專利名稱：一種實用可靠的防雷擊電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電源保護技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種實用可靠的防雷擊電路。
背景技術(shù)：
目前各消費類電子產(chǎn)品在防雷擊保護上，一股是在電源輸入端的L/N之間并聯(lián)一 個防雷擊器件，如Varistor，TVS等。這些防雷擊器件價格較貴，且在一些防雷條件不完善 的地區(qū)，即使采用這些防雷擊器件，雷擊電壓仍有可能在Y電容上諧振出高電壓而損壞電 源電路中的元器件。雷擊脈沖加在L/N對PE時，其等效電路如圖1所示，其中R是共模電 感的繞線電阻及NTCR電阻，PCB走線電阻的總和；L是共模電感的感量；C是所有Y電容的 總禾口。以上等效電路組成LCR串聯(lián)諧振電路，當(dāng)雷擊脈沖輸入的前300到500ns期間， LCR發(fā)生串聯(lián)諧振，由于共模電感的感量較大(大概8mH到30mH)及Y電容(符合不同的安 規(guī)要求有不同的規(guī)定)容量較大，其諧振周期較大，所以在此期間Y電容上的電壓上緩慢長 升。之后共模電感飽和，感量迅速減小，則諧振周期相應(yīng)變小，諧振電流也相應(yīng)突然增大，此 電流對Y電容充電，使Y電容上的電壓迅速達到大概兩倍的輸入電壓，此時共模電感退出飽 和，但此時雷擊電壓開始下降，此迅速下降的電壓又使共模電感進入飽和，同樣產(chǎn)生一個較 大的反向電流，當(dāng)電壓下降到一定程度，共模電感退出飽和，同時電流也下降到較低值。如 此可以反復(fù)幾次。兩倍的諧振過沖電壓及諧振電流將流過連結(jié)L/N對PE地的Y電容，連結(jié) 初級地和次級地的Y電容，變壓器的雜散電容，及連結(jié)初級和次級的光耦。這樣會對控制回 路產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，甚致?lián)p壞元件。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種實用可靠的防雷擊電路，其 能有效地阻尼雷擊電壓在電感類器件上諧振出更高的電壓，從而降低雷擊脈沖對電源的危 害，達到防雷擊的效果。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種實用可靠的防雷擊電路，其特征是在電源輸入線 上的電感類器件兩端并聯(lián)上一串由兩個背接穩(wěn)壓管串接電容、電阻組成的保護電路。本實用新型在雷擊脈沖施加到交流電源輸入端時，讓電感類器件不進入飽和區(qū)工 作，電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計獨特，具有較好的市場價值。

圖1是習(xí)知電源電路雷擊脈沖加在L/N對PE時的等效電路圖。圖2是本實用新型實施例一電源L和N線上設(shè)置有保護電路的電路示意圖。圖3是本實用新型實施例一電源L線上設(shè)置有保護電路的電路示意圖。圖4是本實用新型實施例一電源N線上設(shè)置有保護電路的電路示意圖。附圖中C902，C903是Y電容；L901是共模電感；C908，C909是X電容；NR901是減小開機沖擊電流的熱敏電阻；BD901整流橋；R900，R901，R902是關(guān)機時X電容的泄放電阻； F902是保險絲；虛線框中的ZD9001, ZD9002, C9001, R9001 ；ZD9003, ZD9004, C9002, R9002 是防止
雷擊脈沖期間共模電感飽和的電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例子對本實用新型做進一步說明。在背景技術(shù)的敘述中，我們知道為了提高產(chǎn)品的對雷擊的免疫能力，我們必需減 少Y電容上的諧振過沖電壓。其中一個有效的辦法就是對此諧振回路進行阻尼。然而為了 有效地阻尼此有害的過沖電壓及電流，一種簡單有效的辦法就是在雷擊脈沖施加到交流電 源輸入端時，讓共模電感不要進入飽和區(qū)工作。當(dāng)電感的線圈兩端施加一確定的電壓時，線
圈中電流將按如下規(guī)律變化，即= 1-經(jīng)過一段時間后，電流上升到一定的值，電感將進入飽和工作區(qū)。所以也可以說電 感兩端施加的伏秒值達到一定值后，電感將進入飽和工作區(qū)。因此，只要控制施加在電感兩 端的伏秒值，使它低于電感臨界飽和時的伏秒值，此電感將不會進入飽和工作區(qū)。在本實施例子中本實用新型提供一種實用可靠的防雷擊電路，其特征是在電源 輸入線上的電感類器件兩端并聯(lián)上一串由兩個背接穩(wěn)壓管串接電容、電阻組成的保護電 路。這里較佳的，所述的電感類器件是共模電感，如果在所述共模電感的兩端并聯(lián)上 一個電阻；此并聯(lián)的支路，在雷擊脈沖到來時，旁路掉共模電感的感抗，并且通過該電阻的 電流將快速地向Y電容充電；而Y電容的充電，將使Y電容兩端的電壓快速上升；則加在共 模電感兩端的電壓將減少，其相應(yīng)的伏秒值也將降低。這樣只要調(diào)整好此并聯(lián)電阻的阻值， 便可以有效地控制施加在共模電感兩端的伏秒值，使其不要進入飽和工作區(qū)。具體工作原 理如下下面公式中Vp 可防護的最高雷擊脈沖之峰值電壓。以最高峰值電壓做計算，可
