一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，包括：基本保護(hù)支路和負(fù)載；其中，所述基本保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件和第一瞬態(tài)電壓抑制器TVS；所述第一保險(xiǎn)元件未與所述第一TVS連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述第一TVS未與所述第一保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述第一TVS的電流超過(guò)所述第一TVS的最大反向脈沖峰值電流，致使流過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的電流超過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流時(shí)，所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)。通過(guò)本發(fā)明，避免由于短路故障使負(fù)載的供電電流減少，影響負(fù)載的性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及電路【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]TVS (Transient Voltage Suppressor,瞬態(tài)電壓抑制器)是在穩(wěn)壓二極管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新產(chǎn)品，是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)TVS的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，它能以10_12秒量級(jí)的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩梗崭哌_(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個(gè)預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件免受各種浪涌脈沖的損壞。由于它具有響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓較易控制、無(wú)損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通訊設(shè)備、交/直流電源、汽車(chē)、電子鎮(zhèn)流器、家用電器、儀器儀表(電度表)等各個(gè)領(lǐng)域。
[0003]TVS常用于電路負(fù)載的電源輸入接口，其作用為抑制瞬時(shí)過(guò)壓，把電壓箝位在負(fù)載的安全工作電壓之下，從而保護(hù)負(fù)載內(nèi)部的元器件?，F(xiàn)有的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路如圖1所示，TVS跨接在負(fù)載的電源輸入接口。當(dāng)外部瞬時(shí)過(guò)壓進(jìn)入電源輸入接口時(shí)，TVS的電流急驟增力口，電壓Vp上升到TVS某一固定的箝位電壓\，并保持在這一水平上。因此，將TVS的最大箝位電壓\ — Mx設(shè)置為小于負(fù)載的安全工作電壓，從而一旦電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓超過(guò)TVS的最大箝位電壓V?！猰x時(shí)就會(huì)立刻被抑制為V。，從而保護(hù)負(fù)載內(nèi)部的元器件免受瞬時(shí)過(guò)壓的損害。
[0004]但是，上述電路中當(dāng)輸入電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)TVS的電流超過(guò)TVS的電流設(shè)計(jì)極限時(shí)，TVS將出現(xiàn)故障，其中最為常見(jiàn)、影響最大的是短路故障。當(dāng)電路出現(xiàn)短路故障時(shí)TVS將短接電源輸入接口的兩端，即短接負(fù)載的絕大部分供電電流，從而減少負(fù)載的供電電流，影響負(fù)載的性能，導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，以解決當(dāng)TVS出現(xiàn)短路故障時(shí)，使負(fù)載的供電電流減少，影響負(fù)載的性能，導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作的問(wèn)題。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，包括:基本保護(hù)支路和負(fù)載；其中，所述基本保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件和第一瞬態(tài)電壓抑制器TVS ;所述第一保險(xiǎn)元件未與所述第一 TVS連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述第一 TVS未與所述第一保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一TVS的最大反向脈沖峰值電流，致使流過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的電流超過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流時(shí)，所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)。
[0007]優(yōu)選地，所述瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路還包括備用保護(hù)支路和控制開(kāi)關(guān)；其中，所述控制開(kāi)關(guān)與所述備用保護(hù)支路串聯(lián)，串聯(lián)后的所述控制開(kāi)關(guān)與所述備用保護(hù)支路、與所述基本保護(hù)支路并聯(lián)；所述控制開(kāi)關(guān)未與所述備用保護(hù)支路連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述備用保護(hù)支路未與所述控制開(kāi)關(guān)連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)閉合，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路導(dǎo)通，通過(guò)所述備用保護(hù)支路進(jìn)行所述負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)；當(dāng)所述第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)或者所述第一 TVS處于反向擊穿狀態(tài)時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路斷開(kāi)。
