本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及一種過電壓保護(hù)器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在，電氣設(shè)計中已經(jīng)廣泛使用基于壓敏技術(shù)的過電壓保護(hù)器，通過其保護(hù)后面的設(shè)備或電路。但現(xiàn)有的技術(shù)存在以下問題：過電壓保護(hù)器所能提供的最小鉗位電壓是被保護(hù)設(shè)備工作電壓的2倍，而被保護(hù)設(shè)備往往需要更低的鉗位電壓，例如其工作電壓的1.5倍或者1.3倍，甚至有的被保護(hù)設(shè)備要求過電壓保護(hù)器提供的鉗位電壓不高于其工作電壓，這就造成了過電壓保護(hù)器不能夠有效地保護(hù)后級設(shè)備或電路，即過電壓保護(hù)器的保護(hù)功能還沒有啟動而后級被保護(hù)設(shè)備已經(jīng)由于電壓過高而損壞了；過電壓保護(hù)器漏電電流過大，會吸收功率造成自身發(fā)熱，從而加快老化，以致不能夠承受多次的浪涌沖擊；過電壓保護(hù)器在失效的情況下不能自動斷開，易短路造成火災(zāi)。

針對現(xiàn)有技術(shù)中的過電壓保護(hù)器所提供的鉗位電壓過高而無法對被保護(hù)設(shè)備或電路提供有效保護(hù)的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的過電壓保護(hù)器所提供的鉗位電壓過高而無法對被保護(hù)設(shè)備或電路提供有效保護(hù)的問題，目前尚未提出有效的解決方案，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種過電壓保護(hù)器，以解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種過電壓保護(hù)器，該方法包括：半導(dǎo)體開關(guān)電路，第一端與被保護(hù)器件的第一端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接，用于控制控制過電壓保護(hù)器的開閉；觸發(fā)電路，與半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端連接，用于觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān)電路。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體開關(guān)電路包括：第一晶閘管和第二晶閘管，其中，第一晶閘管的負(fù)極與第二晶閘管的正極連接，第一晶閘管的正極與第二晶閘管的負(fù)極連接，第一晶閘管的門極和第二晶閘管的門極作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端；觸發(fā)電路包括：第一TVS管，第一端與第一晶閘管的門極連接；第一電阻，第一端與第一TVS管的第二端連接，第二端與第二晶閘管的門極連接。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體開關(guān)電路包括：雙向晶閘管，其中，雙向晶閘管的第一端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端，雙向晶閘管的第二端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端，雙向晶閘管的控制端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端；觸發(fā)電路包括：固體放電器件，第一端與雙向晶閘管的第一端連接，第二端與雙向晶閘管的控制端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器還包括：鉗壓電路，半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端通過鉗壓電路與被保護(hù)器件的第二端連接，鉗壓電路用于吸收過電壓保護(hù)器中的浪涌電流。

進(jìn)一步地，鉗壓電路包括：第二TVS管，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接。

進(jìn)一步地，鉗壓電路包括：壓敏電阻，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器包括：保險絲，鉗壓電路通過保險絲與被保護(hù)器件的第二端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器還包括：第二電阻，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端連接，第二端與鉗壓電路的第二端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器還包括：發(fā)光二極管，發(fā)光二極管與第二電阻構(gòu)成串聯(lián)電路，第二電阻通過發(fā)光二極管與鉗壓電路的第二端連接，或半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端通過發(fā)光二極管與第二電阻連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器還包括：第一二極管，串聯(lián)電路通過第一二極管與鉗壓電路的第二端連接。

采用本發(fā)明，使用半導(dǎo)體開關(guān)電路和觸發(fā)電路相結(jié)合作為過電壓保護(hù)器。其中，在半導(dǎo)體開關(guān)電路中的使用的半導(dǎo)體開關(guān)器件可以大幅減少漏電流，同時半導(dǎo)體開關(guān)器件自身能夠為被保護(hù)設(shè)備或電路提供鉗位電壓，用于保護(hù)被保護(hù)設(shè)備或電路；觸發(fā)電路用于觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān)電路，觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)電壓可根據(jù)實際需求做調(diào)整，同時觸發(fā)電路產(chǎn)生的電流較小，避免了對半導(dǎo)體開關(guān)電路的損害。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的過電壓保護(hù)器所提供的鉗位電壓過高而無法對被保護(hù)設(shè)備或電路提供有效保護(hù)的問題，實現(xiàn)了對被保護(hù)器件有效且安全的保護(hù)。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的第三個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的第四個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的第五個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖；以及

