號的第一級保護電路，主要用于將強浪涌泄掉；耦合電感L1、耦合電感L3、浪涌吸收元件Tl構(gòu)成電源的第二級保護電路，自恢復(fù)保險絲F2、自恢復(fù)保險絲F3以及浪涌吸收元件T3構(gòu)成信號的第二級保護電路，主要用于降低兩線間的殘壓；自恢復(fù)保險絲F1、耦合電感L2、浪涌吸收元件Dl構(gòu)成電源的第三級保護電路，壓敏電阻R1、壓敏電阻R2以及浪涌吸收元件T2構(gòu)成信號的第三級保護電路，主要用于將兩線間的電壓鉗位在安全范圍內(nèi)。
[0032]在本實施例中，浪涌吸收元件Tl、浪涌吸收元件T2和浪涌吸收元件T3均為半導(dǎo)體放電管；浪涌吸收元件Dl為瞬態(tài)抑制二極管。半導(dǎo)體放電管和瞬態(tài)抑制二極管可相互替換。
[0033]本實施例中，自恢復(fù)保險絲可用保險絲電阻替換，但保險絲電阻是一次性器件，過流后保險絲電阻會發(fā)生損壞，需要更換器件才能再次起到保護作用；自恢復(fù)保險絲是一種正溫度系數(shù)熱敏電阻，在此保護電路中起到限流保護的作用，當(dāng)流過它的電流小于其保持電流時，此時自恢復(fù)保險絲的溫度較低，它的阻值很小，當(dāng)流過它的電流超過其觸發(fā)電流時，自恢復(fù)保險絲溫度升高，它的阻值急劇增大而不是熔斷，從而阻斷雷電流的繼續(xù)侵入或者電路的續(xù)流，溫度降低后自行恢復(fù)，起到持續(xù)保護的作用。
[0034]本實施例選用兩種規(guī)格的自恢復(fù)保險絲，其中電源保護部分優(yōu)選觸發(fā)電流是
1.85A的自恢復(fù)保險絲，信號保護部分優(yōu)選觸發(fā)電流是0.3A的自恢復(fù)保險絲。
[0035]本發(fā)明電路簡單，占用空間小，可以安裝在被保護設(shè)備內(nèi)部，解決了現(xiàn)有防雷器占用空間大的問題。其中，電源三級保護電路與信號三級保護電路可單獨使用，單獨使用電源三級保護電路時，只能對電源起到防雷保護作用，單獨使用信號三級保護電路時，則只能對信號起到防雷保護作用。
[0036]本實施例中，當(dāng)感應(yīng)雷從電源負(fù)極接口 DC-和信號負(fù)極接口 V-侵入，浪涌電流會在第一時間流入陶瓷氣體放電管DS2、陶瓷氣體放電管DS3、耦合電感L3和自恢復(fù)保險絲F2，因為陶瓷氣體放電管有一定的響應(yīng)時間，在這段時間里會有浪涌電流流過耦合電感L3和自恢復(fù)保險絲F2，若流過自恢復(fù)保險絲F2的浪涌電流超過其觸發(fā)電流0.3A時，它的阻值急劇增大，阻斷浪涌電流的繼續(xù)流入；陶瓷氣體放電管DS2和陶瓷氣體放電管DS3響應(yīng)后呈低阻，大部分浪涌電流經(jīng)陶瓷氣體放電管DS2和陶瓷氣體放電管DS3泄入接地端GND后泄入大地。
[0037]流過自恢復(fù)保險絲F2的浪涌電流降低到其觸發(fā)電流以下，自恢復(fù)保險絲F2恢復(fù)到初始狀態(tài)，電路導(dǎo)通。流過耦合電感L3和自恢復(fù)保險絲F2的浪涌電流會同時流到浪涌吸收元件Tl、耦合電感L2、壓敏電阻Rl和浪涌吸收元件T3，因為浪涌吸收元件Tl和浪涌吸收元件T3為半導(dǎo)體放電管，響應(yīng)速度快，所以會在短時間內(nèi)使電源正極接口 DC+與電源負(fù)極接口 DC-之間的殘壓以及信號正極接口 V+與信號負(fù)極接口 V-之間的殘壓降到很低。同一時間還是會有浪涌電流流過耦合電感L2和壓敏電阻R1，因為浪涌吸收元件Dl為瞬態(tài)抑制二極管，響應(yīng)速度極快，且在正向?qū)顟B(tài)，浪涌吸收元件T2為半導(dǎo)體放電管，所以后端的殘壓會降到更低。感應(yīng)雷從信號正極接口 V+對接地端GND侵入同理。
[0038]當(dāng)感應(yīng)雷從電源正極接口 DC+對地端GND侵入，浪涌電流會在第一時間流入陶瓷氣體放電管DSl和耦合電感LI，因為陶瓷氣體放電管有一定的響應(yīng)時間，在這段時間里會有浪涌電流流過耦合電感LI，陶瓷氣體放電管DSl響應(yīng)后呈低阻，大部分浪涌電流經(jīng)陶瓷氣體放電管DSl泄入接地端GND后泄入大地。
