一种保护装置、新型保护电路及电子设备的制作方法

1.本实用新型属于电气安全技术领域，尤其涉及一种保护装置、新型保护电路及电子设备。


背景技术：

2.自然界中最大的电磁干扰主要有雷电(直击雷、感应雷、地电波)、操作过电压、变频短路等造成的干扰源。在雷电防护层面，现行的直击雷防护主要以天线、避雷带、避雷网等对雷电能量的泄放，并规定一定规格的导线与埋在地下的泄流地网。现代的雷电保护装置种类非常多，但是现代的避雷装置大多存在着缺陷，例如：现代的外部防雷都是通过接闪器将雷电能量直接通过下引线导入地下，由于电压过大容易产生非常强大的电磁场，对周围的电器设备有一定的损坏作用，同时现代的天线一般只是底部固定。此外，雷电波、地电波及信息系统(设备)等自身的干扰波都对通信系统、电子设备和电流产生有关的干扰，甚至通过能量转换的形式对受保护系统(设备/电路)造成损坏。
3.因此，现有的避雷保护技术存在着因通过接闪器将雷电直接通过下引线导入地下，由于电压过大容易产生非常强大的电磁场，导致对周围的电器设备造成一定损坏的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种保护装置、新型保护电路及电子设备，旨在解决现有的过电压、过电流保护技术存在着因通过接闪器将雷电直接通过下引线导入地下，由于过电压、过电流过大容易产生非常强大的电磁场，导致对周围的电器设备造成一定损坏的问题。
5.本实用新型第一方面提供了一种保护装置，包括：
6.天线；
7.引流内芯，与所述天线连接，用于从所述天线引流；
8.与所述引流内芯连接，用于消耗干扰源能量和减少对地泄放的电介质；
9.用于限定所述电介质移动的前级套和后级套；以及
10.设于所述电介质表面的绝缘壳。
11.在一个实施例中，所述电介质包括层叠设置的多个能量吸收层。
12.在一个实施例中，多个所述能量吸收层之间通过引流内芯连接。
13.在一个实施例中，所述保护装置还包括：
14.与所述绝缘壳连接的前级管；
15.与所述绝缘壳连接的后级管；
16.所述前级套与所述前级管之间采用螺纹、线饵或者压接中的任一项方式连接；
17.所述后级套与所述后级管之间采用螺纹、线饵或者压接中的任一项方式连接。
18.本实用新型第二方面还提供了一种新型保护电路，所述新型保护电路包括：
19.与通道连接，用于接收所述工作系统输出的信号，并对外界干扰源产生的干扰信号进行滤除的选频滤波模块；
20.与所述选频滤波模块连接，用于对所述干扰源入侵通道的信号进行电压监测、电流监测以及失真补偿后，输出优化信号给受保护对象(含设备、系统、电路等)的控制模块；
21.与所述通道及所述选频滤波模块连接，用于对所述干扰源入侵通道的信号进行浪涌保护的浪涌抑制单元；以及
22.如上述任一项所述的保护装置，所述保护装置与所述浪涌抑制单元连接，用于对浪涌保护后的信号进行限流后，将电流引至大地。
23.在一个实施例中，所述选频滤波模块包括：
24.两路选频滤波单元；
25.第一路所述选频滤波单元的第一端接所述干扰源通道的第一端，第二路所述选频滤波单元的第一端接所述干扰源通道的第二端，两路所述选频滤波单元的第二端接所述控制模块。
26.在一个实施例中，所述控制模块包括：
27.用于对所述干扰源入侵通道的信号进行电压监测，以获取电压值的电压监测器；
28.用于对所述干扰源入侵通道输出的信号进行电流监测，以获取电流值的电流监测器；
29.用于根据所述电压值和所述电流值，对所述干扰源入侵通道输出的信号进行失真补偿的稳压控制器；以及
30.分别与所述电压监测器、所述电流监测器及所述稳压控制器连接，用于控制所述电压监测器、所述电流监测器及所述稳压控制器工作的微控制器。
31.在一个实施例中，所述浪涌抑制单元包括多个并联连接的泄放单元。
32.在一个实施例中，所述干扰源入侵通道为具备预设电压值的交流电源。
33.本实用新型第三方面提供了一种电子设备，包括如上述任一项实施例所述的新型保护电路。
34.本实用新型提供的一种保护装置、新型保护电路及电子设备，保护装置包括：天线、电介质、前级套、后级套以及绝缘壳，电介质用于减少能量泄放，并包裹于天线，前级套和后级套用于限定电介质移动，绝缘壳设于电介质表面，通过将浪涌保护后的电源信号进行限流后，将电流引至大地，对非工作频段的入侵源进行滤波，并释放能量，确保受保护对象正常运行；同时消耗释放的能量，减少对地的能量，降低地面瞬态高电压，实现地面安全保护。
附图说明
35.图1是本实用新型一实施例提供的保护装置的结构示意图。
36.图2是本实用新型一实施例提供的一种新型保护电路的模块结构示意图。
37.图3是本实用新型一实施例提供的一种新型保护电路的电路示例图。
具体实施方式
