[发明专利]浪涌保护装置、电路、模块以及包括所述浪涌保护装置、电路、模块的系统

说明书

一种浪涌保护装置（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气体放电管和串联连接到气体放电管的电流管理电路。电流管理电路包括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并联连接的压敏电阻和电阻器。

技术领域

本发明涉及浪涌保护装置，且更特别地，涉及包括压敏电阻的浪涌保护装置。

背景技术

经常，过高的电压或电流被施加到向住宅以及商用和机构设施输送电力的供线两端。这种过高的电压或电流尖峰（瞬态过电压和浪涌电流）可以例如由雷击造成。在电讯分配中心、医院和其他设施中上述事件可能特别值得关注，其中由过电压和/或电流浪涌导致的设备损坏是不可接受的，并且所造成的停机时间可能造成重大损失。

通常，可以使用浪涌保护装置（SPD）保护敏感电子设备免受瞬态过电压和浪涌电流的影响。例如，过电压保护装置可安装在要保护的设备的电力输入处，过电压保护装置通常在设备失效时保护设备免受过电流的损害。SPD的典型失效模式是短路。通常采用的过电流保护是内部热断开器和外部熔断器的组合，内部热断开器用于保护装置免受由于增加的泄漏电流引起的过热的损害，外部熔断器用于保护装置免受更高的故障电流的损害。不同的SPD技术可避免使用内部热断开器，因为在失效的情况下，这些技术将其操作模式改变成低欧姆电阻。

在线L（例如，三相电力电路的电压线）中的浪涌电流的情况下，保护电力系统负载装置可能需要为浪涌电流的过剩电流提供到接地的电流路径。浪涌电流可在线L和中性线N（中性线N可以传导地联接到地面接地PE）之间产生瞬态过电压。因为瞬态过电压显著地超过SPD的操作电压，所以SPD将变，从而允许过剩电流从线L通过SPD流到中性线N。一旦浪涌电流已经被传导到中性线N，过电压条件就终止，并且SPD可以再次变得不导电。然而，在一些情况下，一个或多个SPD可甚至在低于SPD的操作电压的电压下开始允许传导泄漏电流。在SPD劣化的情况下，可以发生这种条件。

发明内容

根据本发明构思的一些实施例，浪涌保护装置（SPD）包括第一电端子、第二电端子以及连接在第一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气体放电管和串联连接到气体放电管的电流管理电路。电流管理电路包括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并联连接的压敏电阻和电阻器。

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和第二节点之间与电阻器串联连接的电感器。

在一些实施例中，电感器包括表面安装器件（SMD）电感器。

在一些实施例中，电感器具有在从大约1 µH到大约1 mH的范围内的电感。

在一些实施例中，过电压保护电路还包括热断开器机构，其串联连接到气体放电管和电流管理电路。热断开器机构配置成响应于热事件而使第一电端子从第二电端子电断开。

在一些实施例中，电阻器包括轴向电阻器并且具有在从大约1 kΩ到50 MΩ的范围内的电阻。

在一些实施例中，电阻器包括径向电阻器并且具有在从大约1 kΩ到50 MΩ的范围内的电阻。

在一些实施例中，电阻器包括表面安装器件（SMD）电阻器并且具有在从大约1 kΩ到50 MΩ的范围内的电阻。

在一些实施例中，压敏电阻具有大约20kA的峰值电流额定值和大约300V的峰值电压额定值。

在一些实施例中，气体放电管具有在100V/s的电压上升处的大约500V的DC火花放电电压额定值，以及大约20kA的放电电流额定值。

在一些实施例中，压敏电阻具有与其关联的钳位电压电平，钳位电压电平超过与第一电端子关联的周围电压电平。