[0008]優(yōu)選地，所述備用保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第二保險(xiǎn)元件和第二 TVS，所述第二保險(xiǎn)元件未與所述第二 TVS連接的一端與所述控制開(kāi)關(guān)連接；所述第二 TVS未與所述第二保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。
[0009]優(yōu)選地，所述瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路還包括告警支路，所述告警支路包括連接在一起的告警指示元件和告警驅(qū)動(dòng)元件，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第一端與所述告警指示元件相連，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第二端與所述第一 TVS相連；所述控制開(kāi)關(guān)還設(shè)置有與所述告警驅(qū)動(dòng)元件相連的控制端，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第三端通過(guò)所述控制端與所述控制開(kāi)關(guān)相連；當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件控制所述控制開(kāi)關(guān)閉合，并驅(qū)動(dòng)所述告警指示元件發(fā)出告警。
[0010]優(yōu)選地，所述告警指示元件包括:發(fā)光二極管；所述告警驅(qū)動(dòng)元件包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一三極管Tl和第二三極管T2 ;其中，所述Rl分別與所述第一 TVS的負(fù)極、以及所述Tl的基極連接；所述R2分別與所述Tl的集電極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R3分別與所述發(fā)光二極管的正極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R4分別與所述Tl的集電極、以及所述T2的基極連接；所述Tl的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述T2的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述發(fā)光二極管的負(fù)極與所述T2的集電極連接。
[0011]優(yōu)選地，所述控制開(kāi)關(guān)的控制端與所述T2的集電極連接；當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述T2的集電極為低電平，控制所述控制開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)所述第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)或者所述第一 TVS處于反向擊穿狀態(tài)時(shí)，所述T2的集電極為高電平，控制所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0012]優(yōu)選地，所述第一保險(xiǎn)元件包括保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管和保險(xiǎn)電阻中的至少一個(gè)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一 TVS與所述第二 TVS的關(guān)鍵參數(shù)相同，所述關(guān)鍵參數(shù)包括最大反向工作電壓、最大箝位電壓、以及最大反向脈沖峰值電流。
[0014]優(yōu)選地，所述控制開(kāi)關(guān)為繼電器開(kāi)關(guān)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例包括以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提出的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路包括基本保護(hù)支路和負(fù)載，其中，基本保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件和第一瞬態(tài)電壓抑制器TVS ;第一保險(xiǎn)元件未與第一 TVS連接的一端與負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；第一 TVS未與第一保險(xiǎn)元件連接的一端與負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。在上述瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路中，當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流時(shí)，將致使流過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的電流超過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流，此時(shí)所述第一保險(xiǎn)元件將會(huì)熔斷，從而使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)，即第一 TVS也會(huì)斷開(kāi)，因此并不會(huì)導(dǎo)致第一 TVS出現(xiàn)短路故障，避免由于短路故障使負(fù)載的供電電流減少，影響負(fù)載的性能，導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作的問(wèn)題?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例一:
[0023]參照?qǐng)D2，示出了本發(fā)明實(shí)施例一的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0024]本發(fā)明實(shí)施例中，瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路可以包括基本保護(hù)支路200和負(fù)載202，所述負(fù)載202的電源輸入接口連接電源204。其中，基本保護(hù)支路200可以包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件2000和第一 TVS2002 ;所述第一保險(xiǎn)元件未與所述第一 TVS連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述第一 TVS未與所述第一保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。
