浪涌防护电路、浪涌防护系统及全模浪涌防护系统的制作方法

1.本技术涉及浪涌防护技术领域，尤其涉及一种浪涌防护电路、浪涌防护系统及全模浪涌防护系统。


背景技术：

2.现代信息设备的应用环境越来越分散，信息设备中传统的雷电防护手段包括接闪、建筑物屏蔽、浪涌抑制、接地分流等手段，但是上述手段因成本高昂而难以实施，所以寻找一种低残压且成本低的雷电浪涌防护产品成为急需解决的难题。
3.现有的电源防护电路中，通常采用mov压敏电阻或者mov压敏电阻与gdt放电管串联来防护，但是mov压敏电阻随着长时间的浪涌侵袭会加速劣化，以致降低使用寿命。不过采用mov压敏电阻与gdt放电管串联可以在一定程度上解决mov长时间的浪涌侵袭加速老化与gdt在电源电路上续流的问题，但是上述这两种方案都存在固有的残压值，随着电子技术的发展上述方案中固有的残压值越来越不能满足现有产品的保护需求。进而现有技术中在低残压处理上又采用mov压敏电阻串联tss固体放电管的方式，但其浪涌通流能力受限与于tss固体放电管的通流能力(通常tss固体放电管通流能力较小)，无法承受ka级的雷电通流抑制，对设备的防护效果差。
4.总之，现有浪涌防护技术中由于浪涌通流能力受限于tss固体放电管的通流能力，无法承受ka级的雷电通流抑制，导致浪涌防护电路对设备的防护效果差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本技术实施例提供一种浪涌防护电路、浪涌防护系统及全模浪涌防护系统，可以有效解决现有浪涌防护技术中由于浪涌通流能力受限于tss固体放电管的通流能力，无法承受ka级的雷电通流抑制，导致对设备防护效果差的问题等。
6.第一方面，本技术实施例提供一种浪涌防护电路，包括：退耦电路、第一级防护电路和第二级防护电路；
7.所述第一级防护电路和所述第二级防护电路设置在第一进线和第二进线之间；
8.所述退耦电路包括n个退耦单元，n＞1；每条所述进线上均串设有一所述退耦单元且所述退耦单元位于所述第一级防护电路和所述第二级防护电路之间，以用于分隔所述第一级防护电路与所述第二级防护电路；
9.所述浪涌防护电路用于在输入浪涌信号时，通过所述第一级防护电路进行第一级保护钳位，待剩余残压信号经所述退耦电路传入所述第二级防护电路，通过所述第二级防护电路进行第二级保护钳位。
10.在一些实施例中，还包括熔断器，若进线为火线或零线时，所述退耦单元与所述第二级防护电路之间的所述进线上串设一熔断器。
11.在一些实施例中，所述第二级防护电路包括第一结构电路和熔断器模块；所述熔断器模块和所述第一结构电路串联设置；所述第一结构电路包括tvs管模块、第一电阻、第
二电阻、压敏电阻和可控硅；所述tvs管模块的一端连接所述第一结构电路的输入端；所述tvs管模块的另一端通过所述第一电阻连接所述可控硅的门极；所述瞬间抑制二极管组合的另一端还通过所述第二电阻连接所述第一结构电路的输出端；
12.所述压敏电阻的一端连接所述第一结构电路的输入端，所述压敏电阻的另一端连接所述可控硅的阳极；所述可控硅的阴极连接所述第一结构电路的输出端。
13.在一些实施例中，所述第二级防护电路还包括第二结构电路；所述第二结构电路与所述第一结构电路反向并联连接，且与所述第一结构电路结构相同；其中，所述第二结构电路中所述可控硅的阴极连接所述第一结构电路的输入端；所述可控硅的阳极通过所述压敏电阻连接所述第一结构电路的输出端，以实现双向防护浪涌信号。
14.在一些实施例中，还包括指示电路，若所述第一进线和所述第二进线分别对应为火线和零线时：
15.所述指示电路用于设置在火线和零线之间；所述指示电路包括串联设置的分压电阻电容组合和二极管组合；所述二极管组合包括并联设置的二极管和发光二极管。
16.在一些实施例中，所述第一级防护电路包括压敏电阻组合、触发器及放电管；
17.若所述浪涌防护电路连接在火线与零线之间：
18.第一级防护电路还包括热脱扣；所述热脱扣的一端连接所述第一进线，所述热脱扣的另一端依次通过所述压敏电阻组合、所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合与所述触发器连接的一端还通过所述放电管连接所述第二进线；
19.若所述浪涌防护电路连接在火线与地线或者零线与地线之间：
20.所述压敏电阻组合的一端连接所述第一进线，所述压敏电阻组合的另一端通过所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合的另一端还通过所述放电管连接所述第二进线。
21.在一些实施例中，所述压敏电阻组合的电路结构依据所述浪涌防护电路防护对象的通流能力和工作电压而确定；所述触发器包括串联设置的分压电阻与tvs管组合。
