一种浪涌保护电路及浪涌保护方法与流程

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种浪涌保护电路及浪涌保护方法。

背景技术：

在一些电源或者信号电路中，会经常出现浪涌，浪涌是由开关和雷电瞬变过电压引起的，浪涌的出现可能会造成电路中设备的非正常工作甚至损害。

对于常规使用条件下的工业测量控制设备，例如现场仪表，其环境可能造成的浪涌电压较低，例如iec61326规定的工业用测量控制设备其要求的浪涌电压为1kv。为了实现浪涌保护，可以使用滤波电路对设备进行保护，当出现浪涌电压时，由滤波电路将浪涌电压过滤掉，避免后端被保护电路的电压过高，从而实现浪涌保护。

该现有技术一般是针对浪涌较小时所采取的措施，而在某些环境下，浪涌电压可能会升高，单纯的滤波电路无法进行更为有效的浪涌保护。

技术实现要素：

本发明提供一种浪涌保护电路及浪涌保护方法，提供更为有效的浪涌保护。

第一方面，本发明提供了一种浪涌保护电路，包括：第一串联线路及至少一个第二串联线路，其中，

所述第一串联线路由相互串联的至少两个瞬态电压抑制器tvs组成，所述第一串联线路的一端接正极性端子，另一端接负极性端子；

所述第二串联线路由至少一个晶闸管浪涌抑制器tss组成，所述第二串联线路的一端接在所述第一串联线路中的至少两个tvs之间，另一端接地；

所述第一串联线路与设备的被保护电路相并联；

利用所述第一串联线路，在所述第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值；

利用所述第一串联线路和所述第二串联线路，在所述第一串联线路的两端分别至所述第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

其中，包括两个所述第二串联线路；其中，两个所述第二串联线路上的所有tss串联在所述第一串联线路上；

所述第一串联线路进一步与至少一个tvs相并联。

其中，包括：

差模电路：包括与所述第一串联线路相并联的所述至少一个tvs；所述差模电路在检测到差模浪涌电压大于差模电路上所述至少一个tvs的击穿电压时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到所述第一电压值；

共模电路：包括从所述第一串联线路一端至所述第一串联线路上部分的tvs至一个所述第二串联线路，以及从所述第一串联线路另一端至所述第一串联线路下部分的tvs至另一个所述第二串联线路；所述共模电路检在测到共模浪涌电压大于所述共模电路上tvs的击穿电压和tss的开关电压之和时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至所述第二电压值。

其中，包括一个所述第二串联线路；所述第二串联线路上的所有tss未串联在所述第一串联线路上。

其中，包括：

差模电路：包括所述第一串联线路；所述差模电路在检测到差模浪涌电压大于所述第一串联电路上的所有tvs的击穿电压时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到所述第一电压值；

共模电路：包括从所述第一串联线路一端至所述第一串联线路上部分的tvs至所述第二串联线路，以及从所述第一串联线路另一端至所述第一串联线路下部分的tvs至所述第二串联线路；所述共模电路检在检测到共模浪涌电压大于所述共模电路上tvs的击穿电压和tss的开关电压之和时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至所述第二电压值。

其中，所述第一串联线路进一步与至少一个tvs相并联。

其中，包括：

差模电路：包括与所述第一串联线路相并联的所述至少一个tvs；所述差模电路在检测到差模浪涌电压大于差模电路上所述至少一个tvs的击穿电压时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到所述第一电压值；

共模电路：包括从所述第一串联线路一端至所述第一串联线路上部分的tvs至所述第二串联线路，以及从所述第一串联线路另一端至所述第一串联线路下部分的tvs至所述第二串联线路；所述共模电路检在检测到共模浪涌电压大于所述共模电路上tvs的击穿电压和tss的开关电压之和时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至所述第二电压值。