[0025]負(fù)載是指連接在電路中電源兩端的、消耗電能的電子元件。它是用電能進(jìn)行工作的裝置，又稱(chēng)“用電器”。負(fù)載(用電器)的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，例如，電爐把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電?dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，等等。常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)、家用電器、通訊設(shè)備等都可以作為負(fù)載，本發(fā)明實(shí)施例中，瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路中的負(fù)載即為被保護(hù)設(shè)備。
[0026]TVS是一種二極管形式的高效能保護(hù)器件，當(dāng)TVS兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊時(shí)，它能以極高的速度使其阻抗驟然降低，同時(shí)吸收一個(gè)大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個(gè)預(yù)定的箝位電壓\上，從而確保被保護(hù)設(shè)備免受瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。因此，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，要選擇最大箝位電壓Ve_mx小于負(fù)載的安全工作電壓的TVS，才能對(duì)負(fù)載起到保護(hù)作用。
[0027]TVS根據(jù)極性可分為單向TVS和雙向TVS。單向TVS—般適用于直流電路，雙向TVS 一般適用于交流電路中，本發(fā)明實(shí)施例中均以單向TVS為例進(jìn)行介紹。
[0028]圖2所示的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路中，在正常工作的情況下，第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)它不影響電路的任何功能，電源直接供給負(fù)載電能，電流從電源的正極通過(guò)負(fù)載的電源輸入接口的正極流向負(fù)載，負(fù)載正常運(yùn)行。當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾等原因出現(xiàn)大幅度的瞬時(shí)過(guò)壓輸入負(fù)載的電源輸入接口時(shí)，第一保險(xiǎn)元件接通相當(dāng)于導(dǎo)線，第一 TVS可以在極短的時(shí)間內(nèi)(最高可達(dá)到1X10_12秒)迅速轉(zhuǎn)入反向擊穿狀態(tài)(此時(shí)流過(guò)所述第一TVS的電流小于或等于所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流)，并將負(fù)載兩端的電壓箝位在所述第一 TVS的某一固定的箝位電壓V。上，由于第一 TVS的最大箝位電壓小于負(fù)載的安全工作電壓，因此可以有效地保護(hù)負(fù)載免受損壞。當(dāng)瞬時(shí)過(guò)壓或脈沖電流過(guò)去后，第一 TVS將再次轉(zhuǎn)入反向截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載正常運(yùn)行。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中可以設(shè)定所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流等于所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流。當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓過(guò)大，導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流(也即導(dǎo)致所述第一 TVS的功率超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值功率,最大反向脈沖峰值功率是指最大反向脈沖峰值電流與最大箝位電壓的乘積)時(shí)，將會(huì)致使流過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的電流超過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流，因此所述第一保險(xiǎn)元件將會(huì)熔斷，從而使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)。因此即使流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流，也不會(huì)導(dǎo)致第一 TVS出現(xiàn)短路故障，避免由于短路故障使負(fù)載的供電電流減少，影響負(fù)載的性能，導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作的問(wèn)題。
[0030]實(shí)施例二:
[0031]參照?qǐng)D3，示出了本發(fā)明實(shí)施例二的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路可以包括基本保護(hù)支路300和負(fù)載302，所述負(fù)載302的電源輸入接口連接電源304。其中，基本保護(hù)支路300可以包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件3000和第一 TVS3002 ;所述第一保險(xiǎn)元件未與所述第一 TVS連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述第一 TVS未與所述第一保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。
[0033]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路還可以包括控制開(kāi)關(guān)306和備用保護(hù)支路308。其中，所述控制開(kāi)關(guān)306與所述備用保護(hù)支路308串聯(lián)，串聯(lián)后的所述控制開(kāi)關(guān)與所述備用保護(hù)支路、與所述基本保護(hù)支路并聯(lián)。所述控制開(kāi)關(guān)未與所述備用保護(hù)支路連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述備用保護(hù)支路未與所述控制開(kāi)關(guān)連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。