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的第六個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，如圖1所示該過電壓保護(hù)器可以包括：半導(dǎo)體開關(guān)電路20和觸發(fā)電路40。

其中，半導(dǎo)體開關(guān)電路20的第一端與被保護(hù)器件的第一端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接，用于控制控制過電壓保護(hù)器的開閉；觸發(fā)電路40與半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端連接，用于觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān)電路。

采用本發(fā)明，使用半導(dǎo)體開關(guān)電路和觸發(fā)電路相結(jié)合作為過電壓保護(hù)器。其中，在半導(dǎo)體開關(guān)電路中的使用的半導(dǎo)體開關(guān)器件可以大幅減少漏電流，同時半導(dǎo)體開關(guān)器件自身能夠為被保護(hù)設(shè)備或電路提供鉗位電壓，用于保護(hù)被保護(hù)設(shè)備或電路；觸發(fā)電路用于觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān)電路，觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)電壓可根據(jù)實際需求做調(diào)整，同時觸發(fā)電路產(chǎn)生的電流較小，避免了對半導(dǎo)體開關(guān)電路的損害。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的過電壓保護(hù)器所提供的鉗位電壓過高而無法對被保護(hù)設(shè)備或電路提供有效保護(hù)的問題，實現(xiàn)了對被保護(hù)器件有效且安全的保護(hù)。

在上述實施例中，半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括圖2所示的第一晶閘管D1和第二晶閘管D2，其中，第一晶閘管的負(fù)極與第二晶閘管的正極連接，第一晶閘管的正極與第二晶閘管的負(fù)極連接，第一晶閘管的門極和第二晶閘管的門極作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端；觸發(fā)電路可以包括：第一TVS管(即圖中的TVS1)，第一端與第一晶閘管的門極連接；第一電阻R1，第一端與第一TVS管的第二端連接，第二端與第二晶閘管的門極連接。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，下面結(jié)合圖2詳述本發(fā)明的實施例。

如圖2所示，半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括第一晶閘管D1和第二晶閘管D2，觸發(fā)電路可以包括第一TVS管TVS1(Transient Voltage Suppressor，即瞬態(tài)抑制二極管)和第一電阻(即限流電阻)R1。L和N用于連接被保護(hù)電路或者設(shè)備，若L為正極、N為負(fù)極，在被保護(hù)設(shè)備或者電路正常工作時，則過電壓保護(hù)器的第一晶閘管D1處于反向阻斷狀態(tài)；觸發(fā)電路也沒有電流通過；第二晶閘管D2有正向的電壓，但是電壓較小，且第二晶閘管D2門極沒有觸發(fā)電壓，所以第二晶閘管D2是斷開狀態(tài)。若LN兩端突然之間受到雷擊，第一晶閘管D1依然處于反向阻斷狀態(tài)，而觸發(fā)電路則會產(chǎn)生一個觸發(fā)電壓，這個觸發(fā)電壓會加在第二晶閘管D2的門極使第二晶閘管D2導(dǎo)通，從而啟動過電壓保護(hù)器對被保護(hù)設(shè)備或者電路的保護(hù)。

在上述實施例中，可以根據(jù)實際需要通過選擇不同類型的TVS管來調(diào)節(jié)觸發(fā)電路的觸發(fā)電壓，例如AK10-240C。

在該實施例中，采用半導(dǎo)體器件作為開關(guān)，使得漏電流明顯降低，同時采用半導(dǎo)體器件使得鉗位電壓也降低了。

在本發(fā)明的上述實施例中，電壓保護(hù)器還可以包括：鉗壓電路，半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端通過鉗壓電路與被保護(hù)器件的第二端連接，鉗壓電路用于吸收過電壓保護(hù)器中的浪涌電流。

上述實施例中，鉗壓電路還可以包括：壓敏電阻，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器還可以包括：第二電阻，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端連接，第二端與鉗壓電路的第二端連接。