其中，进一步包括：至少两个滤波电路；

所述至少两个滤波电路分别连接在所述第一串联线路与设备的被保护电路相并联的两端；且所述至少两个滤波电路相连接，且均接地。

其中，

所述至少两个滤波电路用于在检测到所述第一串联线路的两端出现共模浪涌电压，对该出现的共模浪涌电压进行过滤。

其中，

任一所述tvs满足如下中的一种或多种：

功率不小于tvs的钳位电压与浪涌条件下的瞬变电流峰值的乘积；

钳位电压小于第一预定值；

击穿电压比被保护电路的最大工作电压超出第二预定值；

漏电流小于第三预定值。

其中，

任一所述tss满足如下中的一种或多种：

峰值导通电流大于浪涌电流；

峰值关断电压大于第四预定值；

开关电压小于第五预定值。

第二方面，本发明提供了一种基于上述浪涌保护电路的浪涌保护方法，包括：将设备的被保护电路与所述浪涌保护电路中的第一串联线路相并联；

在检测到所述第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，利用所述浪涌保护电路中的第一串联线路，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值；

在检测到所述第一串联线路的两端分别至所述第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，利用所述第一串联线路和所述第二串联线路，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

本发明实施例提供了一种浪涌保护电路及浪涌保护方法，通过采用tvs组成第一串联线路，以及采用tss组成第二串联线路，在第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，可以根据tvs的特性快速将第一串联线路两端的高 阻抗变为低阻抗，以吸收浪涌功率，以将后端相连电路的电压钳位到第一电压值，以及在第一串联线路的两端分别至第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，吸收该共模浪涌电压，并将正极性端子和负极性端子的对地电压减少至第二电压值，从而提供更为有效的浪涌保护。

附图说明

图1是本发明实施例提供的方式a下的浪涌保护电路示意图；

图2是本发明实施例提供的方式b下的浪涌保护电路示意图；

图3是本发明实施例提供的tvs的电压-电流特性曲线示意图；

图4是本发明实施例提供的tss的电压-电流特性曲线示意图；

图5是本发明实施例提供的smdj70ca的电特性示意图；

图6是本发明实施例提供的smdj70ca的峰值脉冲功率速率示意图；

图7是本发明实施例提供的smcj54ca的电特性示意图；

图8是本发明实施例提供的smcj54ca的峰值脉冲功率速率示意图；

图9是本发明实施例提供的p3500sclrp的电特性示意图；

图10是本发明实施例提供的p3500sclrp的浪涌速率示意图；

图11是本发明实施例提供的一个浪涌保护电路实例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一个实施例提供了一种浪涌保护电路，该浪涌保护电路可以包括：第一串联线路及至少一个第二串联线路，其中，

所述第一串联线路，由相互串联的至少两个tvs(transientvoltagesuppressor，瞬态电压抑制器)组成，所述第一串联线路的一端接正极性端子，另一端接负极性端子；

所述第二串联线路，由至少一个tss(thyristorsurgesuppressor，晶闸管浪涌抑制器)组成，所述第二串联线路的一端接在所述第一串联线路中的至少两个tvs之间，另一端接地；

所述第一串联线路与设备的被保护电路相并联；

利用所述第一串联线路，在所述第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值；

利用所述第一串联线路和所述第二串联线路，在所述第一串联线路的两端分别至所述第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

根据上述本发明实施例，通过采用tvs组成第一串联线路，以及采用tss组成第二串联线路，在第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，可以根据tvs的特性快速将第一串联线路两端的高阻抗变为低阻抗，以吸收浪涌功率，以将后端相连的电路的电压钳位到第一电压值，以及在第一串联线路的两端分别至第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，吸收共模浪涌电压，并将正极性端子和负极性端子的对地电压减少至第二电压值，从而提供更为有效的浪涌保护。