[0034]在所述瞬時(shí)保護(hù)電路正常工作的情況下，第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)，所述基本保護(hù)支路也處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路斷開(kāi)，通過(guò)所述基本保護(hù)支路進(jìn)行所述負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)電路中由于雷電、各種電器干擾等原因出現(xiàn)大幅度的瞬時(shí)過(guò)壓輸入負(fù)載的電源輸入接口時(shí)，第一保險(xiǎn)元件接通相當(dāng)于導(dǎo)線，第一 TVS迅速轉(zhuǎn)入反向擊穿狀態(tài)(此時(shí)流過(guò)所述第一 TVS的電流小于或等于所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流)，所述基本保護(hù)支路導(dǎo)通，此時(shí)所述控制開(kāi)關(guān)也為斷開(kāi)，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路斷開(kāi)，通過(guò)所述基本保護(hù)支路進(jìn)行所述負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)。
[0035]而當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓過(guò)大，導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流時(shí)，所述第一保險(xiǎn)元件將會(huì)熔斷，從而使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)。此時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)將會(huì)閉合，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路導(dǎo)通，通過(guò)所述備用保護(hù)支路進(jìn)行所述負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)。
[0036]對(duì)于上述情況中控制開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合，可以通過(guò)設(shè)置檢測(cè)元件檢測(cè)基本保護(hù)支路的電壓或電流來(lái)自動(dòng)控制，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此并不加以限制。
[0037]由于上述備用保護(hù)支路是在基本保護(hù)支路由于第一保險(xiǎn)元件熔斷而斷開(kāi)時(shí)，對(duì)負(fù)載進(jìn)行瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)，其與基本保護(hù)支路的作用相同，因此在本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述備用保護(hù)支路的組成可以和所述基本保護(hù)支路相同，即所述備用保護(hù)支路308可以包括串聯(lián)在一起的第二保險(xiǎn)元件3080和第二 TVS3082。其中，所述第二保險(xiǎn)元件未與所述第二TVS連接的一端與所述控制開(kāi)關(guān)連接，所述第二 TVS未與所述第二保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。所述備用保護(hù)支路的工作過(guò)程與基本保護(hù)支路的工作過(guò)程基本相似，具體過(guò)程參照上述實(shí)施例一的相關(guān)描述即可，本發(fā)明實(shí)施例在此不再詳細(xì)論述。[0038]為了使電路的設(shè)計(jì)更加方便簡(jiǎn)潔，本發(fā)明實(shí)施例中可以使所述第一 TVS與所述第二 TVS的關(guān)鍵參數(shù)相同，所述關(guān)鍵參數(shù)可以包括最大反向工作電壓、最大箝位電壓、以及最大反向脈沖峰值電流，從而使得TVS的選用更加方便。當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例中第一 TVS與所述第二 TVS的其他參數(shù)也可以相同，例如，擊穿電壓、最大反向漏電流、最大反向脈沖峰值功率、以及測(cè)試電流，等等。即本發(fā)明實(shí)施例中可以選用兩個(gè)相同的保險(xiǎn)元件分別作為第一保險(xiǎn)元件和第二保險(xiǎn)元件，也可以選用兩個(gè)相同的TVS分別作為第一 TVS和第二 TVS。
[0039]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路還可以包括告警支路310，所述告警支路可以包括連接在一起的告警指示元件3100和告警驅(qū)動(dòng)元件3102。其中，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第一端與所述告警指示元件相連，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第二端與所述第一 TVS相連。當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件可以驅(qū)動(dòng)所述告警指示元件發(fā)出告警，從而通知用戶(hù)基本保護(hù)支路已經(jīng)斷開(kāi)。
[0040]在一種具體的實(shí)現(xiàn)中，還可以通過(guò)所述告警驅(qū)動(dòng)元件控制所述控制開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)與閉合，因此所述控制開(kāi)關(guān)還可以設(shè)置有與所述告警驅(qū)動(dòng)元件相連的控制端，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第三端通過(guò)所 述控制端與所述控制開(kāi)關(guān)相連。當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件還可以控制所述控制開(kāi)關(guān)閉合；當(dāng)所述第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)或者所述第一 TVS處于反向擊穿狀態(tài)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件還可以控制所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。此種情況下，當(dāng)所述第二保險(xiǎn)元件熔斷使所述備用保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件也可以驅(qū)動(dòng)所述告警指示元件發(fā)出告警，從而通知用戶(hù)備用保護(hù)支路已經(jīng)斷開(kāi)。
