本發(fā)明涉及電路保護領域，特別是涉及一種浪涌保護電路以及一種使用該浪涌保護電路的電子裝置。

背景技術(shù)：

電子裝置經(jīng)常會受到過電壓的干擾。包括遭受雷擊產(chǎn)生的過電壓和供電系統(tǒng)的過電壓。過電壓會損壞設備，必須采取保護措施，將過電壓降低到可接受的水平。

為了保護電子裝置，可以采用浪涌保護電路，圖1示出了一種現(xiàn)有的具體浪涌保護電路，該浪涌保護電路中雙向TSS(Thyristor Surge Suppressor，晶閘管電涌抑制器)和單向TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬態(tài)電壓抑制器)串聯(lián)，其中該雙向TSS與電源正極連接，該單向TVS的負極與該雙向TSS連接，該單向TVS的正極與電源負極連接。這樣，在所述電源的端口受到正極到負極的浪涌沖擊時雙向TSS和單向TVS導通，以分流浪涌電流，并且所述單向TVS將所述單向TVS兩端的浪涌電壓箝位到箝位電壓，該雙向TSS和單向TVS在所述電源的端口受到負極到正極的浪涌沖擊時導通，以分流浪涌電流。

然而，以上的浪涌保護電路存在以下缺點：在直流電源口，遭受不同極性(正或負)的雷擊時，電路的防雷性能有較大差異。當遭受從電源負極到電源正極的雷擊時，浪涌保護電路兩端的殘壓較高，與被保護電路連接使用時，進入被保護電路的電流較大，容易損壞被保護電路。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種浪涌保護電路，以解決現(xiàn)有的保護模塊在遭受從電源負極到電源正極的雷擊時，模塊兩端的殘壓較高，進入被保護電路的電流較大，容易損壞被保護電路的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種浪涌保護電路，包括：

雙向電壓抑制器；以及

晶閘管型浪涌抑制單元，與該雙向電壓抑制器并聯(lián)，該雙向電壓抑制器的第一端與該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端連接，該雙向電壓抑制器的第二端與該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端連接，其特征在于：

該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓或擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及

該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。

在某些實施例中，晶閘管型浪涌抑制單元為非對稱晶閘管型浪涌抑制單元。

優(yōu)選地，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為單向?qū)ǚ聪蚪刂咕чl管型浪涌抑制單元。

優(yōu)選地，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器，該雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓大于該雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓。

優(yōu)選地，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元包括單向二極管和晶閘管浪涌抑制器，該單向二極管與該晶閘管浪涌抑制器串聯(lián)后與該雙向電壓抑制器并聯(lián)，其中該單向二極管的陰極與該雙向電壓抑制器的第一端連接，或者該單向二極管的陽極與該雙向電壓抑制器的第二端連接。

在某些實施例中，該雙向電壓抑制器為雙向TVS、雙向不對稱TVS、壓敏電阻或雙向穩(wěn)壓管。

在某些實施例中，該雙向不對稱TVS的第一端到第二端方向上的嵌位電壓小于該雙向不對稱TVS的第二端到第一端方向上的嵌位電壓。

在某些實施例中，該浪涌保護電路還包括脫扣裝置，該脫扣裝置與該雙向電壓抑制器和該晶閘管型浪涌抑制單元中的一者串聯(lián)后與該雙向電壓抑制器和該晶閘管型浪涌抑制單元中的另一者并聯(lián)。

在某些實施例中，該浪涌保護電路還包括兩個脫扣裝置，一個脫扣裝置與該雙向電壓抑制器串聯(lián)形成第一支路，另一個脫扣裝置與和該晶閘管型浪涌抑制單元串聯(lián)形成第二支路，該第一支路與該第二支路并聯(lián)。

在某些實施例中，還包括單向二極管，該單向二極管與該雙向電壓抑制器串聯(lián)后與該晶閘管型浪涌抑制單元并聯(lián)，其中該單向二極管的陽極與該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端連接，或者該單向二極管的陰極與該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端連接。