在本发明一个实施例中，上述的浪涌保护电路可以包括以下两种方式：

方式a：浪涌保护电路包括一个第二串联线路；第二串联线路上的所有tss未串联在第一串联线路上。

方式b：浪涌保护电路包括两个第二串联线路；其中，两个第二串联线路上的所有tss串联在第一串联线路上；第一串联线路进一步与至少一个tvs相并联。

下面针对上述方式a和方式b下的浪涌保护电路的实现分别进行说明。

对于方式a：

在该方式a下，该浪涌保护电路请参考图1，根据图1可知，该浪涌保护电路中的第一串联线路包括线路a-b-c-d-e，其中，在bc点之间串联一个tvs，在cd点之间串联一个tvs。

根据图1可知，该浪涌保护电路包括的一个第二串联线路包括线路c-f，其中，cf点之间串联一个tss。

图1只是一种可行的实现方式，其中，bc点之间的tvs的数量是一个，cd点之间的tvs的数量是一个，cf点之间的tss的数量是一个，但是，在本发明其他实施例中，bc点之间的tvs数量、cd点之间的tvs数量可以是两个或更多，该两个或更多的tvs之间进行串联；cf点之间的tss的数量可以是两个或更多，该两个或更多tss之间进行串联。其中，bc点之间的tvs数量与cd点之间的tvs数量相等、型号相同。

在该方式a下，本发明一个实施例中，利用上述第一串联线路及第二串联线路可以形成差模电路和共模电路，以分别完成差模浪涌保护以及共模浪涌保护。

所形成的差模电路可以包括两种形式：

第1种形式：差模电路可以包括第一串联线路。其中，该差模电路请参考图1中的线路a-b-c-d-e和线路e-d-c-b-a；该差模电路在检测到ae点之间的差模浪涌电压大于第一串联电路上的所有tvs的击穿电压vbr时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值。

第2种形式：差模电路可以包括与该第一串联线路相并联的至少一个tvs，请参考图1中的线路g-h，其中，在gh点之间包括一个tvs。该差模电路请参考图1中的线路a-b-g-h-d-e和线路e-d-h-g-b-a；差模电路在检测到差模浪涌电压大于差模电路上至少一个tvs的击穿电压vbr时，吸收差模浪 涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值。

图1只是一种可行的实现方式，其中，gh点之间的tvs的数量为一个，但是，在本发明其他实施例中，gh点之间的tvs的数量可以是两个或更多，该两个或更多的tvs之间进行串联。其中，在gh点之间的tvs在与bc点之间的tvs型号相同时，gh点之间的tvs数量可以少于bd之间tvs的数量；在gh点之间的tvs在与bc点之间的tvs型号不相同时，gh点之间的tvs数量与bd之间tvs的数量的关系可以根据tvs的具体型号来确定，只需保证gh点之间的tvs的总击穿电压小于bd点之间tvs的总击穿电压。

在该方式a下，无论差模电路是上述的第1种形式还是第2种形式，共模电路都可以包括：从第一串联线路一端至第一串联线路上部分的tvs至第二串联线路，请参考图1中的线路a-b-c-f，以及从第一串联线路另一端至第一串联线路下部分的tvs至第二串联线路，请参考图1中的线路e-d-c-f；该共模电路检在检测到af点之间、ef点之间的共模浪涌电压大于共模电路上tvs的击穿电压vbr和tss的开关电压vs之和时，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

对于方式b：

在该方式b下，该浪涌保护电路请参考图2，根据图2可知，该浪涌保护电路中的第一串联线路包括线路j-k-l-m-o-p-q，其中，在kl点之间串联一个tvs，在op点之间串联一个tvs。

