專利名稱：一種包含共模電感的浪涌保護電路和裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及通信技術領域，尤其涉及一種包含共模電感的浪涌保護電路和裝置。
背景技術：
電涌保護器(Surge Protection Device, SPD)是電子設備雷電防護中不可缺少的 一種裝置，過去常稱為"避雷器"或"過電壓保護器"。電涌保護器的作用是把竄入電力線、 信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄 流入地，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。 電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但至少應包含一個非線性電壓 限制元件。 用于電涌保護器的基本元器件有放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管 和扼流線圈等。 SPD按工作原理分為以下幾種類型 開關型、限壓型、分流型或扼流型； SPD按用途分為以下幾種類型 電源保護器，包括交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。 信號保護器，包括低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。 通信產(chǎn)品的供電源通常為AC電源(220V)。由于國內用戶現(xiàn)場環(huán)境比較簡陋或者
比較惡劣，電源浪涌防護是最薄弱環(huán)節(jié)，設備多數(shù)因電源浪涌而損壞。要求每個用戶都外接
SPD并不現(xiàn)實，而且其價格昂貴。因此，設備內部的電源口需要很高浪涌防護性能，然而根據(jù)
當前的傳統(tǒng)設計，提升浪涌防護性能就意味著提升成本，一種高性能、低成本的防護浪涌設
計就顯得尤為重要要和迫切。 常見的AC電源口的浪涌防護，一般采用保險絲+壓敏電阻(或者氣體放電管)進 行防護，但是該技術方案存在以下的缺點 (1)成本高 如果需要提升防護性能，就得提高保險絲和壓敏電阻(或者氣體放電管)的通流
量，成本也就跟著升高共模防護上。
(2)缺少阻擋與泄放的組合 現(xiàn)有技術方案主要是浪涌能量全部泄放，缺少浪涌能量阻擋理念，阻擋與泄放沒 有結合應用。

實用新型內容本實用新型提供了一種包含共模電感的浪涌保護電路和裝置，可以在提供過壓保 護同時，降低線路保護的成本。 本實用新型提供了一種包含共模電感的浪涌保護電路，至少包括一個熔斷裝置，一個共模電感和三個過壓保護器件，所述熔斷裝置安裝于交流電源和所述共模電感之間的 火線上， 所述共模電感中至少包含兩個線圈，所述兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和 零線上，兩個過壓保護器件分別與所述共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，另一個過壓保護 器件連接于火線和零線之間。 優(yōu)選的，所述熔斷裝置具體為保險絲，或由遇高溫可熔的材料構成的電路連接裝置。 優(yōu)選的，所述另一個過壓保護器件連接于火線和零線之間，具體為 所述另一個過壓保護器件位于所述共模電感的輸出側。 優(yōu)選的，所述過壓保護器件具體為壓敏電阻或氣體放電管。 優(yōu)選的，所述包含共模電感的浪涌保護電路還包括濾波電容 所述濾波電容連接在所述共模電感與所述交流電源之間的火線和零線之間；和/ 或， 所述濾波電容連接在所述共模電感輸出側的火線和零線之間。 另一方面，本實用新型還提供了一種包含共模電感的浪涌保護裝置，連接于交流 電源和用電電路之間，至少包括一個熔斷裝置， 一個共模電感和三個過壓保護器件，所述熔 斷裝置安裝于交流電源和所述共模電感之間的火線上， 所述共模電感中至少包含兩個線圈，所述兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和 零線上，兩個過壓保護器件分別與所述共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，另一個過壓保護 器件連接于火線和零線之間。 優(yōu)選的，所述熔斷裝置具體為保險絲，或由遇高溫可熔的材料構成的電路連接裝置。 優(yōu)選的，所述另一個過壓保護器件連接于火線和零線之間，具體為 所述另一個過壓保護器件位于所述共模電感與所述用電電路之間。 