38.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
39.上述的一种避雷装置、新型保护电路包括选频滤波模块、控制模块、浪涌抑制单元以及保护装置，通过对外界干扰源产生的干扰信号进行滤除后，对通道输出的电源信号及有关工作系统信号进行电压监测、电流监测以及失真补偿，输出优化信号给受保护对象(含设备、系统、电路等)；同时对干扰源入侵通道101输出的信号进行浪涌保护以及限流后将电流引至大地。由此对非工作频段的入侵源进行滤波，并释放/泄放/排放能量；以及对电源线路进行过电压、过电流、欠电压、欠电流的情况进行失真补偿，确保受保护对象正常运行；同时消耗释放/泄放/排放的能量，减少对地的能量，降低地面瞬态高电压，实现地面安全保护。
40.图1示出了本实用新型一实施例提供的保护装置的结构示意图，如图1所示，保护装置包括天线601、电介质602、前级套603、后级套604、绝缘壳605以及引流内芯606；其中，引流内芯606与天线601连接，用于从所述天线引流，电介质602与引流内芯606连接，用于消耗干扰源能量和减少对地泄放；前级套603和后级套604用于限定电介质602移动，电介质602的表面设有绝缘壳605。
41.在一个实施例中，电介质602可以包括多个能量吸收层，并且多个能量吸收层层叠设置。同时，出于安全起见，往往会在最外层的电介质套上绝缘壳。
42.在一个实施例中，多个能量吸收层之间可以通过引流内芯606连接，其中，能量吸收层可以由能量吸收介质材料制备。
43.在一个实施例中，保护装置还包括：前级管和后级管，其中，前级管与绝缘壳连接，后级管与绝缘壳连接，前级套与前级管之间采用螺纹、线饵或者压接中的任一项方式连接，后级套与后级管之间采用螺纹、线饵或者压接中的任一项方式连接。
44.在本实施中，前级管可以作为雷电、外界干扰波、入侵高能量的泄放通道，电介质602由多层能量吸收介质材料组成，可以消耗大量能量，减少能量的泄放，后级管可以用于少量雷电、外界干扰波的能量泄放。
45.在一个实施例中，能量吸收介质材料可以为介质型吸波材料，介质型吸波材料由基体材料(有机或无机粘结剂)与电损耗填料(炭黑、石墨、导电颗粒或导电纤维等)组成。其中，介质型吸波材料应具有与自由空间近似的匹配的表面阻抗，以便引导大部分干扰源的能量进入材料内部，然后在其中耗散与被吸收。
46.上述保护装置在接收雷电之后能够快速消化吸收，减少了引下线装置产生的电磁场对周围电器设备的影响。
47.图2示出了本实用新型一实施例提供的一种新型保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
48.上述一种新型保护电路，包括选频滤波模块102、控制模块103、浪涌抑制单元105以及保护装置106。
49.选频滤波模块102与干扰源入侵通道101连接，用于接收干扰源入侵通道101输出的信号，并对外界干扰源产生的干扰信号进行滤除。
50.控制模块103与选频滤波模块102连接，用于对干扰源入侵通道101输出的信号进行电压监测、电流监测以及失真补偿后，输出优化信号给受保护对象104(含设备、系统、电
路等)。
51.浪涌抑制单元105与干扰源入侵通道101及选频滤波模块102连接，用于对干扰源入侵通道101输出的信号进行浪涌保护。
52.保护装置106与浪涌抑制单元105连接，用于对浪涌保护后的电源信号进行限流后，将电流引至大地。
53.作为本实用新型一实施例，上述外界干扰源指的是外界干扰电波(含浪涌、雷电流等)入侵，则上述新型保护电路将入侵的干扰波进行过滤，并且对入侵电波的能量进行转换及限制泄放。
54.作为本实用新型一实施例，上述控制模块103对干扰源入侵通道101输出的信号进行电压监测、电流监测以及失真补偿，当出现过压、过流、欠压以及欠流的现象时，对受保护对象(含设备、系统、电路等)及其电路进行失真补偿以达到稳定控制的效果。
55.作为本实用新型一实施例，上述新型保护电路对非工作频段的入侵源进行滤波，并释放/泄放/排放能量；同时通过浪涌抑制单元105和保护装置106消耗释放/泄放/排放的能量，减少对地的能量，降低地面瞬态高电压，实现地面安全保护；此外，通过控制模块103对有关电源及线路出现的过电压、过电流、欠电压以及欠电流现象进行失真补偿，确保受保护对象(受保护对象包含设备、系统、电路等)104正常运行。
56.图3示出了本实用新型一实施例提供的一种新型保护电路的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
57.作为本实用新型一实施例，上述选频滤波模块102包括选频滤波单元1021和选频滤波单元1022；
