一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，通過(guò)分級(jí)泄放的方式將浪涌能量逐步進(jìn)行泄放，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：首先確定開(kāi)關(guān)電源的供電方式，即確定開(kāi)關(guān)電源為直流輸入或交流輸入；然后設(shè)置第一級(jí)浪涌防護(hù)，用于泄放大部分的浪涌能量，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)和共模浪涌防護(hù)組合實(shí)現(xiàn)；設(shè)置第二級(jí)浪涌防護(hù)用于完成精細(xì)防護(hù)，即將浪涌殘壓限制在電子設(shè)備能耐受的安全電壓范圍內(nèi)，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)實(shí)現(xiàn)。該一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)來(lái)減小或消除雷電放電或電氣負(fù)荷投切產(chǎn)生的浪涌電壓或電流，來(lái)提高開(kāi)關(guān)電源的浪涌抗擾度；實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的精密保護(hù)，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
【專利說(shuō)明】
一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤具體地說(shuō)是一種實(shí)用性強(qiáng)、提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中，芯片集成化程度越來(lái)越高，造成其對(duì)電壓浪涌的承受能力下降。自然原因(雷電放電)以及供電網(wǎng)絡(luò)中電氣負(fù)荷投切都會(huì)引起電源線上出現(xiàn)的浪涌電壓，會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備的供電電壓出現(xiàn)突變，或變得很高(幾千伏)，或變得很低(負(fù)幾千伏)，對(duì)模擬電路影響較小;但是對(duì)于數(shù)字邏輯電路會(huì)導(dǎo)致邏輯的完全錯(cuò)誤，出現(xiàn)誤動(dòng)作，甚至直接導(dǎo)致精密電子元器件的物理?yè)p壞。
[0003]由于雷電瞬態(tài)以及供電網(wǎng)絡(luò)中電氣負(fù)荷投切是不可避免的，所以浪涌普遍存在于配電系統(tǒng)中。浪涌電壓或電流引起電子設(shè)備供電電壓出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)，容易導(dǎo)致接收、傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，導(dǎo)致控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)異常復(fù)位;浪涌的累積效應(yīng)會(huì)造成半導(dǎo)體器件的性能衰退、設(shè)備使用壽命縮短;浪涌會(huì)不斷沖擊電子設(shè)備的供電部分絕緣層，導(dǎo)致絕緣層擊穿容易引起人身安全事故。開(kāi)關(guān)電源浪涌防護(hù)是現(xiàn)代電子設(shè)備所必須的，能夠顯著的提高電子設(shè)備的抗干擾能力?；诖?，本發(fā)明提出一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種實(shí)用性強(qiáng)、提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法。
[0005]—種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，通過(guò)分級(jí)泄放的方式將浪涌能量逐步進(jìn)行泄放，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:
首先確定開(kāi)關(guān)電源的供電方式，即確定開(kāi)關(guān)電源為直流輸入或交流輸入；
然后設(shè)置第一級(jí)浪涌防護(hù)，用于泄放大部分的浪涌能量，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)和共模浪涌防護(hù)組合實(shí)現(xiàn)；
設(shè)置第二級(jí)浪涌防護(hù)用于完成精細(xì)防護(hù)，即將浪涌殘壓限制在電子設(shè)備能耐受的安全電壓范圍內(nèi)，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)實(shí)現(xiàn)。
