浪涌保护装置制造方法及图纸

一种浪涌保护装置

【技术实现步骤摘要】
浪涌保护装置、电路、模块和包括它们的系统


[0001]本专利技术涉及浪涌保护装置，并且更特别地，涉及包括变阻器的浪涌保护装置。

技术介绍

[0002]通常，在向住宅、商业和公共设施递送电力的服务线路上施加过大的电压或电流。例如，这种过大的电压或电流尖峰(瞬态过电压和浪涌电流)可能由雷击引起。在电信分配中心、医院和其他设施中，上述事件可能是特别关注的，在这些地方，由过电压和/或电流浪涌引起的设备损坏是不可接受的，并且由此导致的停机时间可能非常昂贵。
[0003]通常，可以使用浪涌保护装置(SPD)来保护敏感的电子设备免受瞬态过电压和浪涌电流的影响。例如，过电压保护装置可以安装在要保护的设备的电力输入端处，该设备通常在其失效时受到过电流保护。SPD的典型失效模式是短路。通常采用的过流保护是内部热切断器和外部熔断器的组合，前者用于保护装置免受因漏电流增加而导致的过热，后者用于保护装置免于更高的故障电流。不同的SPD技术可以避免使用内部热切断器，因为在失效的情况下，它们将其操作模式改变为低欧姆电阻。
[0004]在线路L(例如，三相电力电路的电压线路)中出现浪涌电流的情况下，电力系统负载装置的保护可需要为浪涌电流的过大电流提供接地电流路径。浪涌电流可以在线路L和中性线路N(中性线路N可以传导地耦合到大地PE)之间产生瞬态过电压。由于瞬态过电压显著超过SPD的操作电压，SPD将变成传导的，从而允许过大电流从线路L通过SPD流到中性线路N。一旦浪涌电流已经被传导到中性线路N，过电压条件结束，并且SPD可再次变为不传导的。然而，在一些情况下，一个或多个SPD可开始允许漏电流即使在低于SPD的操作电压的电压下被传导。这种条件可能发生在SPD劣化的情况下。
[0005]SPD可以使用气体放电管(GDT)、火花隙装置等来减少可能由一个或多个金属氧化物变阻器(MOV)引起的漏电流。然而，基于已经被吸收的过电压浪涌事件的数量和这些过电压浪涌事件的幅度，GDT具有有限的生命周期。GDT的劣化可能是由发射涂层和电极材料的快速击穿引起的，这增加了管内的污染物。松散的污染物可附着到电极之间的陶瓷体的侧面，并可导致两个电极之间的短路。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术构思的一些实施例，浪涌保护装置(SPD)包括第一电端子、第二电端子和连接在第一电端子和第二电端子之间的过电压保护电路。过电压保护电路包括变阻器和串联连接到变阻器的电流管理电路，电流管理电路包括并联连接在电流管理电路的第一节点和电流管理电路的第二节点之间的气体放电管和电阻器。
[0007]在一些实施例中，电流管理电路还包括在电流管理电路的第一节点和第二节点之间与电阻器串联连接的用于交流电流的硅二极管(SIDAC)。
[0008]在一些实施例中，SIDAC的击穿电压小于气体放电管的火花放电电压。
[0009]在一些实施例中，电流管理电路还包括在电流管理电路的第一节点和第二节点之
间与电阻器串联连接的开关火花隙。
[0010]在一些实施例中，开关火花隙的火花放电电压小于气体放电管的火花放电电压。
[0011]在一些实施例中，电阻器的电阻大于基于通过电阻器的瞬态过电压(TOV)事件电流的第一电阻，并且小于基于气体放电管的击穿电压的第二电阻。
[0012]在一些实施例中，第一电阻由下式给出：
[0013]((V
TOVTH
+U
ref
)/I
c
)
‑
R
mov
；
[0014]其中V
TOVTH
是第一电端子和第二电端子之间的TOV事件电压阈值；U
ref
是第一电端子和第二电端子之间的环境电压；I
c
是通过电阻器的T
OV
事件电流；并且其中R
mov
是变阻器的电阻。
[0015]在一些实施例中，V
TOVTH
为近似1200V
[0016]在一些实施例中，第二电阻由下式给出：
[0017]R
mov U
dc
/((V
TOVTH
+U
ref
)SQRT(2)
‑
U
dc
)；
[0018]其中，R
mov
是变阻器的电阻；U
dc
是气体放电管的火花放电电压；V
TOVTH
是第一电端子和第二电端子之间的TOV事件电压阈值；U
ref
是第一电端子和第二电端子之间的环境电压；并且SQRT是平方根函数。
[0019]在一些实施例中，V
TOVTH
为近似1200V。
[0020]在一些实施例中，过电压保护电路还包括与变阻器和电流管理电路串联连接的热切断器机构，该热切断器机构被配置成响应于热事件将第一电端子与第二电端子电断开。
[0021]在一些实施例中，电阻器包括轴向电阻器。
[0022]在一些实施例中，电阻器包括径向电阻器。
[0023]在一些实施例中，电阻器包括表面安装器件(SMD)电阻器。
[0024]在一些实施例中，变阻器具有在大约5
‑
25kA范围内的额定峰值电流和大约440
‑
625V的额定峰值电压。
[0025]在一些实施例中，气体放电管具有大约1500
‑
2500V的额定火花电压和大约2
‑
25kA的额定放电电流。
[0026]在一些实施例中，变阻器具有与其相关联的钳位电压电平，该钳位电压电平超过第一电端子和第二电端子之间的环境电压电平。
[0027]在一些实施例中，电阻器和变阻器被配置成通过响应于第一电端子和第二电端子之间的瞬态过电压(TOV)事件电压小于TOV事件电压阈值(V
TOVTH
)，使气体放电管两端的电压小于气体放电管的火花放电电压，来将气体放电管维持在非传导状态。
[0028]在一些实施例中，V
TOVTH
为近似1200V。
