本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電涌保護(hù)電路以及電涌保護(hù)器。

背景技術(shù)：

隨著科技的不斷發(fā)展，電子設(shè)備已經(jīng)成為日常生活中不可或缺的一部分。而由于雷電、電子設(shè)備啟停或故障等原因，會(huì)引起電子設(shè)備內(nèi)部瞬間過(guò)壓或過(guò)流，進(jìn)而毀壞電子設(shè)備。因此，目前常采用電涌保護(hù)器(SPD)對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中常用的一種SPD；該SPD包括：壓敏電阻MOV、氣體放電管GDT、退耦電感L以及二極管TVS；當(dāng)有感應(yīng)雷或其它操作過(guò)電壓侵入電源傳輸線時(shí)，氣體放電管GDT以及壓敏電阻MOV組成的第一級(jí)防雷組件首先導(dǎo)通，吸收大部分電涌信號(hào)；由二極管TVS組成的第二級(jí)防雷組件的作用是泄放少部分后侵的雷電流，最大限度降低輸出端口處的電壓，從而保護(hù)電子設(shè)備能夠安全運(yùn)行；但是，如果兩級(jí)防雷組件距離很近，有可能第一級(jí)防雷組件還未動(dòng)作第二級(jí)防雷組件就已被打壞，因此，為了確保第一級(jí)防雷組件能夠動(dòng)作，在兩級(jí)防雷組件距離不夠遠(yuǎn)時(shí)，往往需要在兩級(jí)防雷組件之間加一個(gè)退耦電感L，以阻止雷電的快速后侵，解決一條線路上多級(jí)防雷組件之間的配合問(wèn)題。

然而，隨著負(fù)載電流的增加，該方案所采用退耦電感L的截面積將同時(shí)增加，使得SPD的體積過(guò)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電涌保護(hù)電路以及電涌保護(hù)器，在實(shí)現(xiàn)電涌保護(hù)的同時(shí)，通過(guò)電涌信號(hào)采集和處理過(guò)程，解決多級(jí)泄放環(huán)節(jié)的級(jí)間配合問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)電路的小型化設(shè)計(jì)，并提高電路的可靠性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

一種電涌保護(hù)電路，包括：采集單元、處理單元、電源、第一泄放單元及第二泄放單元；

所述采集單元用于采集被保護(hù)負(fù)載的供電或信號(hào)線路中的電涌信號(hào)；

所述電源用于為所述處理單元供電；

所述處理單元的輸入端與所述采集單元的輸出端相連，所述處理單元用于對(duì)所述采集單元輸出的電涌信號(hào)進(jìn)行處理，并在處理后的電涌信號(hào)滿足預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，生成觸發(fā)信號(hào)；

所述第一泄放單元連接于所述供電或信號(hào)線路的兩根線纜之間，所述第一泄放單元中放電間隙的輸入端與所述處理單元的輸出端相連；所述第一泄放單元用于被所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)后，對(duì)所述供電或信號(hào)線路上的電涌進(jìn)行泄放和箝位；

所述第二泄放單元與所述第一泄放單元并聯(lián)，所述第二泄放單元用于泄放所述供電或信號(hào)線路上的電涌，并將所述供電或信號(hào)線路上的電涌箝位到所述被保護(hù)負(fù)載的耐壓范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述處理單元包括：信號(hào)調(diào)理電路、控制電路和觸發(fā)電路；

所述信號(hào)調(diào)理電路的輸入端與所述采集單元的輸出端相連，所述信號(hào)調(diào)理電路用于對(duì)所述采集單元輸出的電涌信號(hào)進(jìn)行調(diào)理；

所述控制電路的輸入端與所述信號(hào)調(diào)理電路的輸出端相連，所述控制電路用于在所述信號(hào)調(diào)理電路輸出的信號(hào)滿足所述預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，生成控制信號(hào)；