58.选频滤波单元1021的第一端接干扰源入侵通道101的一端l，选频滤波单元1022的第一端干扰源入侵通道101的另一端n，选频滤波单元1021的第二端和选频滤波单元1022的第二端接控制模块103。其中，选频滤波单元1021和选频滤波单元1022都是采用现有的具备感抗功能的器件实现。
59.作为本实用新型一实施例，上述控制模块103包括微处理器1031、电压监测器1032、电流监测器1033以及稳压控制器1034；
60.电压监测器1032用于对干扰源入侵通道101输出的信号进行电压监测，以获取电压值；
61.电流监测器1033用于对干扰源入侵通道101输出的信号进行电流监测，以获取电流值；
62.稳压控制器1034用于根据所述电压值和所述电流值，对干扰源入侵通道101输出的信号进行失真补偿；
63.微控制器1031分别与电压监测器1032、电流监测器1033及稳压控制器1034连接，用于控制电压监测器1032、电流监测器1033及稳压控制器1034工作。
64.作为本实用新型一实施例，上述浪涌抑制单元105包括多个并联连接的泄放单元(图3采用泄放单元1、泄放单元2
……
泄放单元n
‑
1、泄放单元n表示)。
65.本实用新型还提供了一种限流装置，包括干扰源入侵通道101，还包括如上述所述的新型保护电路。其解决了用电系统、信息化系统和人员受地电位反击伤害的问题，并可防止浪涌、干扰波、过电流以及欠电流通过，起到了限压、限流以及失真补偿的作用。
66.具体地，干扰源入侵通道101可包括具备预设电压值的交流电源，干扰源入侵通道101电源部分也不限定为交流电源，直流电源也同样适用。
67.以下结合图1
‑
图3对上述一种保护装置、新型保护电路及电子设备的工作原理进行描述如下：
68.首先，当非工作频段(即浪涌、外界电磁源等外界干扰源通过受保护对象)入侵时，选频滤波单元1021和选频滤波单元1022即可对非工作频段进行过滤，禁止非工作频段通过线缆入侵至受保护对象(含设备、系统、电路等)，启动前级泄放单元对非工作频段的入侵源能力释放/泄放/排放，同时也启动后级泄放单元对余量继续释放/泄放/排放，从而杜绝外界干扰源/能量入侵而损坏受保护对象(含设备、系统、电路等)，提升安全保护等级；因此，该新型保护电路对工作频段无负面影响，无滤波、阻碍、隔离等负作用，确保受保护对象(含设备、系统、电路等)正常工作；
69.接着，由于外界供电系统、变压器、内部供电电源等电源不稳定或内部电路耗损、异常等原因，常导致受保护对象(含设备、系统、电路等)及其电路出现过压、过流、欠压、欠流等现象，因此通过该新型保护电路完成受保护对象(含设备、系统、电路等)及其电路过电压、多电流、欠电压、欠电流的稳定控制，对并可完成失真补偿，确保受保护对象(含设备、系统、电路等)的正常运行，不受影响；
70.并且，在承接经过泄放单元释放/泄放/排放下来的能量(不仅应用于此电路，亦可直接应用于过电压、过电流的限压限流通道，主要用此装置消耗浪涌/高电磁等能量)后进行限流，并消耗能量，减少对地释放/泄放/排放的能量，降低地面瞬态高电位，实现地面安全保护作用，减少临近设施/系统/设备/电流/人员的高压危险。
71.因此，上述一种保护装置、新型保护电路及电子设备的优势体现在：
72.(1)系统、设备及电路的限流保护，对工作频段保持，对异常频段过滤，自动对过压过流进行保护，自动对欠压欠流告警和补偿；
73.(2)电子设备的限流，减少浪涌/外界电磁能量/雷电对地的释放/泄放/排放，降低地面瞬态高电位，防止地电位反击；
74.(3)多级干扰频段及能量泄放的保护方式；
75.(4)入侵电波、能量的吸收、转化及限流。
76.综上，本实用新型实施例提供的一种保护装置、新型保护电路及电子设备，新型保护电路包括选频滤波模块、控制模块、浪涌抑制单元以及保护装置，通过对外界干扰源产生的干扰信号进行滤除后，对干扰源入侵通道的信号进行电压监测、电流监测以及失真补偿，输出优化信号给受保护对象(含设备、系统、电路等)；同时对干扰源入侵通道101输出的信号进行浪涌保护以及限流后将电流引至大地。由此对非工作频段的入侵源进行滤波，并释放/泄放/排放能量；以及对电源线路进行过电压、过电流、欠电压、欠电流的情况进行失真补偿，确保受保护对象正常运行；同时消耗释放/泄放/排放的能量，减少对地的能量，降低地面瞬态高电压，实现地面安全保护，解决了现有的避雷保护技术存在着因通过接闪器将雷电直接通过下引线导入地下，由于电压过大容易产生非常强大的电磁场，导致对周围的电器设备造成一定损坏的问题。
77.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型
的保护范围之内。