22.第三方面，本技术实施例提一种浪涌保护系统，包括如本技术中第一方面提供的一种浪涌防护电路；
23.当接入单相两线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线和零线之间；
24.当接入单相三线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线、零线和地线中的任意两线组合之间。
25.第三方面，本技术实施例提供一种全模浪涌保护系统，包括三组如本技术第一方面提供的一种浪涌防护电路；
26.当接入单相三线制电路时，第一组浪涌防护电路设置于火线和零线之间；
27.第二组浪涌防护电路设置于火线和地线之间；
28.第三组浪涌防护电路设置于零线和地线之间。
29.在一些实施例中，若所述第一级防护电路包括压敏电阻组合、触发器及放电管时，所述第二组浪涌防护电路和所述第三组浪涌防护电路复用一组触发器和放电管；
30.其中，所述第二组浪涌防护电路中的压敏电阻组合和所述第三组浪涌防护电路中的压敏电阻组合均通过复用的触发器连接所述地线，且均还通过复用的放电管连接所述地线。
31.本技术的实施例具有如下有益效果：本技术中，一方面，由于采用了两级防护结构提升低残压浪涌保护器的浪涌耐受能力而且成本低。另一方面，因所述第二级防护电路中采用压敏电阻串联可控硅的模式放电，耐受电压冲击能力相对现有压敏电阻串联固体放电管模式的耐压能力要高，减少了退耦要求，降低了退耦成本，使串联的浪涌防护电路的负载能力大大得到提升。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1示出了本技术实施例一种浪涌防护电路的第一结构示意图；
34.图2示出了本技术实施例一种浪涌防护电路中第二防护电路的第一电路示意图；
35.图3示出了本技术实施例一种浪涌防护电路中第二防护电路的第二电路示意图；
36.图4-1示出了本技术实施例一种浪涌防护电路中第一防护电路的第一电路示意图；
37.图4-2示出了本技术实施例一种浪涌防护电路中第一防护电路的第二电路示意图；
38.图5示出了本技术实施例一种全模浪涌防护系统的一种电路图。
39.主要元件符号说明：
40.1-第一级防护电路；12-压敏电阻组合；13-触发器；14-放电管；11-热脱扣；2-退耦电路；3-第二级防护电路；31-熔断器模块；32-第一结构电路；33-第二结构电路。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.除非另有限定，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义
并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。
45.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
46.现有浪涌防护技术中由于浪涌通流能力受限于tss固体放电管的通流能力，无法承受ka级的雷电通流抑制，导致对设备防护效果差的问题等。由此，本技术提出一种浪涌防护电路，该浪涌防护电路，采用两级防护电路，经试验证明该浪涌防护电路整体上做到防护雷电浪涌通流(数十ka级)，残压做到不超过2倍工作电压，对设备的防护效果大大增强。
47.下面结合一些具体的实施例来对该浪涌防护电路进行说明。
48.图1示出了本技术实施例的浪涌防护电路的一种电路图。示范性地，该浪涌防护电路包括：第一级防护电路1、退耦电路2和第二级防护电路3。
49.所述第一级防护电路1和所述第二级防护电路3设置在第一进线和第二进线之间，所述第一进线如图1中in1，所述第二进线如图1中in2。
50.所述退耦电路2包括n个退耦单元，n＞1；每条所述进线上均串设有一所述退耦单元且所述退耦单元位于所述第一级防护电路1和所述第二级防护电路3之间，以用于分隔所述第一级防护电路1与所述第二级防护电路3，以延缓第二级防护电路3的动作时间。优选地，所述退耦单元采用电感，如图1中的电感l1串设在所述第一进线上，为所述第一进线的退耦器件。电感l2串设在所述第二进线上，为所述第二进线的退耦器件。
51.所述浪涌防护电路用于在输入浪涌信号时，通过所述第一级防护电路1进行第一级保护钳位，待剩余残压信号经所述退耦电路2传入所述第二级防护电路3，通过所述第二级防护电路3进行第二级保护钳位。本技术采用所述退耦电路2做延时，对设备执行两级防护，防护效果大大增强。
52.进一步地，为了提高可靠性，该浪涌防护电路还包括熔断器，若进线为火线或零线时，所述退耦单元与所述第二级防护电路3之间的所述进线上串设一熔断器。优选地，所述熔断器采用电流保险丝，此处不做限制，例如，如图1中的电流保险丝f3。当出现过载或短路时，电流保险丝f3熔断以实现过载保护或短路保护。