根据图2可知，一个第二串联线路包括线路l-m-n，另一个第二串联线路包括线路o-m-n，其中，在lm点之间串联一个tss，在mo点之间串联一个tss。

根据图2可知，在线路r-s之间包括与第一串联线路并联一个tvs。

图2只是一种可行的实现方式，其中，kl点之间串联tvs的数量为一个，在op点之间串联tvs的数量为一个，在rs点之间串联的tvs的数量为一个， 在lm点之间串联tss的数量为一个，在mo点之间串联tss的数量为一个。但是，在本发明其他实施例中，kl点之间的tvs数量、op点之间的tvs数量、rs点之间的tvs数量均可以是两个或更多，该两个或更多的tvs之间进行串联；lm点之间的tss的数量、mo点之间tss的数量可以是两个或更多，该两个或更多tss之间进行串联。其中，kl点之间的tvs数量与op点之间的tvs数量相等、型号相同，lm点之间的tss数量与mo点之间的tss数量相等、型号相同；在rs点之间tvs的型号与kl点之间tvs的型号相同时，该rs点之间tvs的数量可以不大于kl点之间tvs的数量；在rs点之间tvs的型号与kl点之间tvs的型号不相同时，rs点之间tvs的数量与kl点之间tvs的数量的关系可以tvs的具体型号来确定，只需保证rs点之间的tvs的总击穿电压不大于kp点之间tvs的总击穿电压即可。

在该方式b下，本发明一个实施例中，利用上述第一串联线路及第二串联线路可以形式差模电路和共模电路，以分别完成差模浪涌保护以及共模浪涌保护。

所形成的差模电路：包括与第一串联线路相并联的至少一个tvs，请参考图2中的线路j-k-l-m-o-p-q和线路q-p-o-m-l-k-j；该差模电路在检测jq点之间的差模浪涌电压大于差模电路上至少一个tvs的击穿电压vbr时，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值。

所形成的共模电路：包括从第一串联线路一端至第一串联线路上部分的tvs至一个第二串联线路，请参考图2中的线路j-k-l-m-n，以及从第一串联线路另一端至第一串联线路下部分的tvs至另一个第二串联线路，请参考图2中的q-p-o-m-n；该共模电路检在检测到jn点之间和qn点之间共模浪涌电压大于共模电路上tvs的击穿电压vbr和tss的开关电压vs之和时，吸收共模浪涌电压，并将正极性端子及负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

对于上述方式a中和上述方式b中：第一电压值需要稍微大于后端相连 电路的工作电压，第二电压值为共模电路上所有tvs的钳位电压与所有tss的导通电压之和。

在本发明一个实施例中，可以将上述方式a下的浪涌保护电路或上述方式b下的浪涌保护电路称之为第一级保护电路。

在本发明一个实施例中，无论是上述方式a还是上述方式b的浪涌保护电路，均可以进一步包括：第二级保护电路。

其中，第二级保护电路可以包括：至少两个滤波电路。对于第一级保护电路为上述方式a时，该第二级保护电路请参考图1，对于第一级保护电路为上述方式b时，该第二级保护电路请参考图2，其中，图1和图2中的第二级保护电路可以相同。该至少两个滤波电路分别连接在第一串联线路与设备的被保护电路相并联的两端；且所述至少两个滤波电路相连接，且均接地。

下面以图2为例，对第二级保护电路的实现进行说明。

根据图2可知，在本发明一个实施例中，rt点之间包括一个滤波电路，st点之间包括一个滤波电路，但是，在本发明其他实施例中，rt点之间、st点之间包括的滤波电路的数量均可以是两个或更多，该两个或更多的滤波电路之间进行串联。

在该第二级保护电路中，本发明一个实施例中，利用上述两个滤波电路可以形成共模电路，其中，该共模电路与第一级保护电路中的共模电路共同完成共模浪涌保护。

所形成的共模电路：从第一串联线路的一端至一个滤波电路，请参考图2中的线路j-k-r-t-u，以及从第一串联线路的另一端至另一个滤波电路，请参考图2中的线路q-p-s-t-u。该共模电路在检测到第一串联线路的两端出现共模浪涌电压，在该共模浪涌电压不大于共模电路上所有tvs的击穿电压和所有tss的开关电压之和时，对该出现的共模浪涌电压进行过滤。

