[实用新型]一种低电压直流电源端口浪涌保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种低电压直流电源端口的浪涌保护电路。

背景技术

低电压直流电源端口的浪涌保护电路，用于供电电源不大于48V直流的设备，如楼宇的智能水表电表，以及消防系统的传感器。该类设备空间分布较广，由一个直流电流统一供电，电源线较长，容易耦合较强的雷电电流和浪涌电流干扰。

现有的技术主要采用陶瓷气体放电管和瞬态抑制二极管的组合保护，通过空气放点来泄放浪涌电流，瞬态抑制二极管对残压钳位，来实现限制浪涌电压，保护设备的安全。其缺陷为，空气放电管放电后，存在续流电压，若放电管两端还存在电压，放电管还会持续放点，必须将两端电压归零来关断。适用于交流端口，交流电压过零点时可以将放电管关断，但是放电管不适用与直流端口，直流端口的工作电压将使放电管持续放点，无法关断。电路无法回到正常工作状态。

目前用用的技术还有，使用压敏电阻与瞬态抑制二极管的组合保护，通过压敏电阻吸收浪涌电流，瞬态抑制二极管进行电压箝位，实现限制浪涌电压，保护设备的安全。浪涌电压经过压敏电阻与瞬态抑制二极管的吸收和限制后，还是会有较高的残压，会使电流的敏感器件损坏。特别是现在的直流开关芯片的最大工作电压都比较低，容易受到保护电压的残压损坏。

实用新型内容

针对现有低电压电源端口浪涌保护电路存在的缺陷，本发明提供一种正常工作于直流电压端口，对电路的浪涌电压敏感器件进行有效防护的电路。

附图说明

图1为本实用新型提出的低电压直流电源端口浪涌保护电路的结构图。

具体实施方式

下面结合附图并用最佳的实施例对本实用新型作详细的说明。

本实用新型提出的浪涌保护电路包括压敏电阻RV1，第一电感L1，第二电感L2，自恢复保险丝PTC1，瞬态抑制二极管TVS1和电容C1，其中压敏电阻RV1分别和直流输入电源的两端连接，第一电感L1的一端和直流输入电源的正端连接，另一端和自恢复保险丝PTC1的一端连接，自恢复保险丝PTC1的另一端与浪涌保护电路的正输出端连接，第二电感L2的一端连接在直流输入电源的负端，另一端连接在浪涌保护电路负输出端，瞬态抑制二极管TVS1和电容C1并联在浪涌保护电路的输出端之间。

如图1所示，靠近电源输入端口的一个压敏电阻RV1为第一级防护。正常工作时，压敏电阻两端有很高的阻抗，达到兆欧级，相当于断路，不影响电路正常工作。当浪涌电压到达压敏电阻两端时，压敏电阻将在很短的时间阻抗变低，吸收浪涌电流，将两端的电压钳位到较低的电压。压敏的响应时间可以到纳秒级。

自恢复保险丝PTC1和瞬态抑制二极管TVS1构成第二级防护，自恢复保险丝抑制电路的电流，同时对第一级的防护电路的残压进行分压，进一步限制浪涌电压。瞬态抑制二极管快速地对残压进行进一步的钳位。将电压限制在电路的正常范围。瞬态抑制二极管的响应速度也在纳秒级，比压敏电阻要快。

由于第一级电路吸收的浪涌能量要比第二级防护电路大得多，所以必须确保第一级的电路要最先动作。但是第二级的保护电路的响应时间比第一级的点路短，必须延迟第二级电路的响应，所以要在第一级与第二级电路之间放置第一和第二电感L1、L2组成的隔离电路。当浪涌尖峰加到电路时，电感抑制电流的突变，形成较高阻抗，而压敏电阻达到动作电压阻抗降低，浪涌电流将流向压敏电阻。压敏残压经过电感消减尖峰，自恢复保险丝分压后，TVS动作将电压钳位。由于浪涌的瞬时电流很大，所以电感要使用大饱和电流的电感，才能保证电感不饱和。

电容C1组成第三级电路，对浪涌引起的电压波动进行整流，吸收电压的尖峰和毛刺。

通过上述的技术原理，本电路能有效的限制浪涌的电压。实际中通过工作电压和浪涌等级选用压敏电阻的型号，根据后端电路的最大可承受电压选取自恢复保险丝的和瞬态抑制二极管，可以保护后端敏感器件。

本实用新型提出电路能有效的对低电压直流电源端口进行浪涌防护。压敏电阻的使用，使直流电路在浪涌冲击后回复正常，不存在气体放电管有续流的现象。自恢复保险丝的使用可以对后端电压很敏感的器件进行防护，由于自恢复保险丝的分压，使后端元件最大可承受电压可以小于压敏的电阻的残留电压。

以上实施例是本实用新型较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本实用新型的保护范围内。