一种适于大容量低残压的防雷电路制造技术

本发明专利技术公开了一种适于大容量低残压的防雷电路，包括正母线、负母线、用于主要承担能量泄放的第一级泄放电路、用于避免大电流灌入状态下磁饱和的第一级阻抗电路、用于泄放第一级泄放电路残压的第二级泄放电路、用于匹配第二级泄放电路产生阻抗的第二级阻抗电路、用于钳位残压的第三级泄放电路，第一级泄放电路、第一级阻抗电路、第二级泄放电路、第二级阻抗电路、第三级泄放电路从输入侧至输出侧依次分布于正母线、负母线上从而实现连接。本发明专利技术通过两级阻抗电路用于雷电注入时产生非常大的特征阻抗，尽可能的阻止残压窜入到后级，三级泄放电路实施能量的泄放，实现满足大容量、低残压要求且电特性为直流的特殊需求。

【技术实现步骤摘要】
一种适于大容量低残压的防雷电路
本专利技术涉及空调中的防雷器，特别涉及一种适于大容量低残压的防雷电路。
技术介绍
目前成熟的防雷产品主要有交流电源防雷器、通用二极信号防雷器、单级信号防雷器及天馈防雷器。其中，后一种主要用在通讯领域，此处暂不做赘述，前三种较为常见和通用，具体介绍如下：1、交流电源防雷器交流电源防雷器的通用电路拓扑如图1所示，一般安装在总的交流进线处，容量可以做到非常大(几十KA到几百KA)，一般有一个脱扣开关，如果防雷器失效则脱扣开关脱扣，指示窗口的颜色会由绿色变为红色，提示更换防雷器，对于交流电源防雷器而言，其缺点是残压非常高(上百伏特到上千伏特不等，残压大小和器件的选型直接相关)，只适合用于设备的电源输入端，并且设备本身具有一定防浪涌能力的场合。2、通用二极信号防雷器通用二极信号防雷器的通用电路拓扑如图2所示，用于二极信号的防雷，受电路特性限制，容量没法做到很大，一般带金属外壳和很粗的接地线，方便工程安装，其优点是残压可以控制到一个非常理想的水平(经过器件的精确匹配，残压误差可以控制到10V以内)，并且反应速度相比交流电源防雷器而言，也不在一个数量级，这对信号防雷场合非常的有利。不过通用二极信号防雷器有两个致命的不足，一个是容量有限，这是电路特性本身决定；还有一个问题是对于信号特性为持续直流电压的场合，由于电路的截断电压要求，信号电压值必须低于截断电压，或者有一个低于截断电压的持续低电压出现，否则气体放电管会因没法关断而持续导通，导致器件烧毁。此防雷方案一般用于雷电能量不大，对残压要求高的场合。3、单级信号防雷器单级信号防雷器不带差模保护的电路拓扑如图3所示，带差模保护的电路拓扑如图4所示，主要用于信号端口的浪涌保护，只有一级(所以叫单级)，一般做在控制板上用于芯片或者相关器件的浪涌保护，极少有独立做成模块的。根据保护器件的不同特性及保护要求，单级信号防雷电路的变种非常的多。如上三种均为经典的通用防雷方案，但均不能满足如下特殊场合和电特性特殊的大容量低残压防雷需求：1、使用长线传输，可能有C级或者D级雷电能量注入或者耦合的直流特性的电源线或者信号线，并且终端设备对残压要求非常高的场合。2、对残压非常敏感的终端设备的防雷改造，并且电压特性为没有电压跳变的持续直流电压，如特种直流电源，特种直流机柜空调，有雷击或者浪涌风险的数据终端等。
技术实现思路
本专利技术为解决或部分解决现有技术中的不足之处，而提供一种适于大容量低残压的防雷电路。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种适于大容量低残压的防雷电路，包括正母线、负母线、用于主要承担能量泄放的第一级泄放电路、用于避免大电流灌入状态下磁饱和的第一级阻抗电路、用于泄放第一级泄放电路残压的第二级泄放电路、用于匹配第二级泄放电路产生阻抗的第二级阻抗电路、用于钳位残压的第三级泄放电路，第一级泄放电路、第一级阻抗电路、第二级泄放电路、第二级阻抗电路、第三级泄放电路从输入侧至输出侧依次分布于正母线、负母线上从而实现连接。本专利技术的防雷电路包含有两级阻抗电路、三级泄放电路，其中，两级阻抗电路主要用于雷电注入时产生非常大的特征阻抗，尽可能的阻止残压窜入到后级，三级泄放电路用于能量的泄放，可满足大容量、低残压要求且电特性为直流特殊的特殊防雷场合。进一步地，所述正母线上设有位于第一级泄放电路前级的短路保护电路，用于在防雷电路失效短路状态下切断电源，防止起火等异常情况的发生。进一步地，所述防雷电路设有气体放电管T5、用于外接大地的端子P11，所述第一级泄放电路用于承担了90％以上的能量泄放，具体包含压敏电阻RY3、压敏电阻RY4、压敏电阻RY5以及电容C25，压敏电阻RY3的一端接于正母线，另一端接于负母线且依次经压敏电阻RY4、气体放电管T5连接至端子P11，电容C25与压敏电阻RY3并联，压敏电阻RY5一端连接至压敏电阻RY3与正母线相接的节点，另一端同样经气体放电管T5连接至端子P11，其中，个压敏电阻RY3、RY4、RY5分别保证差模泄放通路和共模泄放通路，电容C25用于吸收电压振荡，对EMC有好处。