以確保計算出來的值留有一定的裕度；Vc :Y電容兩端的電壓；t :雷擊時Y電容充電的時
間常數(shù)，即R*C ；則Y電容兩端的電壓如下 —共模電感兩端的電壓 則電感兩端的伏秒值
所以 共模電感的伏秒值由以下因素素決定
淇中B :共模電
感工作時的磁感應(yīng)強度；Ae 共模電感磁芯中柱的截面積；AL 電感系數(shù)，表示磁芯具有一 匝線圈時的電感量；該伏秒值表達式的值隨著溫度的升高而降低。由于在共模電感兩端直接并聯(lián)電阻將影響其高頻特性，所以為了不影響正常工作 時共模電感的特性，在并聯(lián)的電阻支路上串聯(lián)兩個背接的穩(wěn)壓管，穩(wěn)壓值選的越高，其結(jié)電容就越小，效果越好。當(dāng)雷擊電壓到來時，共模電感兩端電壓超過穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓管導(dǎo)通，電 阻起阻尼作用；當(dāng)正常工作時，穩(wěn)壓管不導(dǎo)通，該支路相當(dāng)于斷開。另外，如果共模電感沒有接觸好，電網(wǎng)交流電流將通過穩(wěn)壓管及阻尼電阻，使阻尼 電阻迅速發(fā)熱，存在安全隱患。所以在該并聯(lián)支路上再串聯(lián)一個電容，起到隔離作用。該隔離電容的容值要遠大于Y電容的容值；其耐壓值的選擇取決于所需防護的最
高雷擊電壓值，即v(ea) =隔離電容的取值越大，雷擊脈沖期間其承受的瞬間電壓
越低；Y電容的取值越大，隔離電容所承受的瞬間電壓越高。如果共模電感沒有接觸好，交 流電壓將直接施加在隔離電容上，所以隔離電容的額定電壓大于220V。由于追加了隔離電容，在雷擊脈沖期間，隔離電容上也會有一定的電壓，所以在選 擇阻尼電阻的阻值時，要比理論計算值適當(dāng)小點，留一定的裕度。還需說明的是在穩(wěn)壓管的選擇上我們盡量選擇結(jié)電容小的穩(wěn)壓管，但必需注 意其峰值功率。穩(wěn)壓管峰值功率的選擇與阻尼電阻阻值的選擇有關(guān)。阻尼電阻的阻值選的 越小，則雷擊時通過的電流越大，穩(wěn)壓管需要承受的峰值功率也越大。所以如果選擇較小的 阻尼電阻，相應(yīng)的穩(wěn)壓管之穩(wěn)壓值也要選的小一點。阻尼電阻的平鈞功耗是很低的，但其承 受的瞬間峰值電流卻較大，所以可以選用小封裝的碳膜電阻，此類電阻便宜且可以承受較 高的瞬間峰值電流而電氣特性不會變化。此外，如圖2到圖4所示，本實用新型所述的由兩個背接穩(wěn)壓管串接電容、電阻組 成的保護電路可以并接在電源的L線上的電感類器件上，也可以是并接在電源的N線、或者 是L線和N線上的電感類器件都并接有該保護電路。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)鄰域的專業(yè)了員 來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，推演或替換，這些改進和 潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求一種實用可靠的防雷擊電路，其特征是在電源輸入線上的電感類器件兩端并聯(lián)上一串由兩個背接穩(wěn)壓管串接電容、電阻組成的保護電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用可靠的防雷擊電路，其特征是所述的電源輸入線是電 源的L線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用可靠的防雷擊電路，其特征是所述的電源輸入線是電 源的N線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用可靠的防雷擊電路，其特征是所述的電源輸入線是電 源的L線和N線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實用可靠的防雷擊電路，其特征是所述的電感類器件是共 模電感。
專利摘要本實用新型涉及一種實用可靠的防雷擊電路，其特征是在電源輸入線上的電感類器件兩端并聯(lián)上一串由兩個背接穩(wěn)壓管串接電容、電阻組成的保護電路。本實用新型有效地阻尼雷擊電壓在共模電感上諧振出更高的電壓，從而降低雷擊脈沖對電源的危害，達到防雷擊的效果，提高產(chǎn)品竟?fàn)幜Α?br> 文檔編號H02H9/04GK201608524SQ20102012509
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者王星光 申請人:福建捷聯(lián)電子有限公司