具体地，根据上述第一级保护电路和第二级保护电路，该浪涌保护电路 的差模浪涌保护和共模浪涌保护的工作原理分别如下所示：

差模浪涌保护：在浪涌保护电路的正极性端子与负极性端子之间出现差模浪涌时，且当该差模浪涌电压大于第一级保护电路中差模电路上所有tvs的击穿电压vbr时，该第一级保护电路中差模电路上所有tvs将后端相连电路的电压钳位到第一电压值。

共模浪涌保护：在浪涌保护电路的正极性端子与负极性端子分别至接地端出现共模浪涌时，且在该共模浪涌电压不大于第一级保护电路中共模电路上所有tvs的击穿电压vbr和所有tss的开关电压vs之和时，由第二级保护电路中的共模电路工作，此时该第二级保护电路中共模电路对该共模浪涌电压进行过滤；在该共模浪涌电压大于第一级保护电路中共模电路上所有tvs的击穿电压vbr和所有tss的开关电压vs之和时，此时由第一级保护电路中的共模电路工作，该第一级保护电路中的共模电路吸收共模浪涌电压，并将正极性端子及负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

在本发明一个实施例中，还需要对浪涌保护电路中的tvs和tss型号进行选择，在选择tvs和tss时，需要根据tvs和tss的电压-电流特性、浪涌保护以及被保护电路来进行选择，其中，该tvs的电压-电流特性曲线如图3所示，该tss的电压-电流特性曲线如图4所示。

任一tvs需满足如下一种或多种：

1、应该选择大功率的tvs，其中，tvs的功率不小于tvs的钳位电压vc与浪涌条件下的瞬变电流峰值的乘积。

2、应该选择小钳位电压vc的tvs，其中，tvs的钳位电压vc小于第一预定值。例如，该第一预定值为120v。

3、应该选择比被保护电路的最大工作电压超出第二预定值的击穿电压vbr。

4、漏电流小于第三预定值。由于漏电流对差分电路的准确性具有直接的 影响，漏电流越小，差分电路的准确性越高，由于浪涌保护电路中的差分电路包括tvs，因此，需要选择漏电流较小的tvs，以使差分电路上的漏电流较小，例如，该第三预定值可以为3ua。

任一tss需满足如下一种或多种：

1、峰值导通电流(ipp)大于浪涌电流。其中，浪涌电流等于浪涌电压除以被保护电路的阻值。

2、峰值关断电压(vdrm)大于第四预定值。选择较高vdrm的tss是为了得到足够的绝缘电压，在共模电路上所需的绝缘电压需要满足500vac/700vdc的绝缘测试。其中，该共模电路上所需的绝缘电压可以通过在共模电路中使用至少一个tss来实现，那么共模电路上的绝缘电压等于共模电路上所有tvs的反向关断电压vr和所有tss的峰值关断电压vdrm之和。

3、开关电压(vs)小于第五预定值。由于在共模浪涌电压不大于第一级保护电路中共模电路上所有tvs的击穿电压vc和所有tss的开关电压vs之和时，由第二级保护电路的共模电路实现共模保护，且第一级保护电路中共模电路上所有tvs的击穿电压vc和所有tss的开关电压vs之和越大，第二级保护电路中的滤波电路越难实现，因此，需要保证tss的开关电压vs尽可能的小。

对于tss的漏电流：由于tss不会对差分电路的准确性产生影响，因此，无需考虑tss的漏电流。

在本发明一个实施例中，正极性端子和负极性端子可以是电源的两端，也可以是连接有前端电路的端子。其中，该正极性端子输入的是正极性信号，负极性端子输入的是负极性信号。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面以被保护电路的阻值为42ohm、需要通过6kv1.2/50us的浪涌电压测试为例，对本发明中方式a下，且包括第2种形式的差模电路的浪涌保护电路作进一步地详细描述。