所述觸發(fā)電路的輸入端與所述控制電路的輸出端相連，所述觸發(fā)電路用于根據(jù)所述控制信號(hào)，生成所述觸發(fā)信號(hào)。

優(yōu)選的，所述觸發(fā)電路為：馬克思發(fā)生器，或電容式預(yù)儲(chǔ)能回路，或含有升壓變壓器的升壓回路。

優(yōu)選的，所述采集單元為：電流互感器；所述電流互感器設(shè)置于所述供電或信號(hào)線路上。

優(yōu)選的，所述采集單元為：電流互感器；所述電流互感器設(shè)置于所述第二泄放單元的支路上；

所述第二泄放單元的響應(yīng)速度快于所述第一泄放單元的響應(yīng)速度。

優(yōu)選的，所述第一泄放單元包括：

放電間隙支路；所述放電間隙支路包括一個(gè)放電間隙，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的放電間隙；

或者，串聯(lián)連接的放電間隙支路和壓敏電阻支路；所述放電間隙支路包括一個(gè)放電間隙，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的放電間隙；所述壓敏電阻支路包括一個(gè)壓敏電阻，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的壓敏電阻。

優(yōu)選的，所述第二泄放單元為：二極管或者壓敏電阻。

優(yōu)選的，所述電源還可用于為所述采集單元供電。

一種電涌保護(hù)器，其特征在于，封裝有如上述任意一項(xiàng)所述的電涌保護(hù)電路。

由上述方案可知，本發(fā)明提供了一種電涌保護(hù)電路，通過(guò)采集單元采集被保護(hù)負(fù)載供電或信號(hào)線路中的電涌信號(hào)；通過(guò)處理單元在所述電涌信號(hào)滿足預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，生成觸發(fā)信號(hào)；觸發(fā)信號(hào)加載于第一泄放單元，確保所述第一泄放單元能夠適時(shí)動(dòng)作，對(duì)供電或信號(hào)線路上的電涌進(jìn)行泄放，提高了電路的可靠性；第二泄放單元?jiǎng)t可將供電或信號(hào)線路上的電涌箝位到被保護(hù)負(fù)載的耐壓范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了電涌保護(hù)。本方案通過(guò)采集和處理過(guò)程，確保所述第一泄放單元能夠適時(shí)被觸發(fā)，解決第一級(jí)泄放單元和第二級(jí)泄放單元之間的級(jí)間配合問(wèn)題；并且無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)中的級(jí)間退耦電感，相比現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電路的小型化設(shè)計(jì)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電涌保護(hù)器的電路原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的另一部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的另一部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的另一部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的電涌保護(hù)電路的另一結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種電涌保護(hù)電路，在實(shí)現(xiàn)電涌保護(hù)的同時(shí)，通過(guò)電涌信號(hào)采集和處理過(guò)程，解決多級(jí)泄放環(huán)節(jié)的級(jí)間配合問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)電路的小型化設(shè)計(jì)，并提高電路的可靠性。。

該電涌保護(hù)電路，參見(jiàn)圖2，包括：采集單元100、處理單元200、電源500、第一泄放單元300及第二泄放單元400；

具體的連接關(guān)系為：

圖2以采集單元100與第二泄放單元400串聯(lián)后并聯(lián)于被保護(hù)負(fù)載的兩個(gè)供電或信號(hào)線路之間為例進(jìn)行展示，但是并不一定限定于此，還可以設(shè)置于被保護(hù)負(fù)載的一個(gè)供電或信號(hào)線路上，視其具體應(yīng)用環(huán)境而定；處理單元200的輸入端與采集單元100的輸出端相連；第一泄放單元300連接于被保護(hù)負(fù)載的兩個(gè)供電或信號(hào)線路之間，第一泄放單元300中放電間隙的輸入端與處理單元200的輸出端相連；第二泄放單元400與第一泄放單元300并聯(lián)。

值得說(shuō)明的是，第一泄放單元300及第二泄放單元400可以位于同一電涌保護(hù)器內(nèi)，也可以分別位于相連的電涌保護(hù)器內(nèi)，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