進(jìn)一步地，過電壓保護(hù)器可以包括：保險絲，鉗壓電路通過保險絲與被保護(hù)器件的第二端連接。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的第三個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，下面結(jié)合圖3詳述本發(fā)明的實施例。

如圖3所示，半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括第一晶閘管D1和第二晶閘管D2，觸發(fā)電路可以包括第一TVS管TVS1和第一電阻R1，L和N用于連接被保護(hù)電路或者設(shè)備，與圖2相比，圖3增加了第二電阻(如高壓旁路電阻)R2和保險絲FU，在該實施例中鉗壓電路的功能使用壓敏電阻RZ來實現(xiàn)。其中，第二電阻R2用于泄放所保護(hù)回路中安規(guī)電阻的電壓，確保電路的安全運(yùn)行；壓敏電阻RZ則起到分流保護(hù)的作用，具體是在高壓到來時通過將自身電阻降低從而實現(xiàn)分流的作用；保險絲FU用于防雷，在過電壓保護(hù)器正常工作時，保險絲不會熔斷，若在過電壓保護(hù)器遭遇雷擊或者失效時，保險絲FU則會因為瞬間浪涌電流過大產(chǎn)生的高溫而熔斷，從而確保過電壓保護(hù)器不至于被損壞。

在本發(fā)明上述實施例中，過電壓保護(hù)器還可以包括：發(fā)光二極管，發(fā)光二極管與第二電阻構(gòu)成串聯(lián)電路，第二電阻通過發(fā)光二極管與鉗壓電路的第二端連接，或半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端通過發(fā)光二極管與第二電阻連接。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的第四個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，下面結(jié)合圖4詳述本發(fā)明的實施例。如圖4所示：半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括第一晶閘管D1和第二晶閘管D2，觸發(fā)電路可以包括第一TVS管TVS1和第一電阻R1，L和N用于連接被保護(hù)電路或者設(shè)備，第二電阻(如高壓旁路電阻)R2和保險絲FU用于對電路提供保護(hù)作用，壓敏電阻RZ用于提供一部分鉗位電壓，過電壓保護(hù)器還可以包括發(fā)光二極管LED，該LED用于起指示作用，方便用戶查看過電壓保護(hù)器所處的工作狀態(tài)。

需要進(jìn)一步說明的是，上述LED可以置換為其他具有指示作用的器件，如光耦合器，從而形成一個遠(yuǎn)程的監(jiān)控點，更加有利于過電壓保護(hù)器的狀態(tài)查看和管理。

根據(jù)上述實施例，半導(dǎo)體開關(guān)電路還可以包括：雙向晶閘管，其中，雙向晶閘管的第一端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的第一端，雙向晶閘管的第二端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端，雙向晶閘管的控制端作為半導(dǎo)體開關(guān)電路的控制端；觸發(fā)電路可以包括：固體放電器件，第一端與雙向晶閘管的第一端連接，第二端與雙向晶閘管的控制端連接。

過電壓保護(hù)器還可以包括：第一二極管，串聯(lián)電路通過第一二極管與鉗壓電路的第二端連接。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的第五個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，下面結(jié)合圖5詳述本發(fā)明的實施例。

如圖5所示，核心電路可以包括半導(dǎo)體開關(guān)電路和觸發(fā)電路。其中，半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括雙向晶閘管D1，觸發(fā)電路可以包括第一固體放電管S1和第二固體放電管S2，L和N用于連接被保護(hù)電路或者設(shè)備。上述觸發(fā)電路工作原理與圖1中觸發(fā)電路工作原理類似，即當(dāng)L和N兩端的電壓超過預(yù)定值時，觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)電壓導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)電路，即雙向晶閘管D1；圖5相對于上述幾個實施例增加了第一二極管D3，用于保護(hù)LED，防止反向電壓的損害；在圖5中的器件發(fā)光二極管LED、第二電阻R2以及保險絲FU的功能與圖4中相同，圖5中TVS管用于提供一部分鉗位電壓。