为保证可靠性，压敏电阻RY3、压敏电阻RY4、压敏电阻RY5取功率降额系数为0.5。进一步地，所述第一级阻抗电路包含空心电感L1、空心电感L2，空心电感L1串联于正母线上，空心电感L2串联于负母线上，其中，空心电感的电感值L等于X1×T/2Π，式中，T为设定时间，Xl为感抗值，所述感抗值为第一级泄放电路中压敏电阻的最大导通电压的2倍值除以第一级泄放电路中压敏电阻的最大导通电流，保证在瞬间大电流灌入时不致于磁饱和。进一步地，所述第二级泄放电路的电路结构与所述第一级泄放电路的电路结构相同，所述第二级泄放电路中压敏电阻的最大导通电压取第一级泄放电路的最大导通电压与残压值之和的一半值，从而泄放第一级泄放电路的残压，并保证第三级泄放电路泄放的可靠性。为匹配第二级泄放电路，所述第二级阻抗电路设有串联于负母线上的阻抗元件R45、串联于正母线上的阻抗元件R46，所述阻抗元件为防浪涌电阻或电感。进一步地，所述防雷电路设有用于外接工作地的端子P1，所述第三级泄放电路包含TVS管DN1、TVS管DN2、TVS管DN9，TVS管DN9的一端接于正母线，另一端接于负母线且经TVS管DN1连接至端子P1，TVS管DN2一端连接至TVS管DN9与正母线相接的节点，另一端连接至端子P1，用于精确的钳位残压和快速的反应。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的台件。在附图中：图1示出了现有交流电源防雷器的通用电路拓扑；图2示出了现有通用二极信号防雷器的通用电路拓扑；图3示出了现有单级信号防雷器不带差模保护的电路拓扑；图4示出了现有单级信号防雷器带差模保护的电路拓扑；图5示出了本专利技术防雷电路的电路拓扑。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。如图1所示，本实施例的防雷电路包含有：一级短路保护电路、两级阻抗电路、三级泄放电路，其中，短路保护电路主要用于当防雷电路失效短路后及时切断电源，防止起火等异常情况的发生，两级阻抗电路主要用于雷电注入时产生非常大的特征阻抗，尽可能的阻止残压窜入到后级，三级泄放电路用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：包括正母线、负母线、用于主要承担能量泄放的第一级泄放电路、用于避免大电流灌入状态下磁饱和的第一级阻抗电路、用于泄放第一级泄放电路残压的第二级泄放电路、用于匹配第二级泄放电路产生阻抗的第二级阻抗电路、用于钳位残压的第三级泄放电路，第一级泄放电路、第一级阻抗电路、第二级泄放电路、第二级阻抗电路、第三级泄放电路从输入侧至输出侧依次分布于正母线、负母线上从而实现连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：包括正母线、负母线、用于主要承担能量泄放的第一级泄放电路、用于避免大电流灌入状态下磁饱和的第一级阻抗电路、用于泄放第一级泄放电路残压的第二级泄放电路、用于匹配第二级泄放电路产生阻抗的第二级阻抗电路、用于钳位残压的第三级泄放电路，第一级泄放电路、第一级阻抗电路、第二级泄放电路、第二级阻抗电路、第三级泄放电路从输入侧至输出侧依次分布于正母线、负母线上从而实现连接。


2.如权利要求1所述的一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：所述正母线上设有位于第一级泄放电路前级的用于在防雷电路失效短路状态下切断电源的短路保护电路。


3.如权利要求1所述的一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：所述防雷电路设有气体放电管T5、用于外接大地的端子P11，所述第一级泄放电路包含压敏电阻RY3、压敏电阻RY4、压敏电阻RY5，压敏电阻RY3的一端接于正母线，另一端接于负母线且依次经压敏电阻RY4、气体放电管T5连接至端子P11，压敏电阻RY5一端连接至压敏电阻RY3与正母线相接的节点，另一端同样经气体放电管T5连接至端子P11。


4.如权利要求3所述的一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：所述第一级泄放电路包含电容C25，电容C25与压敏电阻RY3并联。


5.如权利要求3所述的一种适于大容量低残压的防雷电路，其特征在于：压敏电阻RY3、压敏电阻RY4、压敏电阻RY5取功率降额系...

【专利技术属性】
技术研发人员：华麟，黎祥松，柳晶津，曾浪，
申请(专利权)人：广东海悟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44