本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種浪涌保護(hù)電路及 AC-DC開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

開關(guān)電源由于在體積、重量和效率等多方面的優(yōu)勢，已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用在通信、航天航空、軍工兵器、發(fā)電變電等領(lǐng)域。在AC-DC開關(guān)電源電路的輸入端經(jīng)整流后都接有一定容量的濾波電容。電源上電瞬間濾波電容上的電壓將由零伏起充，因此使得整流濾波端近似短路狀態(tài)，并且在交流電1-2 個波形時間內(nèi)會產(chǎn)生巨大的峰值電流，這個由電容充電引起的峰值電流被稱為浪涌電流。浪涌電流會造成：電源輸入熔斷器“熔斷”、機(jī)械開關(guān)或斷路器觸點(diǎn)“粘連”失效、插入插座時引起“打火”、電源前端接入的整流橋“擊穿”易損壞、電網(wǎng)波形瞬間下跌等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會給電源廠商和用戶帶來很多麻煩，尤其是在需要高可靠性和安全性的場合，為避免這類現(xiàn)象發(fā)生，必須采取行之有效的限制浪涌電流的措施。另外，在當(dāng)今AC-DC設(shè)計(jì)中，還需要考慮到實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用中發(fā)生的突發(fā)現(xiàn)象，如遭遇雷擊，產(chǎn)品在啟停瞬間出現(xiàn)的瞬時大電流以及產(chǎn)品自身短路時對自身的保護(hù)等問題。

針對上述這些情況，在現(xiàn)有技術(shù)中通常會采用以下三種措施：(1)利用保險(xiǎn)過流熔斷的特性應(yīng)對自身短路；(2)利用壓敏電阻在電路承受過壓時進(jìn)行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護(hù)敏感器件避免雷擊；(3)利用熱敏電阻自身過流而發(fā)熱進(jìn)而使自身阻值變化來抑制瞬時電流。典型電路如圖1所示，其中， J1為交流市電輸入，F(xiàn)1為保險(xiǎn)絲，R6為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，R7為壓敏電阻。

圖1所示的典型電路在進(jìn)行浪涌測試時，2000V往往都可以通過。但是，當(dāng)產(chǎn)品安全等級要求高時，比如4000V浪涌，保險(xiǎn)絲及熱敏電阻經(jīng)常會發(fā)生不可恢復(fù)性損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供的一種浪涌保護(hù)電路及AC-DC開關(guān)電源，以提高產(chǎn)品的抗浪涌性能，降低成本。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種浪涌保護(hù)電路，包括：壓敏電阻，所述壓敏電阻的一端與市電火線輸入端相連并連接保險(xiǎn)絲的一端，所述壓敏電阻的另一端與市電零線輸入端相連并連接熱敏電阻的一端；所述保險(xiǎn)絲的另一端與所述壓敏電阻的另一端作為所述浪涌保護(hù)電路的輸出端連接后級電路。

優(yōu)選地，在所述壓敏電阻的一端與市電火線輸入端之間還設(shè)置有過流保護(hù)單元，用于在所述壓敏電阻短路失效的情況下，輸入電流大于設(shè)定值時，切斷交流電源。

優(yōu)選地，所述過流保護(hù)單元為PCB板上所述壓敏電阻的一端與市電火線輸入端之間的全部或部分布線。

優(yōu)選地，所述過流保護(hù)單元為自恢復(fù)性保險(xiǎn)絲。

優(yōu)選地，所述壓敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)壓敏電阻。

優(yōu)選地，所述保險(xiǎn)絲為自恢復(fù)性保險(xiǎn)絲。

一種AC-DC開關(guān)電源，包括所述的浪涌保護(hù)電路，所述浪涌保護(hù)電路設(shè)置在AC-DC開關(guān)電源交流市電輸入端，所述浪涌保護(hù)電路的輸出端連接所述 AC-DC開關(guān)電源的整流電路的輸入端。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的浪涌保護(hù)電路及AC-DC開關(guān)電源，將壓敏電阻設(shè)置在輸入電路的前端，利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)浪涌電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩端時，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而吸收多余的電流，實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。

