新型電涌保護器的制造方法
【專利摘要】本實用新型的新型電涌保護器，包括殼體和設置于殼體內的防電涌電路，所述殼體內還設置有消除接地線電壓電路，消除接地線電壓電路由防雷元件組成，所述防雷元件的一端與信號輸出端相連接，另一端形成等電位接點EL；所述等電位節點EL通過等電位連接線el與被保護設備上的接地端相連接。本實用新型的新型電涌保護器，通過設置防雷元件，使得電涌保護器上接地線兩端的電壓比較高時，也可將信號輸出端施加在被保護設備上的電壓限制在防雷元件導通時的電壓大小，避免了由于現有電涌保護器電路的缺陷所造成的設備損害。
【專利說明】新型電涌保護器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種新型電涌保護器，更具體的說，尤其涉及一種由有效降低施 加在被保護設備上的電壓的新型電涌保護器。

【背景技術】
[0002]隨著電子產品的效能不斷改進和提高，電子類電氣設備的芯片功耗越來越小，耐 壓越來越低，一般耐壓在50V以下，電涌電壓通過設備的電源線或信號線導入設備，芯片在 受到較強的雷電電涌電壓的沖擊時極易損壞。在傳統的電涌保護器 （SPD)及連接方式下， 設備總是承受著SPD接地線（PE線）產生的電壓值f/押，PE線越長、雷電流越大產生的電 壓值以沒也就越高，一旦遇到較大的雷電流沖擊，很難起到保護作用。
[0003]圖1是傳統的SPD安裝方式，設備的接地線el沒有雷電流通過不會產生電位差， 所以，設備的接地連接點C和接地點D的電位相等，設備承受的電位差為B、D兩點之間的' 位差轉。可以看出，設備所承受的電涌電壓％等于SPD自身的殘壓與SPD的PE線產 生的電壓Up?之和，即+ 其中與雷電流的大小i和ΡΕ線的安裝長度 L之間的關系為：％ = g為雷電流上升率（KA)，Η為接地線的電感，Η=1μΗ -1· 2μΗ (微哼）/米。如果SPD泄放5ΚΑ的雷電流(按8/2(^S波形)，〇· 5米PE線產生的電 壓為：
[0004] 沒，=-*0.5*1= 0· 312(KV)
[0005] 1米PE線為〇· 624KV, 2米PE線為L 25KV，這個電位差是耐壓只有幾十伏的電子 設備難以承受的。PE線的安裝長度和設備相對接地點的距離有關，它總是一個變量，任何情 況下都不可能排除PE線的影響。
[0006] 是SPD本身的防雷元件和連接線路產生的電位差，對一個固定的限壓元件所 產生的電位差，與通過的雷電流電流大小和電壓上升率密切相關，雷電流越大、電壓上升越 快，產生的電位差就越大。在使用組合波1000V測試UP為Ιδν的信號SPD，當使用8/20PS 波形5KA測試時，其殘壓值上升近10倍，達到150V左右，在大的雷電流沖擊下，SPD本身產 生的高殘壓就很難保證設備的安全。


【發明內容】

[0007] 本實用新型為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種新型電涌保護器。
[0008] 本實用新型的新型電涌保護器，包括殼體和設置于殼體內的防電涌電路，所述殼 體上設置有與防電涌電路相連接的信號輸入端、信號輸出端和接地端PE;其特別之處在 于：所述殼體內還設置有消除接地線電壓電路，消除接地線電壓電路由防雷元件組成，所述 防雷兀件的一端與信號輸出端相連接，另一端形成等電位接點EL ;所述等電位節點EL通過 等電位連接線el與被保護設備上的接地端相連接。