53.在一种实施方式中，如图2所示，所述第二级防护电路3包括熔断器模块31和第一结构电路32；所述熔断器模块31和所述第一结构电路32串联设置。所述熔断器模块31包括第一熔断器和第二熔断器；所述第一熔断器和第二熔断器分别串设在所述第二级防护电路3中。例如图2中，所述第一熔断器f4串设在与所述可控硅阳极连接的一端，记该端为所述浪涌保护电路的第一浪涌输入端。所述第二熔断器f5串设在与所述可控硅的阴极连接的一端，该端记为所述浪涌保护电路的第二浪涌输入端。优选地，所述第一熔断器和第二熔断器采用温度保险丝，如图2所示，温度保险丝f4和温度保险丝f5串设在所述第一结构电路32的两端。
54.所述第一结构电路32包括tvs管模块、第一电阻、第二电阻、压敏电阻mov1和可控硅vt1；其中，所述tvs管模块包括n个串联设置的双向瞬间抑制二极管，n的数量依据以下条件设定：n个所述瞬间抑制二极管的导通击穿电压之和大于电路工作电压峰值电压，且导通后满足所述可控硅的触发电流信号。故本实施例对所述瞬间抑制二极管数量不做限制。例如，n＝2，所述tvs管模块采用两个所述瞬间抑制二极管串联，如图2中瞬间抑制二极管d1和
瞬间抑制二极管d2。优选地，本实施例中，所述瞬间抑制二极管采用双向瞬间抑制二极管。所述第二电阻用于增流为分流电阻，所述第一电阻用于限流为限流电阻，例如图2中分流电阻r2和限流电阻r1。其中，瞬态抑制二极管d1和瞬态抑制二极管d2的导通击穿电压之和大于电路工作的电压，且瞬态抑制二极管d1和瞬态抑制二极管d2导通后所述限流电阻r1上分得的电流足以满足所述可控硅的触发电流信号。所述可控硅为单向可控硅。
55.具体连接时，示范性地，所述第一浪涌输入端连接所述第一结构电路32的输入端，所述tvs管模块的一端连接所述第一结构电路32的输入端；所述tvs管模块的另一端通过所述第一电阻连接所述可控硅的门极；所述瞬间抑制二极管组合的另一端还通过所述第二电阻连接所述第一结构电路32的输出端。
56.所述压敏电阻的一端连接所述第一结构电路32的输入端，所述压敏电阻的另一端连接所述可控硅的阳极；所述可控硅的阴极连接所述第一结构电路32的输出端，所述第一结构电路32的输出端连接所述第二浪涌输入端。具体工作时，所述第二级防护电路3的输入端产生正极浪涌信号或者在输出端产生负极浪涌信号时，所述tvs管模块被击穿后向所述可控硅的门极提供触发信号，使所述可控硅导通并与所述压敏电阻形成泄流通道。其中，所述压敏电阻的压敏电压低于工频工作电压，所述压敏电阻在选型时可选用压敏电压低于工频工作电压的压敏电阻，所述压敏电阻在工频工作电压下的电流小于所述可控硅的维持电流。
57.在一种实施方式中，如图3所示，所述第二级防护电路3还包括第二结构电路33；所述第二结构电路33与所述第一结构电路32反向并联连接，且与所述第一结构电路32结构相同；其中，所述第二结构电路33包括tvs管模块、第一电阻、第二电阻、压敏电阻mov8和可控硅vt2；所述第二电阻用于分流为分流电阻，所述第一电阻用于限流为限流电阻，例如图3中分流电阻r3和限流电阻r4。所述第二结构电路33中所述可控硅vt2的阴极连接所述第一结构电路32的输入端；所述可控硅的阳极通过所述压敏电阻mov8连接所述第一结构电路32的输出端。所述可控硅的门极依次通过所述第一电阻、所述tvs管模块连接所述第一结构电路32的输出端。所述第一结构电路32的输入端还依次通过所述第二电阻、所述tvs管模块连接所述第一结构电路32的输出端。
58.所述第二级防护电路3在第一浪涌输入端输入负极性浪涌脉冲信号或者在第二浪涌输入端输入正极性浪涌脉冲信号时：
59.所述第一结构电路32中的可控硅处于截止状态，所述第二结构电路33中的可控硅导通并与对应连接的压敏电阻形成泄流通道。
60.所述第二级防护电路3在第一浪涌输入端输入正极性浪涌脉冲信号或者在第二浪涌输入端输入负极性浪涌脉冲信号时：
61.所述第二结构电路33中的可控硅处于截止状态，所述第一结构电路32中的可控硅导通并与对应连接的压敏电阻形成泄流通道。由此，本技术实现了在所述浪涌保护电路两端输入浪涌信号均能实现防护功能。
62.示范性地，如图3所示所述第二级防护电路3中温度保险丝f4、温度保险丝f5、瞬间抑制二极管d1至d4、电阻r1至r4、压敏电阻mov7、压敏电阻mov8及单向可控硅vt1和单向可控硅vt2组成两进线之间的第二级防护。温度保险丝(对应热脱扣)f4、温度保险丝f5为两进线间的第二级防护热脱扣装置。瞬间抑制二极管d1、瞬间抑制二极管d2及电阻r1、电阻r2是
单向可控硅vt1的触发结构。瞬间抑制二极管d3、瞬间抑制二极管d4及电阻r3、电阻r4是单向可控硅vt2的触发结构。压敏电阻mov7\压敏电阻mov8两进线之间的第二级防护主泄流器件同时也是向可控硅vt1\可控硅vt2关断器件。单向可控硅vt1\单向可控硅vt2两进线之间的第二级防护主泄流器件。
