专利名称：一种高能量电涌抑制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及防电涌技术领域，特别涉及一种无需进行复杂接地操作的高能量电涌 抑制方法及装置。
背景技术：
电涌是电路中出现的一种短暂的电流或电压波动，在电路中通常持续约百万分之 一秒，闻能量电涌发生时对电子设备的危害非常大。
现有技术的高能量电涌的防护设备主要采用开关元件，如气体放电管。电子设备 正常工作时，气体放电管处于高阻状态，是断开的；当高能量电涌来的时候，气体放电管导 通，将电涌电流泄放到大地，从而保护了电子设备免受电涌冲击损坏。目前气体放电管广泛 应用在室外及工业电涌防护中，是目前大电流电涌防护中最为通用的方案。然而，气体放电 管对接地的要求很高，要求施工人员对接地工程非常熟悉，安装实施难度大。
另一种应用广泛的防电涌器件是压敏电阻，其中主要使用氧化锌压敏电阻。氧化 锌压敏电阻具有反应时间快速、低漏电流、优越的电压比、宽广的电压与能量比、低备用电 力且无后续电流等特性。氧化锌压敏电阻是一种伏安特性呈非线性的电压敏感元件，压敏 电阻在不工作时，相对受保护的电子设备而言，具有很高的阻抗，一般为数兆欧姆，不会影 响受保护电路的电特性，但当瞬间突波电压出现，如越过压敏电阻的保护电压时，该压敏电 阻的阻抗会变低，仅有几个欧姆而已，造成短路，电子产品或元件因此而受到保护。但是，由 于单个压敏电阻吸收电涌能量的水平有限，压敏电阻在当前的防电涌应用中，主要集中在 低电压、小电流的防护中，对于380V工业及室外用电设备的保护则无能为力。发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高能量电涌抑制方法及装置，以解决现有技 术的气体放电管的安装对接地要求高、安装实施难度大，以及单个压敏电阻无法用于吸收 高能量电涌的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高能量电涌抑制方法，用于吸收电涌能量， 将多个压敏电阻并联于电源和电子设备之间，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻 的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定。
作为优选，采用一个与各所述压敏电阻并联的气体放电管作为备用保护设备。
本发明同时提供了一种高能量电涌抑制装置，连接于电源和电子设备之间，用于 吸收电涌能量，包括第一级保护电路，所述第一级保护电路包括多个并联的压敏电阻，各所 述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸 收的能量的比值确定。
作为优选，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的气体放电管。
作为优选，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的第一电容。
作为进一步地优选，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻及第一电容并联的气体放电管。作为进一步地优选，还包括第二级保护电路和电感元件，所述第一级保护电路接于电源端，所述第二级保护电路接于电子设备端，所述电感元件接于所述第一级保护电路与第二级保护电路之间。作为进一步地优选，所述第二级保护电路包括多个并联的压敏电阻。作为进一步地优选，所述第二级保护电路的压敏电阻与第一级保护电路的压敏电阻的个数相同或不同。作为进一步地优选，所述第二级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的第二电
容。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果通过采用多个并联的压敏电阻同时对高能量电涌进行吸收，在高能量电涌入侵时，能够有效保护电子设备，同时避免了单纯采用气体放电管时复杂的接地操作；本装置连接于电路中，能够完全阻隔电涌对后续电子设备的危害，起到有效的保护作用。
图1为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例一的电路结构图。图2为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例二的电路结构图。图3为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例三的电路结构图。图4为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例四的电路结构图。图5为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例五的电路结构图。图6为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例六的电路结构图。图7为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例七的电路结构图。图8为本发明的高能量电涌抑制装置的实施例八的电路结构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。如图1至图8所示，本发明的各实施例提供的高能量电涌抑制装置连接于电源和电子设备之间，用于吸收电涌能量，其输入端IN与电源端连接，其输出端OUT与电子设备端连接。如图1所示，实施例一提供的高能量电涌抑制装置包括第一级保护电路，第一级保护电路包括多个并联的压敏电阻VSR1、VSR2……VSRn，压敏电阻VSRp VSR2……VSRn的参数相同，所以各个压敏电阻可吸收的能量也相同；在各个压敏电阻的参数确定后，压敏电阻的个数η根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻可吸收的能量的比值确定，具体为压敏电阻的个数n ^电涌能量/单个压敏电阻可吸收的能量，其中η为整数。实施例一提供的高能量电涌抑制装置采用多个并联的压敏电阻同时对电涌能量进行吸收，因而能够用于抑制高能量的电涌；此外，采用压敏电阻对电涌能量进行吸收，免除了接地操作，因而避免了传统的用于泄放高能量电涌的防电涌设备接地安装不便的问题。如图2所示，实施例二提供的高能量电涌抑制装置与实施例一提供的高能量电涌抑制装置的区别在于第一级保护电路还包括与各个压敏电阻并联的第一电容C1，第一电容C1用于滤除高频的电涌噪声。