具體的工作原理為：

采集單元100用于采集被保護(hù)負(fù)載的供電或信號(hào)線路中的電涌信號(hào)；電源500用于為處理單元200供電；處理單元200用于對(duì)采集單元100輸出的電涌信號(hào)進(jìn)行處理，并在處理后的電涌信號(hào)滿足預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，生成觸發(fā)信號(hào)；第一泄放單元300用于被該觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)后，對(duì)該供電或信號(hào)線路上的電涌進(jìn)行泄放和箝位；第二泄放單元400用于泄放該供電或信號(hào)線路上的電涌，并將該供電或信號(hào)線路上的電涌箝位到該被保護(hù)負(fù)載的耐壓范圍內(nèi)。

本實(shí)施例提供的該電涌保護(hù)電路，在由于雷電、負(fù)載啟?；蚬收系仍?qū)е逻^(guò)電流或者過(guò)電壓的電涌信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，通過(guò)對(duì)該電涌信號(hào)的采集和處理過(guò)程，確保第一泄放單元300能夠適時(shí)被觸發(fā)，解決第一級(jí)泄放單元300和第二級(jí)泄放單元400之間的級(jí)間配合問(wèn)題；并且無(wú)需現(xiàn)有技術(shù)中的級(jí)間退耦電感，相比現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電路的小型化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了另外一種電涌保護(hù)電路，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，參見(jiàn)圖3，處理單元200包括：信號(hào)調(diào)理電路201、控制電路202和觸發(fā)電路203；

具體的連接關(guān)系為：

信號(hào)調(diào)理電路201的輸入端與采集單元100的輸出端相連，控制電路202的輸入端與信號(hào)調(diào)理電路201的輸出端相連，觸發(fā)電路203的輸入端與控制電路202的輸出端相連。

具體的工作原理為：

信號(hào)調(diào)理電路201用于對(duì)采集單元100輸出的電涌信號(hào)進(jìn)行調(diào)理；該調(diào)理可以包括：分壓、濾波、放大和模數(shù)轉(zhuǎn)化等操作，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

控制電路202用于在信號(hào)調(diào)理電路201輸出的信號(hào)滿足所述預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，生成控制信號(hào)；該控制信號(hào)用于啟動(dòng)觸發(fā)電路202；

觸發(fā)電路202用于根據(jù)所述控制信號(hào)，生成所述觸發(fā)信號(hào)；該觸發(fā)信號(hào)可以為一個(gè)高壓的脈沖信號(hào)，用于觸發(fā)第一泄放單元300內(nèi)的放電間隙。

具體的，控制電路202內(nèi)的所述預(yù)設(shè)保護(hù)條件可以為：信號(hào)調(diào)理電路201輸出的信號(hào)大于基準(zhǔn)電壓信號(hào)U0；該基準(zhǔn)電壓信號(hào)U0可以為電源500提供的(參見(jiàn)圖3，控制電路202與電源500相連)，或者控制電路202內(nèi)部預(yù)設(shè)的；此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，該控制電路202可以為單片機(jī)，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，觸發(fā)電路202為：

如圖4所示的馬克思發(fā)生器；

或，如圖5所示的電容式預(yù)儲(chǔ)能回路，

又或者，如圖6所示的含有升壓變壓器的升壓回路。

參見(jiàn)圖4，在該馬克思發(fā)生器根據(jù)控制信號(hào)生成觸發(fā)信號(hào)之前，其中的多級(jí)并聯(lián)電容器均已通過(guò)圖4所示的變壓器、整流二極管和相應(yīng)的充電電阻完成充電，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。由于馬克思發(fā)生器輸出的觸發(fā)信號(hào)電壓較高，因此能夠提高觸發(fā)的成功率。

參見(jiàn)圖5，在信號(hào)調(diào)理電路201輸出的信號(hào)滿足所述預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，控制電路202生成的控制信號(hào)將控制圖5中的開(kāi)關(guān)閉合，圖5中的電容放電，形成一個(gè)高壓脈沖信號(hào)加載到第一泄放單元300，完成對(duì)于第一泄放單元300的觸發(fā)。