63.下面介绍本实施例中的所述第二级防护电路3的工作过程：
64.如图3所示，当所述第二级防护电路3中温度保险丝f4端传导入正极性浪涌脉冲信号或温度保险丝f5端传导入负极性浪涌脉冲时，所述第二结构电路33反向截止，所述第一结构电路32形成正向泄流主通道，从而泄放雷电流并钳位浪涌电压。当电路中温度保险丝f4端传导入负极性浪涌脉冲或温度保险丝f5端传导入正极性浪涌脉冲时，所述第一结构电路32反向截止，所述第二结构电路33形成正向泄流主通道，从而泄放雷电流并钳位浪涌电压。
65.当电路中温度保险丝f4端传导入正脉冲和温度保险丝f5端传导入负脉冲时，电流从所述第一结构电路32流通，所述第二结构电路33截止，当电路中温度保险丝f4端传导入负脉冲和温度保险丝f5端传导入正脉冲时，电流从所述第二结构电路33流通，所述第一结构电路32截止，因其压敏电阻选型可选用压敏电压低于工频工作电压以下，故具备了残压低、并联型浪涌保护器的电流限制的优点，解决了现有的电源防护电路中，残压较高造成被保护设备不能充分防护的问题。
66.下面对本技术的所述第二级防护电路3工作原理进行介绍：
67.所述第一熔断器和所述第二熔断器均采用温度保险丝，可控硅采用单向可控硅。首先介绍分段导通时的工作原理：
68.如图3所示当电路中温度保险丝f4端产生正极性浪涌或温度保险丝f5端传导入负极性浪涌时，瞬间抑制二极管d1、瞬间抑制二极管d2击穿给单向可控硅vt1的门极提供触发信号，单向可控硅vt1处于正向导通状态，瞬间抑制二极管d3、瞬间抑制二极管d4击穿给单向可控硅vt2的门极提供触发信号，单向可控硅vt2处于反向截止状态，压敏电阻mov7和单向可控硅vt1的导通成为正向泄流主通道，从而钳位温度保险丝f4端和温度保险丝f5端的电压，形成保护效果，浪涌过后压敏电阻mov7在工频下电流低于vt1维持电流从而关断vt1,单向可控硅vt1截止,压敏电阻mov7恢复高阻状态。
69.当电路中温度保险丝f5端传导入正极性浪涌或温度保险丝f4端产生负极性浪涌时，瞬间抑制二极管d3、瞬间抑制二极管d4击穿给单向可控硅vt2的门极提供触发信号，单向可控硅vt2处于正向导通状态，瞬间抑制二极管d1、瞬间抑制二极管d2击穿给单向可控硅vt1的门极提供触发信号，单向可控硅vt1处于反向截止状态，压敏电阻mov8和单向可控硅vt2的导通成为正向泄流主通道，从而钳位温度保险丝f4端和温度保险丝f5端的电压，形成保护效果，浪涌过后压敏电阻mov8在工频下电流低于vt2维持电流从而关断vt2,单向可控硅vt2截止,压敏电阻mov8恢复高阻状态。
70.其次，介绍分向导通时的工作原理：
71.当电路中温度保险丝f4端传导入正极性脉冲和温度保险丝f5端传导入负脉冲时，电流依次从压敏电阻mov7和单向可控硅vt1流通，单向可控硅vt2处于截止状态；
72.当电路中温度保险丝f4端传导入负极性脉冲和温度保险丝f5端传导入正脉冲时，电流依次从压敏电阻mov8和单向可控硅vt2流通，单向可控硅vt1处于截止状态。
73.在一种实施方式中，如图4-1所示，所述第一级防护电路1包括压敏电阻组合12、触发器13(又称作触发器act1)及放电管14(又称作放电管gdt1)，其中，所述压敏电阻组合的结构依据所述浪涌防护电路防护对象产品的通流能力和工作电压而确定，即所述压敏电阻组合是通流能力及工作电压的选择，通流能力因防护产品或市场需求而确定，工作电压因系统电压或客户指定电压而确定，也就是说所述压敏电阻组合中压敏电阻的数量不受限制，各压敏电阻间的连接方式也不受限制，可以由多个压敏电阻的并联，压敏电阻并联可提升组合的浪涌通流能力；或者多个压敏电阻串联，压敏电阻串联可提升其工作电压等级。示范性地，如图4-1，所述压敏电阻组合12包括并联设置的第一压敏电阻mov1和第二压敏电阻mov2。所述触发器act1包括串联设置的分压电阻与tvs管组合。本实施例中设置1个分压电阻和两个tvs管，具体分压电阻和tvs管数量因具体需求而定，此处不做限制。所述放电管采用气体放电管。
74.若所述浪涌防护电路连接在火线与零线之间，为了提高安全性，如图4-2所示：
75.第一级防护电路1还包括热脱扣11，所述热脱扣11可以采用温度保险丝，例如图4-2中温度保险丝f1。所述温度保险丝为两进线之间的第一级防护热脱扣装置。具体连接时示范性地，所述热脱扣11的一端连接所述第一进线，所述热脱扣11的另一端依次通过所述压敏电阻组合12、所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合12与所述触发器连接的一端还通过所述放电管连接所述第二进线，在其他实施例中所述热脱口一端也可以串接在进线上，所述热脱扣另一端连接所述压敏电阻组合。