[0041]下面，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的具體電路圖進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D4，示出了本發(fā)明實(shí)施例二的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的示意圖。
[0042]( I)對(duì)圖4中的各個(gè)元件進(jìn)行說(shuō)明:
[0043]FU F2:保險(xiǎn)元件；所述保險(xiǎn)元件可以包括保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管和保險(xiǎn)電阻中的至少一個(gè)。
[0044]D1、D2:TVS 管。
[0045]D3:發(fā)光二極管。
[0046]R1、R2、R3、R4:三極管外接電阻。
[0047]T1、T2:三極管。
[0048]Kl:控制開(kāi)關(guān)，可以為繼電器開(kāi)關(guān)。
[0049](2)對(duì)圖4中的各個(gè)元件的連接關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明:
[0050]結(jié)合圖3與圖4對(duì)應(yīng)說(shuō)明，第一保險(xiǎn)元件為F2，第一 TVS為D2，控制開(kāi)關(guān)為Kl，第二保險(xiǎn)元件為Fl，第二 TVS為Dl，告警指示元件包括發(fā)光二極管D3，告警驅(qū)動(dòng)元件包括--第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一三極管Tl和第二三極管T2。
[0051]基本保護(hù)支路:F2的一端與負(fù)載的電源輸入接口的正極連接，另一端與D2的負(fù)極連接，D2的正極與電源輸入接口的負(fù)極連接；
[0052]備用保護(hù)支路和控制開(kāi)關(guān):F1的一端與Kl的第一端連接，另一端與Dl的負(fù)極連接，Dl的正極與電源輸入接口的負(fù) 極連接，Kl的第二端與負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；
[0053]告警支路:R1分別與所述D2的負(fù)極、以及所述Tl的基極連接；所述R2分別與所述Tl的集電極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R3分別與所述D3的正極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R4分別與所述Tl的集電極、以及所述T2的基極連接；所述Tl的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述T2的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述D3的負(fù)極與所述T2的集電極連接；所述Kl的控制端與所述T2的集電極連接。
[0054](3)對(duì)圖4中的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明:
[0055]電路正常工作情況下，D2處于反向截止?fàn)顟B(tài)，電源電壓通過(guò)F2加在電阻Rl和三極管Tl的發(fā)射結(jié)上，Tl飽和導(dǎo)通，其集電極輸出(a點(diǎn))為低電平；三極管T2截止，其集電極輸出(b點(diǎn))為高電平，b點(diǎn)的高電平將控制Kl斷開(kāi)，告警指示燈D3不告警(不亮)。當(dāng)電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)電壓經(jīng)F2加在D2的兩端，超過(guò)D2的箝位電壓V。的過(guò)電壓被抑制掉，D2處于反向擊穿狀態(tài)，基本保護(hù)支路導(dǎo)通，b點(diǎn)為高電平，b點(diǎn)的高電平將控制Kl斷開(kāi)，告警指示燈D3不告警(不亮)。
[0056]當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述D2的電流超過(guò)所述D2的最大反向脈沖峰值電流時(shí)，F(xiàn)2將因流過(guò)超過(guò)其額定電流的過(guò)載電流而熔斷，此時(shí)三極管Tl截止，a點(diǎn)為高電平，T2管導(dǎo)通，b點(diǎn)為低電平，告警指示燈D3發(fā)出告警(被點(diǎn)亮)，另外b點(diǎn)的低電平將控制Kl閉合，F(xiàn)l和Dl接入電源輸入接口，代替F2和D2完成負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)功能。
[0057]本發(fā)明實(shí)施例的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路中，當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流時(shí)，將致使所述第一保險(xiǎn)元件熔斷，從而使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)，即第一 TVS也會(huì)斷開(kāi)，因此并不會(huì)導(dǎo)致第一TVS出現(xiàn)短路故障，避免由于短路故障使負(fù)載的供電電流減少，影響負(fù)載的性能，導(dǎo)致負(fù)載不能正常工作的問(wèn)題。并且，本發(fā)明實(shí)施例中還設(shè)置了備用保護(hù)支路，當(dāng)基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，可以通過(guò)備用保護(hù)支路進(jìn)行負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)，提高負(fù)載運(yùn)行的可靠性。另外瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路中還設(shè)置了告警指示元件，當(dāng)基本保護(hù)支路或備用保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，可以發(fā)出告警，從而使用戶(hù)可以及時(shí)了解電路的運(yùn)行情況，方便進(jìn)行維護(hù)。
[0058]本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。