需要進(jìn)一步說明的是，在上述實施例中，觸發(fā)電路可以包括兩個固體放電管。其原因在過電壓保護(hù)器經(jīng)常工作在高壓下，固體放電管容易被擊穿。若采用兩個固體放電管串聯(lián)的形式，一方面能夠增加擊穿電壓防止固體放電管損毀；另一方面，即使其中一個固體放電管被擊穿，整個觸發(fā)電路仍然能夠正常工作。

在上述實施例中，鉗壓電路還可以包括：第二TVS管(即圖6中所示的TVS2)，第一端與半導(dǎo)體開關(guān)電路的第二端連接，第二端與被保護(hù)器件的第二端連接。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的第六個可選的過電壓保護(hù)器的示意圖，下面結(jié)合圖6詳述本發(fā)明的實施例。

如圖6所示，半導(dǎo)體開關(guān)電路可以包括第一晶閘管D1和第二晶閘管D2，觸發(fā)電路可以包括第一TVS管TVS1和第一電阻R1，L和N用于連接被保護(hù)電路或者設(shè)備，保護(hù)電路可以包括第二電阻R2和保險絲FU，其功能與上述實施例中對應(yīng)的器件相同。與前面實施例不同的是，本實施例中在鉗壓電路中采用了第二TVS管，即大功率瞬態(tài)抑制二極管TVS2，其作用是可以反復(fù)承受較大的浪涌電流的沖擊，用于吸收高電壓下的浪涌電流。

具體地，當(dāng)LN兩端受到外部感應(yīng)雷或者其他形式的電壓瞬變攻擊時，觸發(fā)電路則會有電壓產(chǎn)生，當(dāng)該電壓達(dá)到第二晶閘管D2的觸發(fā)門限時，第二晶閘管D2變成導(dǎo)通狀態(tài)，浪涌電壓全部加載到第二晶閘管D2上，這時第二TVS管TVS2馬上啟動，把電壓轉(zhuǎn)換為電流泄放到地，并且以本體發(fā)熱的形式吸收雷擊產(chǎn)生的大量電能。在過電壓保護(hù)器工作的過程中，若浪涌電流超過了過電壓保護(hù)器設(shè)計時的預(yù)定值，則保險絲FU就會熔斷，以確保整個電路的安全和完整，同時避免產(chǎn)生火災(zāi)。若在被保護(hù)電路或者設(shè)備遭受雷擊之后需要檢測過電壓保護(hù)器是否完好，只需要通過檢測LN兩端的電阻值來判斷，正常情況下LN兩端的電阻值為第二電阻R2的值，若LN兩端的電阻值為無限大則說明保險絲FU已燒斷，只需要更換一根保險絲FU，過電壓保護(hù)器則可以正常工作。

其中，過電壓保護(hù)器的鉗位電壓值由第二晶閘管D2和第二TVS管兩端的電壓值共同決定，可根據(jù)實際需要選擇符合的器件型號來調(diào)整鉗位電壓。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

采用本發(fā)明，使用半導(dǎo)體開關(guān)電路和觸發(fā)電路相結(jié)合作為過電壓保護(hù)器。其中，在半導(dǎo)體開關(guān)電路中的使用的半導(dǎo)體開關(guān)器件可以大幅減少漏電流，同時半導(dǎo)體開關(guān)器件自身能夠為被保護(hù)設(shè)備或電路提供鉗位電壓，用于保護(hù)被保護(hù)設(shè)備或電路；觸發(fā)電路用于觸發(fā)半導(dǎo)體開關(guān)電路，觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)電壓可根據(jù)實際需求做調(diào)整，同時觸發(fā)電路產(chǎn)生的電流較小，避免了對半導(dǎo)體開關(guān)電路的損害。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的過電壓保護(hù)器所提供的鉗位電壓過高而無法對被保護(hù)設(shè)備或電路提供有效保護(hù)的問題，實現(xiàn)了對被保護(hù)器件有效且安全的保護(hù)。

本發(fā)明所要保護(hù)的半導(dǎo)體開關(guān)電路和觸發(fā)電路的各個組件都是一種具有確定形狀、構(gòu)造且占據(jù)一定空間的實體產(chǎn)品。如與門、非門等電子器件都是可以獨立運(yùn)行的、具有具體硬件結(jié)構(gòu)的電子元器件。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。