[0006]所述第一級(jí)浪涌防護(hù)中，差模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻和一個(gè)兩極氣體放電管串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間；共模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻、一個(gè)三極氣體放電管、另一個(gè)壓敏電阻串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間，同時(shí)在線地之間增加防護(hù)措施，該線地間的防護(hù)措施通過(guò)共享三極氣體放電管實(shí)現(xiàn)，即將該三極氣體放電管接地。
[0007]所述第二級(jí)浪涌防護(hù)中，對(duì)直流供電的開(kāi)關(guān)電源，該第二級(jí)浪涌防護(hù)采用瞬態(tài)抑制二極管實(shí)現(xiàn)，將第一級(jí)防護(hù)的浪涌殘壓降低到后級(jí)電路能夠承受的水平;對(duì)于交流供電的開(kāi)關(guān)電源，第二級(jí)浪涌防護(hù)中采用壓敏電阻和兩極氣體放電管組合成差模浪涌防護(hù)。
[0008]在第一級(jí)浪涌防護(hù)和第二級(jí)浪涌防護(hù)之間增加電感用于延遲來(lái)保證兩級(jí)浪涌防護(hù)電路實(shí)現(xiàn)分級(jí)泄放，且此電感為空心電感，防止在浪涌大電流下出現(xiàn)飽和失效。
[0009]在第二級(jí)浪涌防護(hù)后還設(shè)置有濾波及轉(zhuǎn)換模塊，來(lái)消除浪涌經(jīng)過(guò)壓敏電阻、氣體放電管后殘留的窄脈沖，該濾波及轉(zhuǎn)換模塊包括直流濾波器、交流濾波器兩部分。
[0010]本發(fā)明的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，基于壓敏電阻、氣體放電管、瞬態(tài)抑制二極管等瞬態(tài)抑制器件以及低通濾波器，通過(guò)來(lái)減小或消除雷電放電或電氣負(fù)荷投切產(chǎn)生的浪涌電壓或電流，來(lái)提高開(kāi)關(guān)電源的浪涌抗擾度;實(shí)現(xiàn)對(duì)電子設(shè)備的精密保護(hù)，此浪涌防護(hù)設(shè)計(jì)采用多級(jí)防護(hù)，盡可能降低或消除浪涌能量對(duì)敏感元器件的損壞，實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0011]附圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]如附圖1所示，本發(fā)明提供一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，
本專利是一種用于提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的設(shè)計(jì)方法，基于壓敏電阻、氣體放電管、瞬態(tài)抑制二極管等瞬態(tài)抑制器件以及低通濾波器，通過(guò)來(lái)減小或消除雷電放電或電氣負(fù)荷投切產(chǎn)生的浪涌電壓或電流，來(lái)提高開(kāi)關(guān)電源的浪涌抗擾度。
[0014]首先確定開(kāi)關(guān)電源供電方式(交流輸入/直流輸入)，其次根據(jù)電路中敏感元器件所能承受的瞬變或浪涌電壓的能力，同時(shí)考慮浪涌防護(hù)措施對(duì)開(kāi)關(guān)電源泄露電流以及絕緣強(qiáng)度的影響；除電子設(shè)備本身設(shè)計(jì)因素外，還需要根據(jù)其使用環(huán)境確定電子設(shè)備可能承受外來(lái)瞬變或浪涌電壓的強(qiáng)度，綜合來(lái)確定浪涌防護(hù)電路的組合方式。
[0015]由于浪涌沖擊的能量相對(duì)較大，必需要通過(guò)分級(jí)泄放的方式將浪涌能量逐步進(jìn)行泄放。
[OO10]其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為:
第一級(jí)浪涌防護(hù)關(guān)鍵是要通流量足夠大，泄放大部分的浪涌能量；
第二級(jí)浪涌防護(hù)為精細(xì)防護(hù)，其反應(yīng)時(shí)間要足夠快的同時(shí)能把浪涌殘壓限制在電子設(shè)備能耐受的安全電壓范圍內(nèi)。
[0017]浪涌防護(hù)器件主要有氣體放電管、壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管，這三種器件的通流量由大到小依次為:氣體放電管、壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管;反應(yīng)能力由快到慢依次為:瞬態(tài)抑制二極管、壓敏電阻、氣體放電管。氣體放電管鉗位電壓過(guò)低且其跟隨電流時(shí)間較長(zhǎng)，不適合用于電壓值較高的直流場(chǎng)合;壓敏電阻缺點(diǎn)是鉗位電壓不夠精確，損壞后呈短路狀態(tài)容易引起爆炸造成安全事故;瞬態(tài)抑制二極管缺點(diǎn)是通流量小，僅適合浪涌能量較小的場(chǎng)合。
[0018]所述第一級(jí)浪涌防護(hù)中，差模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻和一個(gè)兩極氣體放電管串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間；共模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻、一個(gè)三極氣體放電管、另一個(gè)壓敏電阻串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間，同時(shí)在線地之間增加防護(hù)措施，該線地間的防護(hù)措施通過(guò)共享三極氣體放電管實(shí)現(xiàn)，即將該三極氣體放電管接地。