76.若所述浪涌防护电路连接在火线与地线或者零线与地线之间：
77.所述压敏电阻组合12的一端连接所述第一进线，所述压敏电阻组合12的另一端通过所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合12的另一端还通过所述放电管连接所述第二进线。
78.示范性地，如图4-2中，所述第一级防护电路1中温度保险丝f1、第一压敏电阻mov1\第二压敏电阻mov2、放电管gdt1及触发器act1(又称为旁路触发器act1)组成两进线之间的第一级防护。所述第一压敏电阻mov1、所述第二压敏电阻mov2及所述放电管gdt1是两进线之间的第一级防护主泄流器件。所述触发器act1是所述放电管gdt1的触发结构。
79.本技术采用两级防护，第一级防护电路1采用压敏串放电管模式，并在放电管上并联触发电路结构，第一级防护电路1提升了整体的浪涌防护通流等级，可以做到较大的通流(数十ka级)要求，能够实现分段触发电路，也可以触发压敏电阻组合12中的压敏电阻及放电管，降低了第一级残压。第二级防护电路3经退耦后采用压敏电阻串联单向可控硅做主浪涌通流器件，使用tvs管做单向可控硅的触发导通，在可控硅导通后其a、k极阻抗下降，压敏电阻两端电压上升，压敏电阻击穿形成钳位效果，浪涌过后利用压敏电阻在工频电压下的电流小于单向可控硅维持电流来关断单向可控硅。整体上做到防护雷电浪涌通流(数十ka级)，残压做到不超过2倍工作电压，对设备的防护效果大大增强。
80.以所述第一进线为相线l，所述第二进线为零线n为例对本技术的工作过程进行介绍：
81.当有浪涌信号传导至浪涌防护电路时将分有以下两种情况：
82.第一种情况：当相线l端产生传导入正极性浪涌信号或零线n端传导入产生负极性浪涌信号时，相线l与零线n上的退耦电感l1与l2延缓第二级防护结构的动作时间，所述第
一级防护电路1优先动作。第一级防护电路1的因压敏电阻mov1、压敏电阻mov2压敏容性电流的原因(压敏电极间存在电容，电压变化电路中电容短路状态)，电压优先加载在所述触发器act1两端，所述触发器act1击穿，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2两端电压增加，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2压敏电流增加，所述触发器act1因内部存在阻抗限流，所述触发器act1两端电压升高击穿放电管gdt1，放电管gdt1两端端电压下降，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2两端电压升高使其击穿，第一级防护电路1击穿形成第一级保护钳位，剩余电压(残压)经退耦电感传导入第二级防护结构。第二级防护电路3的瞬间抑制二极管d1、d2击穿给单向可控硅vt1的门极提供触发信号，单向可控硅vt1处于正向导通状态，瞬间抑制二极管d3、d4击穿给单向可控硅vt2的门极提供触发信号，单向可控硅vt2处于反向截止状态，压敏电阻mov7和单向可控硅vt1的导通成为正向泄流主通道，从而钳位温度保险丝f1端和温度保险丝f2端的电压，形成保护效果。浪涌过后第一级防护结构压敏电阻mov1、mov2恢复高阻状态关断放电管gdt1。第二级防护结构压敏电阻mov7在工频下电流低于vt1维持电流从而关断单向可控硅vt1,单向可控硅vt1截止,压敏电阻mov7恢复高阻状态；
83.第二种情况：当零线n端传导入产生正极性浪涌或相线l端传导入产生负极性浪涌时，相线l与零线n上的退耦电感l1与l2延缓第二级防护电路3的动作时间，第一级防护电路1优先动作。第一级防护电路1中因压敏电阻mov1、压敏电阻mov2压敏容性电流的原因(压敏电极间存在电容，电压变化电路中电容短路状态)，电压优先加载在苏所述触发器act1两端，所述触发器act1击穿，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2两端电压增加，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2压敏电流增加，所述触发器act1因内部存在阻抗限流，所述触发器act1两端电压升高击穿放电管gdt1,放电管gdt1两端端电压下降，压敏电阻mov1、压敏电阻mov2两端电压升高使其击穿，第一级防护电路1击穿形成第一级保护钳位，剩余电压(残压)经退耦电感传导入第二级防护电路3。第二级防护电路3的瞬间抑制二极管d3、d4击穿给单向可控硅vt2的门极提供触发信号，单向可控硅vt2处于正向导通状态，瞬间抑制二极管d1、d2击穿给单向可控硅vt1的门极提供触发信号，单向可控硅vt1处于反向截止状态，压敏电阻mov8和单向可控硅vt2的导通成为正向泄流主通道，从而钳位温度保险丝f1端和温度保险丝f2端的电压，形成保护效果，浪涌过后第一级防护电路中mov1、mov2恢复高阻状态关断gdt1。第二级防护电路3中压敏电阻mov8在工频下电流低于vt2维持电流从而关断vt2,单向可控硅vt2截止,压敏电阻mov8恢复高阻状态。