本發(fā)明還提供一種電子裝置，包括：主體電路，具有輸入端；以及如所述的浪涌保護電路，與該主體電路并聯(lián)并與該主體電路的輸入端連接。

本發(fā)明的浪涌保護電路中，雙向電壓抑制器和晶閘管型浪涌抑制單元并聯(lián)，該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓或擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。當浪涌保護電路受到從雙向電壓抑制器的第一端到第二端的浪涌時，雙向電壓抑制器導通，以分流浪涌電流，并且將雙向電壓抑制器兩端的浪涌電壓箝位到箝位電壓。當浪涌保護電路受到從晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的浪涌時，晶閘管型浪涌抑制單元導通，以分流浪涌電流，并且晶閘管型浪涌抑制單元將其兩端的浪涌電壓抑制到通態(tài)電壓。以上的浪涌保護電路能夠降低其兩端的殘壓，進而能夠顯著減小后級電路的分流，提升浪涌的防護能力。因此，能夠有效地保護電子裝置免受浪涌電流的損害。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的浪涌保護電路的示意圖；

圖2是本發(fā)明的實施例的浪涌保護電路的示意圖；

圖3A是非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS的實施例的示意圖；

圖3B是單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS的V-I曲線。

圖3C是非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為雙向不對稱TSS的實施例的示意圖；

圖3D是雙向不對稱TSS的V-I曲線。

圖3E是非對稱晶閘管型浪涌抑制單元的另一種實施例的示意圖

圖4A-4D是雙向電壓抑制器的不同實施例的示意圖；

圖4E是雙向不對稱TVS的V-I曲線；

圖5A-5C是本發(fā)明的實施例的浪涌保護電路包括脫扣器件的示意圖；以及

圖6是本發(fā)明的另一實施例的浪涌保護電路的示意圖；

圖7是本發(fā)明的實施例的電子裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的特征都使用相同的標號。

參見圖2，本發(fā)明的某些實施例的浪涌保護電路，包括：雙向電壓抑制器202和晶閘管型浪涌抑制單元208，雙向電壓抑制器202與晶閘管型浪涌抑制單元208并聯(lián)。該雙向電壓抑制器202的第一端204與該晶閘管型浪涌抑制單元208的第一端210連接，該雙向電壓抑制器202的第二端206與該晶閘管型浪涌抑制單元208的第二端212連接。該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端210到第二端212的方向上的轉(zhuǎn)折電壓或擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端204到第二端206的方向上的嵌位電壓；以及該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端212到第一端210的方向上的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端206到第一端204的方向上的嵌位電壓。

本實施例的浪涌保護電路中，雙向電壓抑制器和晶閘管型浪涌抑制單元并聯(lián)，該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓或擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。當浪涌保護電路受到從雙向電壓抑制器的第一端到第二端的浪涌時，雙向電壓抑制器導通，以分流浪涌電流，并且將雙向電壓抑制器兩端的浪涌電壓箝位到箝位電壓。當浪涌保護電路受到從晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的浪涌時，晶閘管型浪涌抑制單元導通，以分流浪涌電流，并且晶閘管型浪涌抑制單元將其兩端的浪涌電壓抑制到通態(tài)電壓。以上的浪涌保護電路能夠降低其兩端的殘壓，進而能夠顯著減小后級電路的分流，提升浪涌的防護能力。因此，能夠有效地保護電子裝置免受浪涌電流的損害。

晶閘管型浪涌抑制單元是指整體表現(xiàn)出晶閘管浪涌抑制器特性的單元。該晶閘管型浪涌抑制單元可以是對稱或非對稱的，只要能夠保證該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓或擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓即可。優(yōu)選地，該晶閘管型浪涌抑制單元是非對稱晶閘管型浪涌抑制單元。非對稱晶閘管型浪涌抑制單元是指該單元整體表現(xiàn)出的特性曲線符合：

1、從其第一端到第二端的方向，具有普通二極管反向截止的特性，從其第

二端到第一端的方向，具有TSS的特性；或

2、其兩個方向都具備TSS特有的開關(guān)特性，兩個方向上的電氣參數(shù)存在差異。

在某些實施例中，優(yōu)選地，如圖3A所示，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為單向?qū)ǚ聪蚪刂咕чl管浪涌抑制器(TSS)214。單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS是指：從其第一端216到第二端218的方向，該單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS具有普通二極管反向截止的特性，從其第二端218到第一端216的方向，該單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS具有TSS的開關(guān)特性。該單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS的V-I曲線如圖3B所示。該單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS的第一端到第二端的方向上的擊穿電壓Vz大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及該單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓Vs小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。