如图3所示，实施例三提供的高能量电涌抑制装置与实施例一提供的高能量电涌抑制装置的区别在于第一级保护电路还包括与各个压敏电阻并联的气体放电管GDT，当电流超过压敏电阻VSR1、VSR2……VSRn的吸收能力时，气体放电管GDT作为备用保护设备发挥作用，起到更好的防电涌效果。
如图4所示，实施例四提供的高能量电涌抑制装置与实施例一提供的高能量电涌抑制装置的区别在于第一级保护电路还包括与各个压敏电阻并联的第一电容CdP气体放电管GDT，第一电容C1用于滤除高频的电涌噪声，气体放电管GDT作为备用保护设备发挥作用，起到更好的防电涌效果。
如图5所示，实施例五提供的高能量电涌抑制装置包括第一级保护电路、第二级保护电路和电感元件；第二级保护电路与第一级保护电路并联，可以对输入端IN的电涌电压进行瞬间泄放；电感元件串接于第一级保护电路与第二级保护电路之间，可以抑制第一级保护电路的电涌电压流入第二级保护电路，从而防止电涌电压对电子设备中的电子元件的损坏；其中，第一级保护电路可以采用实施例一至实施例四中提供的任意一种第一级保护电路的结构，在本实施例中选择实施例二中提供的第一级保护电路的结构，其包括多个并联的压敏电阻VSR1……VSRn以及与各个压敏电阻并联的第一电容仏，第一电容C1用于滤除高频的电涌噪声；第二级保护电路包括多个并联的压敏电阻VSR/……VSRn’以及第二电容C2，其压敏电阻的个数与第一级保护电路中的压敏电阻的个数相同，第二电容C2也用于滤除高频的电涌噪声；电感元件包括两个电感L1和L2,当输入端IN的电压处于正常情况时，电感L1和L2近似为阻值很低的电阻，不会影响电子设备的正常工作，当输入端IN因出现雷击火开关瞬时插拔产生的电涌电压时，电感L1和L2产生反向电动势,抑制电涌电压从第一级保护电路向第二级保护电路传递。
如图6所示，实施例六提供的高能量电涌抑制装置与实施例五提供的高能量电涌抑制装置的区别在于其第二级保护电路中的压敏电阻的个数与其第一级保护电路中的压敏电阻的个数不同，分别为压敏电阻VSR/……VSRm’。
如图7所示，实施例七提供的高能量电涌抑制装置与实施例五提供的高能量电涌抑制装置的区别在于其第一 级保护电路还包括与各个压敏电阻及第一电容Cl并联的气体放电管，当电流超过压敏电阻VSR1……VSRn的吸收能力时，气体放电管GDT作为备用保护设备发挥作用，起到更好的防电涌效果。
如图8所示，实施例八提供的高能量电涌抑制装置与实施例六提供的高能量电涌抑制装置的区别在于其第一级保护电路还包括与各个压敏电阻及第一电容Cl并联的气体放电管，当电流超过压敏电阻VSR1……VSRn的吸收能力时，气体放电管GDT作为备用保护设备发挥作用，起到更好的防电涌效果。
本发明提供的高能量电涌抑制方法，用于吸收电涌能量，具体为将多个压敏电阻并联于电源和电子设备之间，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定。
在各个压敏电阻的参数确定后，压敏电阻的个数η根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻可吸收的能量的比值确定，具体为压敏电阻的个数η 电涌能量/单个压敏电阻可吸收的能量，其中η为整数。此外，还可以采用一个与各所述压敏电阻并联的气体放电管作为备用保护设备，当电流超过并联的各压敏电阻的吸收能力时，气体放电管作为备用保护设备发挥作用，起到更好的防电涌效果。以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各
种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种高能量电涌抑制方法，用于吸收电涌能量，其特征在于，将多个压敏电阻并联于电源和电子设备之间，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定。
2.根据权利要求1所述的高能量电涌抑制方法，其特征在于，采用一个与各所述压敏电阻并联的气体放电管作为备用保护设备。
3.一种高能量电涌抑制装置，连接于电源和电子设备之间，用于吸收电涌能量，其特征在于，包括第一级保护电路，所述第一级保护电路包括多个并联的压敏电阻，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定。
4.根据权利要求3所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的气体放电管。
5.根据权利要求3所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的第一电容。
6.根据权利要求5所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第一级保护电路还包括与各所述压敏电阻及第一电容并联的气体放电管。
7.根据权利要求3至6之一所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，还包括第二级保护电路和电感元件，所述第一级保护电路接于电源端，所述第二级保护电路接于电子设备端，所述电感元件接于所述第一级保护电路与第二级保护电路之间。
8.根据权利要求7所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第二级保护电路包括多个并联的压敏电阻。
9.根据权利要求8所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第二级保护电路的压敏电阻与第一级保护电路的压敏电阻的个数相同或不同。
10.根据权利要求8所述的高能量电涌抑制装置，其特征在于，所述第二级保护电路还包括与各所述压敏电阻并联的第二电容。
全文摘要
本发明公开了一种高能量电涌抑制方法及装置，所述方法用于吸收电涌能量，将多个压敏电阻并联于电源和电子设备之间，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定；所述装置连接于电源和电子设备之间，包括第一级保护电路，所述第一级保护电路包括多个并联的压敏电阻，各所述压敏电阻的参数相同，所述压敏电阻的个数根据所述电涌能量与单个所述压敏电阻能吸收的能量的比值确定。本发明通过采用多个并联的压敏电阻同时对高能量电涌进行吸收，在高能量电涌入侵时，能够有效保护电子设备，同时避免了采用气体放电管时复杂的接地操作。
文档编号H02H9/02GK103001201SQ201110269938
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者黄岩, 杨超, 石召 申请人:黄岩, 杨超, 石召