進(jìn)一步地，在壓敏電阻與電源輸入端之間設(shè)置有過流保護(hù)單元，在壓敏電阻短路失效的情況下，輸入電流大于設(shè)定值時，過流保護(hù)單元能夠切斷交流電源，有效地保證了后級電路的安全，避免了采用大功率器件增加產(chǎn)品成本的問題，并避免了器件封裝對產(chǎn)品集成化的影響。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中典型的AC-DC開關(guān)電源保護(hù)電路的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例浪涌保護(hù)電路的一種示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例浪涌保護(hù)電路的另一種示意圖；

圖4是本實(shí)用新型浪涌保護(hù)電路應(yīng)用于AC-DC開關(guān)電源的一種示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型實(shí)施例的方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種浪涌保護(hù)電路，可以有效地提高產(chǎn)品對浪涌電壓的抵抗能力，進(jìn)而提高產(chǎn)品的安全性。

如圖2所示，是本實(shí)用新型實(shí)施例浪涌保護(hù)電路的一種示意圖。

在該實(shí)施例中，所述浪涌保護(hù)電路包括：壓敏電阻R2、熱敏電阻R1及保險(xiǎn)絲F1。其中，壓敏電阻R2的一端與市電火線輸入端L相連并連接保險(xiǎn)絲 F1的一端，壓敏電阻R2的另一端與市電零線輸入端N相連并連接熱敏電阻 R1的一端；保險(xiǎn)絲F1的另一端與壓敏電阻R2的另一端作為所述浪涌保護(hù)電路的輸出端連接后級電路。

熱敏電阻R1為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，在電路電源接通瞬間，電路中會產(chǎn)生比正常工作時高出許多倍的浪涌電流，而NTC熱敏電阻的初始阻值較大，可以抑制電路中過大的電流，從而保護(hù)其電源電路及負(fù)載。當(dāng)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)時，熱敏電阻R1由于通過電流而引起阻體溫度上升，電阻值下降至很小，不會影響電路的正常工作。

保險(xiǎn)絲F1在電流異常升高到一定的高度和熱度的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，所述保險(xiǎn)絲F1可選用電流保險(xiǎn)絲，其形狀可以是貼片保險(xiǎn)絲、微型保險(xiǎn)絲、插片保險(xiǎn)絲、管狀保險(xiǎn)絲等。所述保險(xiǎn)絲F1可采用自恢復(fù)性保險(xiǎn)絲。

由于壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻R2的兩端時，壓敏電阻R2可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而吸收多余的電流，實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。

需要說明的是，上述各器件的具體參數(shù)、型號等可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要來確定，比如，在一種具體應(yīng)用中，可選擇以下型號的相關(guān)器件：壓敏電阻R2：TVR14561KSABV；熱敏電阻R1；SCK10054MFY；保險(xiǎn)絲F1： KRL2400040SBY。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的浪涌保護(hù)電路，將壓敏電阻設(shè)置在輸入電路的前端，利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)浪涌電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩端時，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而吸收多余的電流，實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。

本實(shí)用新型實(shí)施例的浪涌保護(hù)電路可以應(yīng)用在AC-DC開關(guān)電源中，設(shè)置在AC-DC開關(guān)電源交流市電輸入端，所述浪涌保護(hù)電路的輸出端連接所述 AC-DC開關(guān)電源的整流電路的輸入端。該浪涌保護(hù)電路可與開關(guān)電源的后續(xù)電路共同組成開關(guān)電源產(chǎn)品，該浪涌保護(hù)電路還可以作為一個模塊用于其它需要抵抗浪涌電壓的產(chǎn)品上。