優(yōu)選的，所述過壓保護器件具體為壓敏電阻或氣體放電管。 優(yōu)選的，所述包含共模電感的浪涌保護裝置還包括濾波電容 所述濾波電容連接在所述共模電感與所述交流電源之間的火線和零線之間；和/ 或， 所述濾波電容連接在所述共模電感輸出側的火線和零線之間。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型至少具有以下優(yōu)點 本實用新型通過共模電感對電路中的浪涌電流進行阻擋，并通過過壓保護器對浪 涌電流能量進行泄放，從而，可以在為電路提供過壓保護同時，降低線路保護的成本。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型提出的一種包含共模電感的浪涌保護電路的電路圖；[0039] 圖2是本實用新型提出的一種在具體應用場景中的包含共模電感的浪涌保護電 路的電路圖。
具體實施方式如背景技術所述，現(xiàn)有的電源浪涌防護主要是通過保險絲和壓敏電阻(或氣體放 電管)來實現(xiàn)的，這樣的簡單組合需要部件具有很大的電流流通量，才能實現(xiàn)對大峰值的 浪涌電流的泄放，因此，要提高防浪涌效果，只能通過提高成本投入來實現(xiàn)。 為了解決上述問題，本實用新型中提供了一種包含共模電感的浪涌保護電路，至 少包括一個熔斷裝置， 一個共模電感和三個過壓保護器件。 其中，熔斷裝置安裝于交流電源和共模電感之間的火線上，在具體的應用場景中， 熔斷裝置的實體可以具體為保險絲，或由遇高溫可熔的材料構成的電路連接裝置，在電路 中的電流峰值高于一定閾值時，通過熔斷方式切斷電路，從而保護電路。 在本實用新型所提出的浪涌保護電路中，共模電感中至少包含了兩個線圈，這兩 個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和零線上。 在常見的電路環(huán)境中，一次電源都會用到的共模電感，共模電感有一個很重要的 寄生參數(shù)叫漏感，共模電感用在L/N線上，這樣漏感相當于是串在L/N線上的電感，根據(jù)電 感的特性，即流過電感的電流不能突變，對瞬間浪涌電流有很高的阻抗，從而抑制尖峰浪涌 電流流過。 基于上述技術思路，共模電感實現(xiàn)了對浪涌電流的阻擋效果。 在此基礎上，將兩個過壓保護器件分別與共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，用于 在所述共模電感中的響應線圈對浪涌電流進行阻擋后，對被阻擋的浪涌電流能量進行泄 放。 但是，只是將過壓保護器件與共模電感的線圈并聯(lián)并不能一定將被阻擋的浪涌電 流能量完全泄放，所以，本實用新型中進一步在共模電感的輸出側部署了另一個過壓保護 器件，直接連接于火線和零線之間，用于在兩個分別與共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)的 過壓保護器件對被阻擋的浪涌電流能量進行泄放，且泄放到預設閾值之后，對剩余的浪涌 電流能量進行泄放。 在具體的應用場景中，所述過壓保護器件具體為壓敏電阻或氣體放電管。 本實用新型的技術方案就是運用了共模電感漏感的特性，將浪涌能量瞬間進行阻 擋和抑制，再慢慢經(jīng)過壓敏電阻進行泄放，降低了瞬間尖峰電流對防護器件破壞。 本實用新型的具體實現(xiàn)方案的示意圖如圖1所示。 其中，共模電感中的兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和零線上，在共模電感 串聯(lián)于火線上的線圈與交流電源之間，還串聯(lián)有一個熔斷器(例如，保險絲)，三個過壓保 護器件具體為壓敏電阻1、壓敏電阻2和壓敏電阻3，壓敏電阻1和壓敏電阻2分別與共模電 感中串聯(lián)在火線和零線上的兩個線圈進行并聯(lián)，壓敏電阻3則連接于共模電感的輸出側的 火線和零線之間，進一步的，經(jīng)過壓敏電阻3之后，交流電源的輸出源連接其他用電電路。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型至少具有以下優(yōu)點 本實用新型通過共模電感對電路中的浪涌電流進行阻擋，并通過過壓保護器對浪 涌電流能量進行泄放，從而，可以在為電路提供過壓保護同時，降低線路保護的成本。