[0029]在一些实施例中，变阻器被配置成通过响应于第一电端子和第二电端子之间的大于TOV事件电压阈值(V
TOVTH
)的瞬态过电压(TOV)事件的终止，使气体放电管两端的电压小于气体放电管的电弧电压，来促进气体放电管从传导状态到非传导状态的转变。
[0030]在一些实施例中，V
TOVTH
为近似1200V。
[0031]在一些实施例中，第一电端子被配置成用于连接到线路，并且第二电端子被配置成用于连接到公共参考电压。
[0032]在一些实施例中，线路是交流电流(AC)电力线路或直流电流(DC)电力线路。
[0033]在一些实施例中，线路是被配置成传输通信信号的通信线路。
[0034]在一些实施例中，通信信号是RF本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浪涌保护装置(SPD)，包括：第一电端子；第二电端子；连接在所述第一电端子和所述第二电端子之间的过电压保护电路，所述过电压保护电路包括：变阻器；和串联连接到所述变阻器的电流管理电路，所述电流管理电路包括并联连接在所述电流管理电路的第一节点和所述电流管理电路的第二节点之间的气体放电管和电阻器。2.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电流管理电路还包括用于交流电的硅二极管(SIDAC)，其在所述电流管理电路的第一节点和第二节点之间与所述电阻器串联连接。3.根据权利要求2所述的SPD，其中，所述SIDAC的击穿电压小于所述气体放电管的火花放电电压。4.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电流管理电路还包括开关火花隙，所述开关火花隙在所述电流管理电路的第一节点和第二节点之间与所述电阻器串联连接。5.权利要求4的SPD，其中，开关火花隙的火花放电电压小于所述气体放电管的火花放电电压。6.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电阻器的电阻大于基于通过所述电阻器的瞬态过电压(TOV)事件电流的第一电阻，并且小于基于所述气体放电管的击穿电压的第二电阻。7.根据权利要求6所述的SPD，其中，所述第一电阻由下式给出：((V
TOVTH
+U
ref
)/I
c
)＝R
mov
；其中，V
TOVTH
是所述第一电端子和所述第二电端子之间的TOV事件电压阈值；其中，U
ref
是所述第一电端子和所述第二电端子之间的环境电压；其中，I
c
是通过所述电阻器的TOV事件电流；和其中，R
mov
是所述变阻器的电阻。8.根据权利要求7所述的SPD，其中，所述V
TOVTH
为近似1200V。9.根据权利要求6所述的SPD，其中，所述第二电阻由下式给出：R
mov
U
dc
/((V
TOVTH
+U
ref
)SQRT(2)＝U
dc
)；其中，R
mov
是所述变阻器的电阻；其中，U
dc
是所述气体放电管的火花放电电压；其中，V
TOVTH
是所述第一电端子和所述第二电端子之间的TOV事件电压阈值；其中，U
ref
是所述第一电端子和所述第二电端子之间的环境电压；并且SQRT是平方根函数。10.根据权利要求9所述的SPD，其中，所述V
TOVTH
为近似1200V。11.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述过电压保护电路进一步包括：与所述变阻器和所述电流管理电路串联连接的热切断器机构，所述热切断器机构被配置成响应于热事件将所述第一电端子与第二电端子电断开。12.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电阻器包括轴向电阻器。13.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电阻器包括径向电阻器。
14.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电阻器包括表面安装器件(SMD)电阻器。15.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述变阻器具有在大约5
‑
25kA范围内的额定峰值电流和大约440
‑
625V的额定峰值电压。16.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述气体放电管具有大约1500
‑
2500V的额定火花放电电压和大约2
‑
25kA的额定放电电流。17.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述变阻器具有与其相关联的钳位电压电平，所述钳位电压电平超过所述第一电端子和所述第二电端子之间的环境电压电平。18.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述电阻器和变阻器被配置成通过响应于所述第一电端子和所述第二电端子之间的小于TOV事件电压阈值(V
TOVTH
)的瞬态过电压(TOV)事件电压，使所述气体放电管两端的电压小于所述气体放电管的火花放电电压，来将所述气体放电管维持在非传导状态。19.根据权利要求18所述的SPD，其中，所述V
TOVTH
为近似1200V。20.根据权利要求1所述的SPD，其中，所述变阻器被配置成通过响应于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：RIPD，
类型：发明
国别省市：