[0009] 防電涌電路為現有電涌保護器上的電路，其電路由多種形式；信號輸入端和信號 輸出端可接多種形式的信號，如電源、數據、控制信號線；電涌保護器通過接地端PE與地相 連接。由于防雷元件的一端與信號輸出端相連接，另一端形成與設備接地端相連接的等電 位節點EL ;在信號輸入端串入雷擊電流，使得電涌保護器接地線兩端的電壓比較大的情況 下，也不會將電涌保護器接地線上的電壓施加到被保護設備上，施加到被保護設備上的電 壓始終等于防雷元件導通時的限位電壓，實現了對電涌保護器上接地線兩端電壓的消除。 [0010]本實用新型的新型電涌保護器，所述防電涌電路由第一級保護電路和第二級保護 電路組成，信號輸入端和信號輸出端的數量均為2個；第一級保護電路由三極氣體放電管Q 組成，氣體放電管Q兩端的電極分別與兩信號輸入端相連接，氣體放電管Q中間電極與接地 端PE相連接；
[0011] 第二級保護電路由瞬間抑制二極管S1、S2和S3以及退耦元件R1和R2組成，二極 管S1的一端經退耦元件R1與氣體放電管Q -端的電極相連接，二極管S1的另一端與二極 管S2的一端相連接，二極管S2的另一端經退耦元件R2與氣體放電管Q另一端的電極相連 接；二極管S1與S2的連接處經S3與氣體放電管Q的中間電極相連接；
[0012] 所述消除接地線電壓電路由瞬間抑制二極管S4組成，二極管S4的一端接于S1與 S2的連接處，二極管S4的另一端形成等電位接點EL，等電位接點EL經等電位連接線el與 設備上的接地端相連接。
[0013] 本實用新型的有益效果是：本實用新型的新型電涌保護器，通過設置一端與信號 輸出端相連接的防雷兀件，防雷兀件的另一端形成與被保護設備的接地端相連接的等電位 連接點EL，即使信號輸入端串入雷擊電流，使得電涌保護器上接地線兩端的電壓比較高時， 也可將信號輸出端施加在被保護設備上的電壓限制在防雷元件導通時的電壓大小，避免了 由于現有電涌保護器電路的缺陷所造成的設備損害。
[0014] 作為電涌保護器的一種具體電路結構，第一級保護電路由三極氣體放電管Q組 成，當氣體放電管導通時，可將較大的電涌電流通過接地端引入大地，避免了對后面電路的 損害；第二級保護電路由瞬間抑制二極管SI、S2和S3以及退耦元件R1和R2組成，實現對 電路的進一步保護。瞬間抑制二極管S4構成了消除接地線電壓電路，使得通過信號輸出端 施加在設備上的電壓鉗位在S1與S4或者S2與S4的導通電壓之和。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為傳統電涌保護器的工作原理圖；
[0016] 圖2為本實用新型的電涌保護器的原理圖；
[0017]圖3、圖4分別為傳統的和本實用新型的電涌保護器在5KA電流沖擊下的殘壓對 比。

【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。
[0019] 如圖1所示，給出了傳統電涌保護器的工作原理圖,在【背景技術】里已作出具體分 析，由于在雷擊電流串入時，流經接地線PE的電流很大，使得接地線兩端的電壓U浮較大， 由于通過輸出端施加在被保護設備上的電壓巧為自身的殘壓％:與％^之和，故施加在設 備上的電壓較大，以造成設備損壞，使得傳統的電涌保護器在遭受雷擊時喪失了對設備的 保護功能。 _
[0020] 如圖2所示，給出了本實用新型的新型電涌保護器的具體電路圖，所示的防電涌 電路由第一級保護電路和第二級保護電路組成，信號輸入端和信號輸出端的數量均為2 個。所示的第一級保護電路由三極氣體放電管Q組成，所示的氣體放電管Q兩端的電極分 別與兩信號輸入端相連接，氣體放電管Q的中間電極與電涌保護器的接地端 PE相連接。當 兩信號輸入端有雷擊電流串入時，氣體放電管Q導通，可將較大的雷擊電流通過接地線導 入大地；但是，同時由于流經接地線的電流很大，使得接地線兩端的電壓也較大。