參見(jiàn)圖6在信號(hào)調(diào)理電路201輸出的信號(hào)滿足所述預(yù)設(shè)保護(hù)條件時(shí)，控制電路202生成的控制信號(hào)將控制圖6中的開(kāi)關(guān)閉合，圖6中的升壓變壓器的初級(jí)線圈兩端加載一個(gè)電壓值，經(jīng)過(guò)升壓變壓器的升壓后，形成一個(gè)高壓脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)整流后加載到第一泄放單元300，完成對(duì)于第一泄放單元300的觸發(fā)。

圖4至圖6僅是給出了三種觸發(fā)電路202的具體實(shí)現(xiàn)形式，但是并不一定限定于此，還可以根據(jù)具體的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置，此處不再一一贅述，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了另外一種電涌保護(hù)電路，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，采集單元100為：電流互感器；

該電流互感器可以根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選用羅科夫斯基線圈或者霍爾元件等，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

參見(jiàn)圖7，所述電流互感器設(shè)置于所述供電或信號(hào)線路上。

或者，參見(jiàn)圖8，所述電流互感器設(shè)置于第二泄放單元400的支路上；

第二泄放單元400的響應(yīng)速度快于第一泄放單元300的響應(yīng)速度。

第二泄放單元400可以為二極管或者壓敏電阻；只要保證第二泄放單元400中的器件比第一泄放單元100的響應(yīng)速度快即可，此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

圖8中，在由于雷電、負(fù)載啟?；蚬收系仍?qū)е逻^(guò)電流或者過(guò)電壓的電涌信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，第二泄放單元400中的器件比第一泄放單元100的響應(yīng)速度快，電涌通過(guò)第二泄放單元400和采集單元100，通過(guò)采集單元100和處理單元200，使得第一泄放單元100導(dǎo)通，流過(guò)電涌中的大部分過(guò)電流；而第二泄放單元400只是流過(guò)電涌信號(hào)中的小部分過(guò)電流，殘壓會(huì)被箝位到一定的范圍內(nèi)。

值得說(shuō)明的是，一個(gè)處理單元200可以用于同時(shí)觸發(fā)多個(gè)泄放裝置，也即，上述實(shí)施例中的第一泄放單元300可以是壓敏電阻串連連接一個(gè)放電間隙(比如氣放管)，也可以是放電間隙或壓敏電阻均采用多個(gè)并聯(lián)的方式；即，第一泄放單元300包括：

放電間隙支路；放電間隙支路包括一個(gè)放電間隙，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的放電間隙；

或者，串聯(lián)連接的放電間隙支路和壓敏電阻支路；放電間隙支路包括一個(gè)放電間隙，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的放電間隙；壓敏電阻支路包括一個(gè)壓敏電阻，或，多個(gè)串并聯(lián)連接的壓敏電阻。

當(dāng)?shù)谝恍狗艈卧?00僅包括放電間隙支路時(shí)，該電涌保護(hù)電路可以用于保護(hù)接收交流供電的負(fù)載；當(dāng)?shù)谝恍狗艈卧?00包括串聯(lián)連接的放電間隙支路和壓敏電阻支路時(shí)，通過(guò)合適的參數(shù)設(shè)定，該電涌保護(hù)電路可以用于保護(hù)接收直流或者交流供電的負(fù)載；此處不做具體限定，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

另外，優(yōu)選的，電源500還可用于為采集單元100供電。

當(dāng)采集單元100也需要額外供電時(shí)，可以與處理單元200采用同一個(gè)電源500，也可以采用另外的電源，此處不做具體限定，均在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了一種電涌保護(hù)器，封裝有如上述任一實(shí)施例所述的電涌保護(hù)電路。

具體的連接關(guān)系及工作原理與上述實(shí)施例相同，此處不再一一贅述。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同或相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。