5[0054] 為了進一步說明本實用新型的技術方案，現(xiàn)結合具體的應用場景對本實用新型進 行說明。 如圖2所示，是本實用新型提出的一種在具體應用場景中的包含共模電感的浪涌 保護電路的電路圖。 其中，共模電感連接于交流電源的火線和零線之間，對浪涌電流起到阻擋作用。 在共模電感與交流電源之間的火線上，連接有保險絲作為熔斷器，以保證在浪涌 電流過高時直接將保險絲熔斷，從而保護電路不被損壞。 為了進一步提高電路中對于浪涌電流的防護效果，在火線和零線側，分別部署了 NTC部件(熱敏電阻)，由于NTC部件的電阻值會隨溫度的變化而變化，因此，可以在電路電 流發(fā)生劇烈變化的時候，通過電阻對電流能量進行阻擋，從而，進一步輔助共模電感起到對 浪涌電流的阻擋作用，在具體的應用場景中，NTC部件的具體部署位置和數(shù)量可以根據(jù)實際 需要進行調整，NTC部件具體部署方式的變化并不影響本發(fā)明的保護范圍。 上述的部件主要是為了對浪涌電流進行阻擋，但是，浪涌電流被阻擋后，會存在大 量的電流能量，因此，需要對這些能量進行泄放，基于能量泄放的考慮，本實用新型在電路 中具體增加以下部件部署 在共模電感與火線和零線相串聯(lián)的線圈上，分別并聯(lián)壓敏電阻l和壓敏電阻2，對 共模電感所阻擋的電流能量進行泄放，并且，為了更加徹底的泄放電流能量，本實用新型中 進一步在共模電感的輸出側部署了壓敏電阻3，直接連接于火線和零線之間，用于在壓敏電 阻1和壓敏電阻2對被阻擋的浪涌電流能量進行泄放，且泄放到預設閾值之后，對剩余的浪 涌電流能量進行泄放。 為了達到更好的電路應用效果，在電路中，還部署了 X電容和Y電容，其中，Y電容 連接于火線和零線之間，并且與交流電源的PG信號端進行連接，當交流電源的PG信號處于 啟用狀態(tài)時(即電源已經(jīng)處于工作狀態(tài))對交流電源進行濾波，在經(jīng)過共模電感的浪涌電 流防護后，進一步通過X電容進行二次濾波，從而保障電路電流的質量和傳輸效果，并且， 為了保護X電容，還在X電容輸出側的火線和零線之間連接了泄放電阻，對X電容中所積蓄 的多余能量進行泄放。 經(jīng)過以上的一系列的浪涌電流阻擋和泄放處理之后，交流電源的電流輸出到具體 的用電電路。 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型至少具有以下優(yōu)點 本實用新型通過共模電感對電路中的浪涌電流進行阻擋，并通過過壓保護器對浪
涌電流能量進行泄放，從而，可以在為電路提供過壓保護同時，降低線路保護的成本。 另一方面，本實用新型還提供了一種包含共模電感的浪涌保護裝置，根據(jù)上述的
技術思路提供了一種電路中的浪涌保護裝置，可以與電路進行自由連接，并可實現(xiàn)相應的
拆裝，方便的連接于電源輸入端和用電電路之間，對用電電路進行浪涌保護。 由于主體技術思路與前述實施例的技術思路相類似，在此不再重復敘述，兩者之
間的差別在于 前述實施例所提出的一種包含共模電感的浪涌保護電路直接作為電路的一個組 成部分連接與供電電路之中，而后者則是將熔斷裝置、共模電感和各過壓保護器件作為一 個獨立的電路外接單元，可以通過連接的方式接入交流電路的電源和用電線路之間，對電路進行浪涌保護。 本實用新型所提出的技術方案有效的改變了現(xiàn)有的技術方案中保險絲+壓敏電 阻的浪涌保護模式，通過共模電感的阻擋和兩個壓敏電阻對浪涌電流能量初步泄放，有效 的減小最后的壓敏電阻所承受的浪涌電流沖擊，延長了壓敏電阻的使用壽命，降低了相應 的成本投入。 本實用新型所提出的防護方案可以通過1. 2/50uS波形7. 4KV的電壓surge (內阻 42ohm)。 此方案在提高共模surge保護能力的情況下，結果很穩(wěn)定，選擇大通流的壓敏電 阻后，可以通過7. 4KV共模surge,并且在理論上還可以更高，而且壓敏電阻價格較低，利于 節(jié)省成本。 為了說明本實用新型的技術方案，申請人進一步給出了技術方案中電路部件的具 體參數(shù)示例。 在如圖1所示的電路結構中，壓敏電阻1和壓敏電阻2的具體規(guī)格如表1所示 表l壓敏電阻l/2規(guī)格表
序號描述元素名稱描述元素值
1壓敏電壓350V
2最大允許交流回路電壓275V
3通流容量400A
4最大嵌位電壓710V
5封裝形式插裝 壓敏電阻3具體規(guī)格如表2所示 表2壓敏電阻3規(guī)格表
序號描述元素名稱描述元素值
1壓敏電壓385V
2最大允許交流回路電壓300V
3通流容量1200A
4最大嵌位電壓775V
7序號描述元素名稱描述元素值