在某些實施例中，優(yōu)選地，如圖3C所示，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元為雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器(TSS)220，該雙向不對稱TSS 220是指其兩個方向都具備TSS特有的開關(guān)特性，兩個方向上的電氣參數(shù)存在差異，比如，轉(zhuǎn)折電壓，在一個方向相對于另一個方向高；其V-I曲線如圖3D所示。其中，Vdrm≠Vdrm*，Vs≠Vs*，Vt≠Vt*，It≠It*，Is≠Is*，Ih≠Ih*，Idrm≠Idrm*。在本實施例中，該雙向不對稱TSS 220的第一端222到第二端224的方向上的轉(zhuǎn)折電壓Vs大于該雙向不對稱TSS 220的第二端224到第一端222的方向上的轉(zhuǎn)折電壓Vs*。該雙向不對稱TSS的第一端到第二端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓Vs大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；以及該雙向不對稱TSS的第二端到第一端的方向上的轉(zhuǎn)折電壓Vs小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。

在某些實施例中，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元208’包括單向二極管404和晶閘管浪涌抑制器406，如圖3E所示，該單向二極管404與晶閘管浪涌抑制器406串聯(lián)后與該雙向電壓抑制器202并聯(lián)，該單向二極管的陰極與該雙向電壓抑制器202的第一端204連接，該單向二極管的陽極與晶閘管浪涌抑制器406的第一端408連接，該晶閘管浪涌抑制器406的第二端410與該雙向電壓抑制器202的第二端206連接。圖3E中的晶閘管浪涌抑制器可以是普通的晶閘管浪涌抑制器，從單向二極管的陰極到晶閘管浪涌抑制器的第二端的方向，單向二極管的陰極和晶閘管浪涌抑制器串聯(lián)形成的擊穿電壓大于該雙向電壓抑制器的第一端到第二端的方向上的嵌位電壓；從晶閘管浪涌抑制器的第二端到單向二極管的陰極的方向，單向二極管的陰極和晶閘管浪涌抑制器串聯(lián)形成的轉(zhuǎn)折電壓小于該雙向電壓抑制器的第二端到第一端的方向上的嵌位電壓。優(yōu)選地，晶閘管浪涌抑制器可以是上面提到的單向?qū)ǚ聪蚪刂咕чl管浪涌抑制器或雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器，該晶閘管浪涌抑制器的第一端和第二端分別與單向?qū)ǚ聪蚪刂咕чl管浪涌抑制器或雙向不對稱晶閘管浪涌抑制器的第一端和第二端對應。圖3E中的單向二極管的位置并非是固定的，在某些實施例中，該單向二極管404可以與晶閘管浪涌抑制器406互換位置，即該單向二極管的陽極與該雙向電壓抑制器的第二端連接，該單向二極管的陰極與該晶閘管浪涌抑制器的第二端連接，該晶閘管浪涌抑制器的第一端與該雙向電壓抑制器的第一端連接。

某些實施例中，如圖4A-4D所示，該雙向電壓抑制器可以為雙向TVS 302、雙向不對稱TVS 308、壓敏電阻314或雙向穩(wěn)壓管320。該雙向電壓抑制器為雙向TVS 302時，雙向TVS 302的第一端304和第二端306分別連接于晶閘管型浪涌抑制單元的第一端和第二端。該雙向電壓抑制器為雙向不對稱TVS 308時，雙向不對稱TVS 308的第一端310和第二端312分別連接于晶閘管型浪涌抑制單元的第一端和第二端。該雙向電壓抑制器為壓敏電阻314時，壓敏電阻314的第一端316和第二端318分別連接于晶閘管型浪涌抑制單元的第一端和第二端。該雙向電壓抑制器為雙向穩(wěn)壓管320時，雙向穩(wěn)壓管320的第一端316和第二端318分別連接于晶閘管型浪涌抑制單元的第一端和第二端。