FMEA(Failure Mode and Effect Analysis，失效模式和效果分析)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一個重要環(huán)節(jié)，通過對產(chǎn)品各組成單元潛在的各種故障模式及其對產(chǎn)品功能的影響進(jìn)行分析，提出可能采取的預(yù)防改進(jìn)措施，以提高產(chǎn)品的可靠性。例如，開關(guān)電源主要有輸入電路、變換電路、控制電路、輸出電路這四部分組成，在對開關(guān)電源進(jìn)行FMEA時，就是利用開關(guān)電源的組成原理，定性分析開關(guān)電源各部分潛在的各種故障、原因和影響因素。

在對應(yīng)用該浪涌保護(hù)電路的開關(guān)電源產(chǎn)品進(jìn)行FMEA時，需要對壓敏電阻R7進(jìn)行短路測試，此時，產(chǎn)品自身便缺少了壓敏電阻R7的限壓保護(hù)，就會降低產(chǎn)品的抗浪涌能力。

針對這種情況，在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要增加相關(guān)器件的功率、耐壓及過流能力。比如，產(chǎn)品在抵抗4000V浪涌測試時，利用高規(guī)格的自恢復(fù)性保險(xiǎn)絲及熱敏電阻。

為了進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本，避免器件的過大封裝對產(chǎn)品集成化的影響，如圖3所示，在本實(shí)用新型浪涌保護(hù)電路的另一實(shí)施例中，還包括過流保護(hù)單元 RX，過流保護(hù)單元RX設(shè)置在壓敏電阻R2的一端與市電火線輸入端L之間，用于在壓敏電阻R2短路失效的情況下，輸入電流大于設(shè)定值時，切斷交流電源。

需要說明的是，在實(shí)際應(yīng)用中，所述過流保護(hù)單元RX可以是自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。當(dāng)然，為了進(jìn)一步減少浪涌保護(hù)電路中器件對產(chǎn)品內(nèi)部空間的占用，所述過流保護(hù)單元RX優(yōu)選為PCB板上壓敏電阻R2的一端與市電火線輸入端之間的全部或部分布線，也就是說，將所述布線的一部分或全部作為電路的薄弱點(diǎn)，所述布線的寬度根據(jù)所述AC-DC開關(guān)電源的額定功率值(比如額定功率值的 110％至150％)及所述過流保護(hù)單元允許通過的最大電流設(shè)計(jì)，以確保產(chǎn)品正常工作時，線路可承受電流通過；在壓敏電阻R2短路失效時，線路中流過的電流將急劇增加，當(dāng)電流增大到薄弱點(diǎn)的上限電流值時，薄弱點(diǎn)將會炸開，導(dǎo)致產(chǎn)品供電不能形成完整的回路，使得產(chǎn)品本身有自保能力。

可見，本實(shí)用新型實(shí)施例的浪涌保護(hù)電路，將壓敏電阻設(shè)置在輸入電路的前端，實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)，而且，通過在壓敏電阻與電源輸入端之間設(shè)置過流保護(hù)單元，在壓敏電阻短路失效的情況下，輸入電流大于設(shè)定值時，過流保護(hù)單元能夠切斷交流電源，有效地保證了后級電路的安全，避免了采用大功率器件增加產(chǎn)品成本的問題，并避免了器件封裝對產(chǎn)品集成化的影響。

相應(yīng)地，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種AC-DC開關(guān)電源，包括上述的浪涌保護(hù)電路，所述浪涌保護(hù)電路設(shè)置在AC-DC開關(guān)電源交流市電輸入端，所述浪涌保護(hù)電路的輸出端連接所述AC-DC開關(guān)電源的整流電路的輸入端。

如圖4所示，是本實(shí)用新型浪涌保護(hù)電路應(yīng)用于AC-DC開關(guān)電源的一種示意圖。

其中，J1為交流市電輸入，(RX，R7，F(xiàn)1，R16)組成電源保護(hù)電路，(C11， L1)組成一階的抑制EMC問題的LC電路，(D7，C24)組成整流電路。在這種設(shè)計(jì)中，浪涌電壓從L端介入，以最短的路徑通過壓敏電阻R7泄放到N端，起到保護(hù)后端電路的作用。

以上對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法和系統(tǒng)；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。