84.在一种实施方式中，该浪涌防护电路还包括指示电路，若所述第一进线和所述第二进线分别对应为火线和零线时：
85.所述指示电路用于设置在火线和零线之间；所述指示电路包括串联设置的分压电阻电容组合和二极管组合；所述分压电阻电容组合依次包括串设的分压电阻r13、电容c1和电容c2。所述二极管组合包括并联设置的二极管d13和发光二极管led1。其中，分压电阻r13用于分压，电容c1用于限流及隔直通交，浪涌保护器通常使用高压直流做常规测试，高压直流容易损坏发光二极管，所以用电容做隔离。发光二极管led1是单向器件，反向耐受较低，在发光二极管led1上反向并联一个二极管d13使反向电流从二极管d13内通过，降低发光二极管led1的反向电压使其不易损坏。
86.本技术采用两级防护结构提升低残压浪涌保护器的浪涌耐受能力，同时因压敏串单向可控硅模式的耐受模式相对目前压敏串固体放电管模式的要高，减少退耦要求，降低
退耦成本，使串联浪涌防护电路的负载能力提升。
87.本技术还提供了一种浪涌保护系统，示范性地，该系统包括如本技术实施例中的一种浪涌防护电路。
88.当接入单相两线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线和零线之间。第二级防护结构是对称的，在零线上也设置有熔断器，所述浪涌保护器的零火线可以混接，所以第一进线可以为零线和火线两线中任一线，剩余的一线为第二进线。
89.当接入单相三线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线、零线和地线中的任意两线组合之间；若设置于火线和零线之间，第一进线可以为零线和火线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线；若设置于火线和地线之间，第一进线可以为火线和地线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线；若设置于零线和地线之间，第一进线可以为零线和地线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线。可以理解，上述电路实施例中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。
90.如图5所示，本技术还提供了一种全模浪涌保护系统，示范性地，该系统包括三组如本技术实施例中的一种浪涌防护电路。
91.当接入单相三线制电路时，第一组浪涌防护电路设置于火线和零线之间，第一进线可以为火线和零线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线。
92.第二组浪涌防护电路设置于火线和地线之间，第一进线可以为火线和地线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线。
93.第三组浪涌防护电路设置于零线和地线之间，第一进线可以为零线和地线两线中任一线，两线中剩余的一线为第二进线。
94.其中，所述第二组浪涌防护电路和所述第三组浪涌防护电路复用一组触发器和放电管。
95.其中，第二组浪涌防护电路中的第一级防护电路1和第三组浪涌防护电路中的第一级防护电路1复用一组触发器和放电管；
96.第二组浪涌防护电路中的热脱扣11用于串设在火线上，所述热脱扣11的一端用于依次通过所述压敏电阻组合12、复用的触发器连接地线，第二组浪涌防护电路中的压敏电阻组合12的另一端还用于通过复用的放电管连接地线；
97.第三组浪涌防护电路中的压敏电阻组合12一端用于连接零线，另一端用于通过复用的触发器连接地线；第三组浪涌防护电路中的压敏电阻组合12的另一端还用于通过复用的放电管连接地线。
98.在整个全模浪涌保护系统电路结构中，所述退耦单元前端称为第一级防护，所述退耦单元后端为第二级防护，所述退耦单元前端零火线间的防护结构为第一级的差模防护，所述退耦单元前端零火线对地之间的防护为第一级共模防护。所述退耦单元后端零火线间的防护为第二级的差模防护，所述退耦单元后端零火线对地之间的防护为第二级共模防护。
99.示范性地，如图5所示，温度保险丝f1(对应热脱扣)、压敏电阻mov1、压敏电阻mov2、放电管gdt1及触发器act1组成相线l与零线n之间的第一级防护。
100.温度保险丝f1(对应热脱扣)是相线l与零线n之间的第一级防护热脱扣装置。