從上面所述可知，該晶閘管型浪涌抑制單元可以為非對稱晶閘管型浪涌抑制單元，該非對稱晶閘管型浪涌抑制單元優(yōu)選為單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS、雙向不對稱TSS或晶閘管浪涌抑制器與二極管串聯(lián)組成的單元。因此，本發(fā)明的實施例中，浪涌保護電路可以由雙向TVS、雙向不對稱TVS、壓敏電阻和雙向穩(wěn)壓管中的一者與單向?qū)ǚ聪蚪刂筎SS、雙向不對稱TSS和晶閘管浪涌抑制器與二極管串聯(lián)組成的單元中的一者并聯(lián)形成。從上面的描述中，本發(fā)明的技術(shù)人員能夠了解器件之間的具體連接方式，在此不再贅述。

在某些實施例中，該雙向電壓抑制器優(yōu)選為雙向不對稱TVS。該雙向不對稱TVS的兩個方向都具備TVS特有的鉗位特性，所謂不對稱是指兩個方向上的電氣參數(shù)存在一定的差異，例如，鉗位電壓，一個方向相對于另一個方向高；其V-I曲線如圖4E所示。其中Vc≠Vc*，Vbr≠VBR*，VDRM≠VDRM*，IPP≠IPP*，IR≠IR*，IDRM≠IDRM*。在優(yōu)選的實施例中，雙向不對稱TVS的第一端到第二端方向上的嵌位電壓Vc*小于該雙向不對稱TVS的第二端到第一端方向上的嵌位電壓Vc。該實施例中，Vc*小于Vc可以降低從第一端到第二端方向上的殘壓，有利于提升該浪涌保護電路的性能。

在某些實施例中，該浪涌保護電路還包括脫扣裝置402，如圖5A和5B所示，該脫扣裝置402與該雙向電壓抑制器和該晶閘管型浪涌抑制單元中的一者串聯(lián)后與該雙向電壓抑制器和該晶閘管型浪涌抑制單元中的另一者并聯(lián)。圖5A和5B中脫扣裝置402的位置并非固定的，圖5A中脫扣裝置可以與雙向電壓抑制器互換位置。同理，圖5B中脫扣裝置可以與晶閘管型浪涌抑制單元互換位置。

在某些實施例中，該浪涌保護電路還包括兩個脫扣裝置402，一個脫扣裝置與該雙向電壓抑制器串聯(lián)形成第一支路，另一個脫扣裝置與和該晶閘管型浪涌抑制單元串聯(lián)形成第二支路，該第一支路與該第二支路并聯(lián)，如圖5C所示。同樣，圖中的脫扣裝置的位置不是固定的，可以根據(jù)需要分別與雙向電壓抑制器或雙向電壓抑制器互換位置。

增加脫扣裝置可以保證該浪涌保護電路的安全性，在電路極端條件下，如電流過大導致電路發(fā)熱的情況下，脫扣裝置可以將各個支路斷開，避免電路燒毀等事故。

在某些實施例中，該浪涌保護電路還可以包括單向二極管404，如圖6所示，該單向二極管與該雙向電壓抑制器串聯(lián)后與該晶閘管型浪涌抑制單元并聯(lián)，該單向二極管的陽極與該晶閘管型浪涌抑制單元208的第一端210連接，該單向二極管的陰極與該雙向電壓抑制器202的第一端204連接，該雙向電壓抑制器202的第二端206連接與該晶閘管型浪涌抑制單元208的第二端212連接。圖7中的單向二極管的位置并非固定的，在某些實施例中，該單向二極管404可以與雙向電壓抑制器互換位置，即該單向二極管的陰極與該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端連接，該單向二極管的陽極與該雙向電壓抑制器的第二端連接，該雙向電壓抑制器的第一端與該晶閘管型浪涌抑制單元的第一端連接。

電路中增加二極管可以進一步確保浪涌從該晶閘管型浪涌抑制單元的第二端到第一端的方向過來時，浪涌電流通過該晶閘管型浪涌抑制單元進行泄放，而不會通過該雙向電壓抑制器。

參見圖7，本發(fā)明還提供一種電子裝置，該電子裝置包括主體電路412和上面所述的浪涌保護電路。該主體電路412具有輸入端414，該浪涌保護電路與該主體電路并聯(lián)并與該主體電路的輸入端412連接。該浪涌保護電路設置在主體電路412之前，可以保護主體電路免受浪涌的沖擊，從而該電子裝置具有很好的抗浪涌能力。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。