在第一级保护电路中：在图1中的第一串联线路上选择使用两个tvs，第一串联线路的上部分使用一个tvs，第一串联线路的下部分使用另一个tvs，该tvs的型号可以选择smdj70ca。在图1中的第二串联线路上使用两个tss相串联，每一个tss的型号可以选择p3500sclrp。在图1中与第一串联线路相并联的至少一个tvs的个数选择一个，其型号可以选择smcj54ca。

请参考图5、图6分别为smdj70ca的电特性示意图及峰值脉冲功率速率示意图。

请参考图7、图8分别为smcj54ca的电特性示意图及峰值脉冲功率速率示意图。

请参考图9、图10分别为p3500sclrp的电特性示意图及浪涌速率示意图。

在第二级保护电路中：请参考图5、图9，由于第一级保护电路中共模电路上的所有tvs的击穿电压与所有tss的开关电压之和为：一个tvs的击穿电压值(vbr＝86v)，与两个tss的总开关电压(vs+vs＝400+400＝800v)之和(86+800＝886v)，在共模浪涌电压不大于886v时，需要由第二级保护电路中的共模电路工作，因此，该第二级保护电路中共模电路上的滤波电路需要能够实现对最高886v的共模浪涌电压的滤波保护。其中，该滤波电路可以选择电感-电容电路来实现，该滤波电路中的电容需要选择高电压电容，例如，选择1kv的电容实现滤波电路。

在本发明一个实施例中，根据上述第一级保护电路和第二级保护电路中各个器件的选择，请参考图11为搭建完成的浪涌保护电路。其中，该浪涌保护电路的差模浪涌保护和共模浪涌保护的工作过程分别如下所示：

对于差模浪涌保护：

该差模浪涌保护的工作过程可以包括：当x1与x4之间的差模浪涌电压 大于d5的击穿电压vbr(66.3v)时，d5钳位住该差模浪涌电压，以将后端相连电路的电压钳位到第一电压值。

在本发明一个实施例中，根据图8可以获知，对于d5的smcj54ca@10/1000ms的功率是1.5kw，这相当于8kw@8/20us的浪涌。因此，请参考图7，smdj54ca在8/20us的峰值脉冲电流ipp为：8/20us下的功率除以钳位电压vc，即8000/87＝90a，可以实现对浪涌条件下瞬变电流峰值不大于90a的被保护电路的差模浪涌保护，其中，瞬变电流峰值与被保护电路阻值的乘积为90×42＝3.78kv，因此，可以实现对被保护电路大约3kv以内的浪涌电压保护。

在本发明一个实施例中，对于如图11所示的浪涌保护电路中，其差模电路上的漏电流，由d3、d4和d5的漏电流来决定，根据图5可知，d3或d4的最大漏电流值ir为2ua，因此，线路x1-a-b-c-x4上的最大漏电流值为2ua；根据图7可知，d5的最大漏电流值ir为1ua，因此，线路x1-a-e-f-c-x4上的最大漏电流值为1ua；因此，该差模电路上的最大漏电流为2+1＝3ua。

对于共模浪涌保护：

由于tvssmdj70ca的反向关断电压vr最小为70v，tssp3500sclrp的峰值关断电压(vdrm)为320v，因此，在共模电路上的绝缘电压为320×2+70＝710v，可以满足500vac/700vdc的绝缘测试。

其中，tssp3500sclrp的开关电压vs最大是400v@100v/us，tvssmdj70ca的击穿电压最大值vbr为86v，击穿电压最小值vbr为77.8v，因此，共模浪涌电压在上升到400×2+86＝886v@100v/s之前由第二级保护电路中共模电路工作，上升到886v@100v/s之后且下降到400×2+77.8＝877.8v@100v/s之前，由第一级保护电路的共模电路工作，且下降到877.8v@100v/s之后，由第二级保护电路的共模电路工作。