5封裝形式插裝 共模電感具體規(guī)格如表3所示 表3共模電感規(guī)格表
序號描述元素名稱描述元素值
1自感量lOmH
2漏感84uH
3直流阻抗0. 18 Q 有以上參數(shù)信息可以看出，本實用新型的技術方案所需要的元器件的規(guī)格都不是 很高，因此，不會明顯增加具體電路的部署成本，使具體得電路設置具有更好的性價比。 以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型并非局限于此， 任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。 本領域技術人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施例的示意圖，附圖中的單元或流 程并不一定是實施本實用新型所必須的。 上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
權利要求一種包含共模電感的浪涌保護電路，至少包括一個熔斷裝置，一個共模電感和三個過壓保護器件，所述熔斷裝置安裝于交流電源和所述共模電感之間的火線上，其特征在于，所述共模電感中至少包含兩個線圈，所述兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和零線上，兩個過壓保護器件分別與所述共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，另一個過壓保護器件連接于火線和零線之間。
2. 如權利要求1所述的包含共模電感的浪涌保護電路，其特征在于，所述熔斷裝置具 體為保險絲，熱敏電阻或由遇高溫可熔的材料構成的電路連接裝置。
3. 如權利要求1所述的包含共模電感的浪涌保護電路，其特征在于，所述另一個過壓保護器件連接于火線和零線之間，具體為所述另一個過壓保護器件位于所述共模電感的輸出側。
4. 如權利要求1或3所述的包含共模電感的浪涌保護電路，其特征在于，所述過壓保護 器件具體為壓敏電阻或氣體放電管。
5. 如權利要求1所述的包含共模電感的浪涌保護電路，其特征在于，還包括濾波電容 所述濾波電容連接在所述共模電感與所述交流電源之間的火線和零線之間；和/或， 所述濾波電容連接在所述共模電感輸出側的火線和零線之間。
6. —種包含共模電感的浪涌保護裝置，連接于交流電源和用電電路之間，其特征在于， 至少包括一個熔斷裝置，一個共模電感和三個過壓保護器件，所述熔斷裝置安裝于交流電 源和所述共模電感之間的火線上，所述共模電感中至少包含兩個線圈，所述兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和零線 上，兩個過壓保護器件分別與所述共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，另一個過壓保護器件 連接于火線和零線之間。
7. 如權利要求6所述的包含共模電感的浪涌保護裝置，其特征在于，所述熔斷裝置具 體為保險絲，熱敏電阻或由遇高溫可熔的材料構成的電路連接裝置。
8. 如權利要求6所述的包含共模電感的浪涌保護裝置，其特征在于，所述另一個過壓 保護器件連接于火線和零線之間，具體為所述另一個過壓保護器件位于所述共模電感與所述用電電路之間。
9. 如權利要求6或8所述的包含共模電感的浪涌保護裝置，其特征在于，所述過壓保護 器件具體為壓敏電阻或氣體放電管。
10. 如權利要求6所述的包含共模電感的浪涌保護裝置，其特征在于，還包括濾波電容所述濾波電容連接在所述共模電感與所述交流電源之間的火線和零線之間；和/或， 所述濾波電容連接在所述共模電感輸出側的火線和零線之間。
專利摘要本實用新型公開了一種包含共模電感的浪涌保護電路和裝置，至少包括一個熔斷裝置，一個共模電感和三個過壓保護器件，所述熔斷裝置安裝于交流電源和所述共模電感之間的火線上，所述共模電感中至少包含兩個線圈，所述兩個線圈分別串聯(lián)于交流電源的火線和零線上，兩個過壓保護器件分別與所述共模電感中的兩個線圈進行并聯(lián)，另一個過壓保護器件連接于火線和零線之間。通過應用本實用新型所提出的技術方案，可以在對交流電源電路提供過壓保護同時，降低線路保護的成本。
文檔編號H02H9/04GK201523229SQ20092022072
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月2日 優(yōu)先權日2009年11月2日
發(fā)明者田貴明 申請人:杭州華三通信技術有限公司