[0021] 所示的第二級保護電路由退耦元件R1、R2以及瞬間抑制二極管S1、S2、S3組成，退 耦元件Rl、R2可采用電阻或電感元件；所示的二極管S1的一端經R1與氣體放電管Q 一端 的電極相連接，S1的另一端與S2的一端相連接，S2的另一端經R2與氣體放電管Q另一端 的電極相連接，二極管S1與S2的連接處經S3與氣體放電管Q的中間電極相連接。這樣， 就形成了可進一步減小雷擊電流的第二級保護電路。
[0022] 所示的瞬間抑制二極管S4構成了消除接地線電壓電路，所示的瞬間抑制二極管 S4的一端接于S1與S2的連接處，另一端形成等電位接點EL，等電位接點EL通過等電位連 接線el與設備上的接地端相連接。L3、L4為退稱元件，其可為電阻或電感。由于電涌保護 器的信號輸出端設置了防雷元件S4,使得電涌保護器的輸出端施加在設備上的電壓始終等 于瞬間抑制二極管S1與S4或者S2與S4的導通電壓之和，避免傳統電路將接電線兩端的 電壓施加在設備兩端的弊端，實現了對設備的良好保護作用。
[0023] 如圖3和圖4所示，分別給出了傳統的和本實用新型的電涌保護器在5KA電流沖 擊下的殘壓對比，測試信號為8/ 2〇PS、5KA波形，電涌保護器的接地線長度均為40cm。所示 的示波器的畫面中，所示的光標1、光標2分別對應兩條橫線，當某一光標被選中時，相應的 光標變黑、對應的橫線為實線，未被選中的光標對應的橫線為虛線。電壓的衰減倍數為1〇 3 倍。由此可見，傳統電涌保護器的殘壓波形的峰值為352V，本實用新型的電涌保護器的殘壓 波形的峰值為22V，遠低于傳統的電涌保護器產生的殘壓，可實現對設備的有效保護作用。 [00 24]本實用新型的電涌保護器，即使信號輸入端串入雷擊電流，使得電涌保護器上接 地線兩端的電壓比較高時，也可將信號輸出端施加在被保護設備上的電壓限制在防雷元件 導通時的電壓大小，避免了由于現有電涌保護器電路的缺陷所造成的設備損害。
【權利要求】
1. 一種新型電涌保護器，包括殼體和設置于殼體內的防電涌電路，所述殼體上設置有 與防電涌電路相連接的信號輸入端、信號輸出端和接地端PE ;其特征在于：所述殼體內還 設置有消除接地線電壓電路，消除接地線電壓電路由防雷元件組成，所述防雷元件的一端 與信號輸出端相連接，另一端形成等電位接點EL ;所述等電位節點EL通過等電位連接線el 與被保護設備上的接地端相連接。
2. 根據權利要求1所述的新型電涌保護器，其特征在于：所述防電涌電路由第一級保 護電路和第二級保護電路組成，信號輸入端和信號輸出端的數量均為2個；第一級保護電 路由三極氣體放電管Q組成，氣體放電管Q兩端的電極分別與兩信號輸入端相連接，氣體放 電管Q中間電極與接地端PE相連接； 第二級保護電路由瞬間抑制二極管S1、S2和S3以及退耦元件R1和R2組成，二極管S1 的一端經退耦元件R1與氣體放電管Q-端的電極相連接，二極管S1的另一端與二極管S2 的一端相連接，二極管S2的另一端經退耦元件R2與氣體放電管Q另一端的電極相連接；二 極管S1與S2的連接處經S3與氣體放電管Q的中間電極相連接； 所述消除接地線電壓電路由瞬間抑制二極管S4組成，二極管S4的一端接于S1與S2 的連接處，二極管S4的另一端形成等電位接點EL，等電位接點EL經等電位連接線el與設 備上的接地端相連接。
【文檔編號】H02H9/06GK204068244SQ201420465165
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】李玉祥, 張帥, 單龍 申請人:山東華普信息科技有限公司