其中，根据图6可以获知，tvssmdj70ca在@10/1000ms时的功率是 3kw，这相当于30kw@8/20us的浪涌。因此，tvssmdj70ca在浪涌速率为8/20us时的峰值脉冲电流ipp为：8/20us下的功率除以钳位电压vc，即30kw/113v＝265a。其中，被保护电路在6kv的浪涌下的瞬变电流峰值为：6000v/42ohm＝150a。因此，tvssmdj70ca在浪涌速率为8/20us时的峰值脉冲电流ipp大于被保护电路在6kv的浪涌下的瞬变电流峰值，且tssp3500sclrp的在浪涌速率为8/20us时的电流是400a，请参考图10，也大于被保护电路在6kv的浪涌下的瞬变电流峰值150a，因此，该第一级保护电路中的共模电路可以实现对被保护电路的共模浪涌保护。

该共模浪涌保护的工作过程可以包括：在x1对接地端、x4对接地端的共模浪涌电压处于上述沿时，且该共模浪涌电压不大于886v@100v/s时，由第二级保护电路中的共模电路对该共模浪涌电压进行滤波，当共模浪涌电压上升到大于886v@100v/s时，由第一级保护电路中的共模电路吸收共模浪涌电压，并将x1对接地端、x4对接地端的电压减少至第二电压值，该第二电压值为d4或d3的钳位电压vc+th1的导通电压+th2的导通电压，即113+4+4＝121v；当该共模浪涌电压处于下降沿时，且下降到小于877.8v@100v/s时，第一级保护电路中的共模电路停止工作，开始由第二级保护电路中的共模电路进行工作，以对共模浪涌电压进行滤波。其中，在第一级保护电路的共模电路工作情况下，浪涌电流小于150ma时，tss回到关断状态，此时第一级保护电路中的共模电路处于关断状态；或者，当浪涌电压小于70v时，tvs回到关断状态，此时第一级保护电路中的共模电路处于关断状态。

综上，该图11中的浪涌保护电路实现了对被保护电路的差模浪涌保护和共模浪涌保护。

在本发明一个实施例中，若需要更高浪涌电压或浪涌电流的测试，可以选择一些更高功率的tvs和更高瞬变电流峰值的tss。例如，tvs的ak3 型号可以承受3ka8/20us的浪涌电流，一些tss可以承受5ka8/20us的浪涌电流。

本发明一个实施例提供了一种基于上述浪涌保护电路的浪涌保护方法，该方法可以包括：

将设备的被保护电路与所述浪涌保护电路中的第一串联线路相并联；

在检测到所述第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，利用所述浪涌保护电路中的第一串联线路，吸收差模浪涌电压，并将后端相连电路的电压钳位到第一电压值；

在检测到所述第一串联线路的两端分别至所述第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，利用所述第一串联线路和所述第二串联线路，吸收共模浪涌电压，并将所述正极性端子及所述负极性端子的对地电压减少至第二电压值。

综上所述，本发明实施例至少可以实现如下有益效果：

1、在本发明实施例中，通过采用tvs组成第一串联线路，以及采用tss组成第二串联线路，在第一串联线路的两端出现差模浪涌电压时，可以根据tvs的特性快速将第一串联线路两端的高阻抗变为低阻抗，以吸收浪涌功率，以将后端相连的电路的电压钳位到第一电压值，以及在第一串联线路的两端分别至第二串联线路的接地端出现共模浪涌电压时，吸收共模浪涌电压，并将正极性端子和负极性端子的对地电压减少至第二电压值，从而提供更为有效的浪涌保护。

2、在本发明实施例中，提高了浪涌保护能力，通过对tvs和tss的型号的选择，浪涌保护可以达到至少6kv。

3、在本发明实施例中，通过对tvs和tss的型号的选择，使得共模电路上保持了绝缘电压能力，可以满足500vac/700vdc的绝缘测试。

4、在本发明实施例中，通过对tvs和tss的型号的选择，使得差模电 路上具有较小的漏电流，从而可以降低对差模电路上准确性的影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。