[0019]所述第二級(jí)浪涌防護(hù)中，對(duì)直流供電的開(kāi)關(guān)電源，該第二級(jí)浪涌防護(hù)采用瞬態(tài)抑制二極管實(shí)現(xiàn)，將第一級(jí)防護(hù)的浪涌殘壓降低到后級(jí)電路能夠承受的水平;對(duì)于交流供電的開(kāi)關(guān)電源，第二級(jí)浪涌防護(hù)中采用壓敏電阻和兩極氣體放電管組合成差模浪涌防護(hù)。
[0020]在第一級(jí)浪涌防護(hù)和第二級(jí)浪涌防護(hù)之間增加電感用于延遲來(lái)保證兩級(jí)浪涌防護(hù)電路實(shí)現(xiàn)分級(jí)泄放，且此電感為空心電感，防止在浪涌大電流下出現(xiàn)飽和失效。
[0021]在第二級(jí)浪涌防護(hù)后還設(shè)置有濾波及轉(zhuǎn)換模塊，來(lái)消除浪涌經(jīng)過(guò)壓敏電阻、氣體放電管后殘留的窄脈沖，該濾波及轉(zhuǎn)換模塊包括直流濾波器、交流濾波器兩部分，分別連接第二級(jí)浪涌防護(hù)中的直流差模浪涌防護(hù)、交流差模浪涌防護(hù)，且濾波器多采用低通EMI濾波器。
[0022]上述【具體實(shí)施方式】?jī)H是本發(fā)明的具體個(gè)案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述【具體實(shí)施方式】，任何符合本發(fā)明的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法的權(quán)利要求書的且任何所述技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，其特征在于，通過(guò)分級(jí)泄放的方式將浪涌能量逐步進(jìn)行泄放，其具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為: 首先確定開(kāi)關(guān)電源的供電方式，即確定開(kāi)關(guān)電源為直流輸入或交流輸入； 然后設(shè)置第一級(jí)浪涌防護(hù)，用于泄放大部分的浪涌能量，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)和共模浪涌防護(hù)組合實(shí)現(xiàn)； 設(shè)置第二級(jí)浪涌防護(hù)用于完成精細(xì)防護(hù)，即將浪涌殘壓限制在電子設(shè)備能耐受的安全電壓范圍內(nèi)，該防護(hù)采用差模浪涌防護(hù)實(shí)現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，其特征在于，所述第一級(jí)浪涌防護(hù)中，差模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻和一個(gè)兩極氣體放電管串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間;共模浪涌防護(hù)采用一個(gè)壓敏電阻、一個(gè)三極氣體放電管、另一個(gè)壓敏電阻串聯(lián)使用，并接在連接電源輸入輸出的線線之間，同時(shí)在線地之間增加防護(hù)措施，該線地間的防護(hù)措施通過(guò)共享三極氣體放電管實(shí)現(xiàn)，即將該三極氣體放電管接地。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，其特征在于，所述第二級(jí)浪涌防護(hù)中，對(duì)直流供電的開(kāi)關(guān)電源，該第二級(jí)浪涌防護(hù)采用瞬態(tài)抑制二極管實(shí)現(xiàn)，將第一級(jí)防護(hù)的浪涌殘壓降低到后級(jí)電路能夠承受的水平;對(duì)于交流供電的開(kāi)關(guān)電源，第二級(jí)浪涌防護(hù)中采用壓敏電阻和兩極氣體放電管組合成差模浪涌防護(hù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，其特征在于，在第一級(jí)浪涌防護(hù)和第二級(jí)浪涌防護(hù)之間增加電感用于延遲來(lái)保證兩級(jí)浪涌防護(hù)電路實(shí)現(xiàn)分級(jí)泄放，且此電感為空心電感，防止在浪涌大電流下出現(xiàn)飽和失效。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高開(kāi)關(guān)電源浪涌抗擾度的方法，其特征在于，在第二級(jí)浪涌防護(hù)后還設(shè)置有濾波及轉(zhuǎn)換模塊，來(lái)消除浪涌經(jīng)過(guò)壓敏電阻、氣體放電管后殘留的窄脈沖，該濾波及轉(zhuǎn)換模塊包括直流濾波器、交流濾波器兩部分。
【文檔編號(hào)】H02M1/32GK106026627SQ201610500173
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】徐成焱, 耿士華, 戴曉龍
【申請(qǐng)人】山東超越數(shù)控電子有限公司