101.压敏电阻mov1\压敏电阻mov2及放电管gdt1是相线l与零线n之间的第一级防护主
泄流器件。
102.触发器act1是放电管gdt1的触发结构。
103.温度保险丝f2(对应热脱扣)、压敏电阻mov3\压敏电阻mov5、放电管gdt2及触发器act2组成相线l与地线pe之间的第一级防护。
104.温度保险丝f2(对应热脱扣)、压敏电阻mov4\压敏电阻mov6、放电管gdt2及触发器act2组成零线n与地线pe之间的第一级防护。
105.温度保险丝f2(对应热脱扣)是相线l与地线pe之间的第一级防护热脱扣装置同时也是相线l串联线路上的热脱装置。
106.压敏电阻mov3\压敏电阻mov5是相线l与地线pe之间的第一级防护主泄流器件。
107.压敏电阻mov4\压敏电阻mov6是零线n与地线pe之间的第一级防护主泄流器件。
108.放电管gdt2是相线l与地线pe及零线n与地线pe之间的第一级防护主泄流器件。
109.旁路触发器act2是放电管gdt2的触发结构。
110.电感l1是相线l的退耦器件，电感l2是零线n的退耦器件，电感l3是地线pe的退耦器件。
111.电流保险丝f3是过载保护及后端短路保护。
112.温度保险丝f4、温度保险f5(对应热脱扣)、瞬间抑制二极管d1\d2\d3\d4、电阻r1\r2\r3\r4、压敏电阻mov7\mov8及单向可控硅vt1\vt2组成相线l与零线n之间的第二级防护。
113.温度保险丝(对应热脱扣)f4\f5相线l与零线n之间的第二级防护热脱扣装置。
114.瞬间抑制二极管d1\d2及电阻r1\r2是单向可控硅vt1的触发结构。
115.瞬间抑制二极管d3\d4及电阻r3\r4是单向可控硅vt2的触发结构。
116.压敏电阻mov7\mov8相线l与零线n之间的第二级防护主泄流器件同时也是向可控硅vt1\vt2关断器件。
117.单向可控硅vt1\vt2相线l与零线n之间的第二级防护主泄流器件。
118.温度保险丝(或对应热脱扣装置)f6\f7、瞬间抑制二极管d5\d6\d7\d8、电阻r5\r6\r7\r8、压敏电阻mov9\mov10及单向可控硅vt3\vt4组成零线n与地线pe之间的第二级防护。
119.温度保险丝(对应热脱扣)f6\f7零线n与地线pe之间的第二级防护热脱扣装置。
120.瞬间抑制二极管d5\d6及电阻r5\r6是单向可控硅vt3的触发结构。
121.瞬间抑制二极管d7\d8及电阻r7\r8是单向可控硅vt4的触发结构。
122.压敏电阻mov9\mov10零线n与地线pe之间的第二级防护主泄流器件同时也是向可控硅vt3\vt4关断器件。
123.单向可控硅vt3\vt4零线n与地线pe之间的第二级防护主泄流器件。
124.温度保险丝(或对应热脱扣装置)f8\f9、瞬间抑制二极管d9\d10\d11\d12、电阻r9\r10\r11\r12、压敏电阻mov11\mov12及单向可控硅vt5\vt6组成相线l与地线pe之间的第二级防护。
125.温度保险丝(对应热脱扣)f8\f9相线l与地线pe之间的第二级防护热脱扣装置。
126.瞬间抑制二极管d9\d102及电阻r9\r10是单向可控硅vt5的触发结构。
127.瞬间抑制二极管d11\d12及电阻r11\r12是单向可控硅vt6的触发结构。
128.压敏电阻mov11\mov12相线l与地线pe之间的第二级防护主泄流器件同时也是向可控硅vt5\vt6关断器件。
129.单向可控硅vt5\vt6相线l与地线pe之间的第二级防护主泄流器件。
130.电阻r13、电容c1\c2、二极管d13及发光管led1是输出电源指示灯回路。
131.可以理解，上述电路实施例中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。
132.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种浪涌防护电路，其特征在于，包括：退耦电路、第一级防护电路和第二级防护电路；所述第一级防护电路和所述第二级防护电路用于设置在第一进线和第二进线之间；所述退耦电路包括n个退耦单元，n＞1；每条所述进线上均串设有一所述退耦单元且所述退耦单元位于所述第一级防护电路和所述第二级防护电路之间，以用于分隔所述第一级防护电路与所述第二级防护电路；所述浪涌防护电路用于在输入浪涌信号时，通过所述第一级防护电路进行第一级保护钳位，待剩余残压信号经所述退耦电路传入所述第二级防护电路，通过所述第二级防护电路进行第二级保护钳位。2.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，还包括熔断器，若进线为火线或零线时，所述退耦单元与所述第二级防护电路之间的所述进线上串设一熔断器。