[0059]最后，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、商品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0060]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，包括: 基本保護(hù)支路和負(fù)載； 其中，所述基本保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第一保險(xiǎn)元件和第一瞬態(tài)電壓抑制器TVS;所述第一保險(xiǎn)元件未與所述第一 TVS連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述第一 TVS未與所述第一保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接； 當(dāng)輸入所述電源輸入接口的瞬時(shí)過(guò)壓導(dǎo)致流過(guò)所述第一 TVS的電流超過(guò)所述第一 TVS的最大反向脈沖峰值電流，致使流過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的電流超過(guò)所述第一保險(xiǎn)元件的額定電流時(shí)，所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，還包括備用保護(hù)支路和控制開(kāi)關(guān)； 其中，所述控制開(kāi)關(guān)與所述備用保護(hù)支路串聯(lián)，串聯(lián)后的所述控制開(kāi)關(guān)與所述備用保護(hù)支路、與所述基本保護(hù)支路并聯(lián)； 所述控制開(kāi)關(guān)未與所述備用保護(hù)支路連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述備用保護(hù)支路未與所述控制開(kāi)關(guān)連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接； 當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)閉合，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路導(dǎo)通，通過(guò)所述備用保護(hù)支路進(jìn)行所述負(fù)載的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)；當(dāng)所述第一TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)或者所述第一 TVS處于反向擊穿狀態(tài)時(shí)，所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，導(dǎo)致所述備用保護(hù)支路斷開(kāi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述備用保護(hù)支路包括串聯(lián)在一起的第二保險(xiǎn)元件和第二 TVS，所述第二保險(xiǎn)元件未與所述第二 TVS連接的一端與所述控制開(kāi)關(guān)連接；所述第二 TVS未與所述第二保險(xiǎn)元件連接的一端與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，還包括告警支路，所述告警支路包括連接在一起的告警指示元件和告警驅(qū)動(dòng)元件，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第一端與所述告警指示元件相連，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第二端與所述第一 TVS相連；所述控制開(kāi)關(guān)還設(shè)置有與所述告警驅(qū)動(dòng)元件相連的控制端，所述告警驅(qū)動(dòng)元件的第三端通過(guò)所述控制端與所述控制開(kāi)關(guān)相連； 當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述告警驅(qū)動(dòng)元件控制所述控制開(kāi)關(guān)閉合，并驅(qū)動(dòng)所述告警指示元件發(fā)出告警。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于， 所述告警指示元件包括:發(fā)光二極管； 所述告警驅(qū)動(dòng)元件包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一三極管Tl和第二三極管T2 ； 其中，所述Rl分別與所述第一 TVS的負(fù)極、以及所述Tl的基極連接；所述R2分別與所述Tl的集電極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R3分別與所述發(fā)光二極管的正極、以及所述負(fù)載的電源輸入接口的正極連接；所述R4分別與所述Tl的集電極、以及所述T2的基極連接； 所述Tl的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述T2的發(fā)射極與所述負(fù)載的電源輸入接口的負(fù)極連接；所述發(fā)光二極管的負(fù)極與所述T2的集電極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述控制開(kāi)關(guān)的控制端與所述T2的集電極連接； 當(dāng)所述第一保險(xiǎn)元件熔斷使所述基本保護(hù)支路斷開(kāi)時(shí)，所述T2的集電極為低電平，控制所述控制開(kāi)關(guān)閉合； 當(dāng)所述第一 TVS處于反向截止?fàn)顟B(tài)或者所述第一 TVS處于反向擊穿狀態(tài)時(shí)，所述T2的集電極為高電平，控制所述控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述第一保險(xiǎn)元件包括保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管和保險(xiǎn)電阻中的至少一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述第一TVS與所述第二TVS的關(guān)鍵參數(shù)相同，所述關(guān)鍵參數(shù)包括最大反向工作電壓、最大箝位電壓、以及最大反向脈沖峰值電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)過(guò)壓保護(hù)電路，其特征在于，所述控制開(kāi)關(guān)為繼電器開(kāi)關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02H3/22GK103618286SQ201310567787
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
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