[0039]流過耦合電感LI的浪涌電流會同時流到浪涌吸收元件Tl和自恢復(fù)保險絲F1，因為浪涌吸收元件Tl為半導(dǎo)體放電管，響應(yīng)速度快，所以會在短時間內(nèi)使電源正極接口 DC+與電源負(fù)極接口 DC-之間的殘壓降到很低。同一時間還是會有浪涌電流流過自恢復(fù)保險絲Fl和浪涌吸收元件Dl，若流過自恢復(fù)保險絲Fl的浪涌電流超過其觸發(fā)電流1.85A時，它的阻值急劇增大，阻斷浪涌電流的繼續(xù)流入，當(dāng)浪涌電流低于其觸發(fā)電流后，電路導(dǎo)通，此時因為浪涌吸收元件Dl為瞬態(tài)抑制二極管，響應(yīng)速度極快，且在正向?qū)顟B(tài)，所以后端的殘壓會降到更低。
[0040]當(dāng)感應(yīng)雷從接地端GND侵入，因為電流是選擇阻抗最低的路徑，所以大部分電荷會經(jīng)過陶瓷氣體放電管DS2和陶瓷氣體放電管DS3流到電源負(fù)極接口 DC-和信號負(fù)極接口V-后泄入大地，但因為線纜和大地有阻抗，所以會有電荷反竄入到二級保護電路和三級保護電路中去，二級保護電路和三級保護電路采用快速響應(yīng)元器件，從而將電壓鉗位到最低，使需要保擴的設(shè)備電路不受損傷。感應(yīng)雷從電源正極接口 DC+對電源負(fù)極接口 DC-或信號正極接口 V+對信號負(fù)極按口 V-竄入原理與上述原理相同，不再贅述。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而己，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防雷器，其特征在于:包括電源保護電路，所述電源保護電路包括電源正極接口、電源負(fù)極接口、接地線、陶瓷氣體放電管DSl和陶瓷氣體放電管DS2，所述電源正極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電管DSl相互連按；所述電源負(fù)極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電管DS2相互連按； 所述電源正極接口與所述電源負(fù)極接口之間依次串聯(lián)有耦合電感L1、自恢復(fù)保險絲Fl、浪涌吸收元件Dl、耦合電感L2和耦合電感L3 ； 所述電源保護電路還包括浪涌吸收元件Tl，所述浪涌吸收元件Tl的一端連接于所述耦合電感LI與所述自恢復(fù)保險絲Fl的連接節(jié)點，另一端連接于所述耦合電感L2與所述耦合電感L3的連接節(jié)點。
2.如權(quán)利要求1所述的防雷器，其特征在于:還包括信號保護電路，所述信號保護電路包括信號正極接口、信號負(fù)極接口、接地線、陶瓷氣體放電管DS3和陶瓷氣體放電管DS4，所述信號正極接口和所述接地線通過所述陶瓷氣體放電管DS3相互連接，所述信號負(fù)極接口和所述接地線之間通過所述陶瓷氣體放電管DS4相互連接； 所述信號正極接口與所述信號負(fù)極接口之間依次串聯(lián)有自恢復(fù)保險絲F2、壓敏電阻R1、浪涌吸收元件T2、壓敏電阻R2和自恢復(fù)保險絲F3 ； 所述信號保護電路還包括浪涌吸收元件T3，所述浪涌吸收元件T3的一端連接于所述自恢復(fù)保險絲F2與所述壓敏電阻Rl的連接節(jié)點，另一端連接于所述壓敏電阻R2與所述自恢復(fù)保險絲F3的連接節(jié)點。
3.如權(quán)利要求2所述的防雷器，其特征在于:所述耦合電感L2與所述浪涌吸收元件Dl的連接節(jié)點和所述壓敏電阻Rl與所述浪涌吸收元件T2的連按節(jié)點相連接。
4.如權(quán)利要求2所述的防雷器，其特征在于:所述浪涌吸收元件T2和所述浪涌吸收元件T3均為半導(dǎo)體放電管。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的防雷器，其特征在于:所述浪涌吸收元件Dl為瞬態(tài)抑制二極管，所述浪涌吸收元件Tl為半導(dǎo)體放電管。
【文檔編號】H02H9/02GK104426144SQ201310394555
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】孫小躍 申請人:孫小躍