3.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第二级防护电路包括第一结构电路和熔断器模块；所述熔断器模块和所述第一结构电路串联设置；所述第一结构电路包括tvs管模块、第一电阻、第二电阻、压敏电阻和可控硅；所述tvs管模块的一端连接所述第一结构电路的输入端；所述tvs管模块的另一端通过所述第一电阻连接所述可控硅的门极；所述tvs管模块的另一端还通过所述第二电阻连接所述第一结构电路的输出端；所述压敏电阻的一端连接所述第一结构电路的输入端，所述压敏电阻的另一端连接所述可控硅的阳极；所述可控硅的阴极连接所述第一结构电路的输出端。4.根据权利要求3所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第二级防护电路还包括第二结构电路；所述第二结构电路与所述第一结构电路反向并联连接，且与所述第一结构电路结构相同；其中，所述第二结构电路中所述可控硅的阴极连接所述第一结构电路的输入端；所述可控硅的阳极通过所述压敏电阻连接所述第一结构电路的输出端，以实现双向防护浪涌信号。5.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，还包括指示电路，若所述第一进线和所述第二进线分别对应为火线和零线时：所述指示电路用于设置在火线和零线之间；所述指示电路包括串联设置的分压电阻电容组合和二极管组合；所述二极管组合包括并联设置的二极管和发光二极管。6.根据权利要求1至5任一项所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第一级防护电路包括压敏电阻组合、触发器及放电管；若所述浪涌防护电路连接在火线与零线之间：第一级防护电路还包括热脱扣；所述热脱扣的一端连接所述第一进线，所述热脱扣的另一端依次通过所述压敏电阻组合、所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合与所述触发器连接的一端还通过所述放电管连接所述第二进线；若所述浪涌防护电路连接在火线与地线或者零线与地线之间：所述压敏电阻组合的一端连接所述第一进线，所述压敏电阻组合的另一端通过所述触发器连接所述第二进线，所述压敏电阻组合的另一端还通过所述放电管连接所述第二进线。7.根据权利要求6所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述压敏电阻组合的电路结构依据所述浪涌防护电路防护对象的通流能力和工作电压而确定；所述触发器包括串联设置的分压电阻与tvs管组合。
8.一种浪涌保护系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的浪涌防护电路；当接入单相两线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线和零线之间；当接入单相三线制电路时，所述浪涌防护电路设置于火线、零线和地线中的任意两线组合之间。9.一种全模浪涌保护系统，其特征在于，包括三组如权利要求1至7任一项所述的浪涌防护电路；当接入单相三线制电路时，第一组浪涌防护电路设置于火线和零线之间；第二组浪涌防护电路设置于火线和地线之间；第三组浪涌防护电路设置于零线和地线之间。10.根据权利要求9所述的全模浪涌保护系统，其特征在于，若所述第一级防护电路包括压敏电阻组合、触发器及放电管时，所述第二组浪涌防护电路和所述第三组浪涌防护电路复用一组触发器和放电管；其中，所述第二组浪涌防护电路中的压敏电阻组合和所述第三组浪涌防护电路中的压敏电阻组合均通过复用的触发器连接所述地线，且均还通过复用的放电管连接所述地线。

技术总结
本申请涉及浪涌防护技术领域，公开了一种浪涌防护电路、浪涌防护系统及全模浪涌防护系统，包括退耦电路、第一级防护电路和第二级防护电路；所述第一级防护电路和所述第二级防护电路设置在第一进线和第二进线之间；所述退耦电路包括N个退耦单元；每条所述进线上均串设有一所述退耦单元且所述退耦单元位于所述第一级防护电路和所述第二级防护电路之间，以用于分隔所述第一级防护电路与所述第二级防护电路；所述浪涌防护电路用于在输入浪涌信号时，通过所述第一级防护电路进行第一级保护钳位，待剩余残压信号经所述退耦电路传入所述第二级防护电路，通过所述第二级防护电路进行第二级保护钳位。由此，本申请可以有效承受KA级的雷电通流抑制。的雷电通流抑制。的雷电通流抑制。


技术研发人员：沈能武 王炎林
受保护的技术使用者：深圳市瑞隆源电子有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/4