一种电源浪涌保护器的制作方法

1.本发明涉及提供安全防护的电子装置技术领域，尤其涉及一种电源浪涌保护器。


背景技术：

2.浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
3.浪涌保护器，适用于交流50/60hz，额定电压220v至380v的供电系统中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求。
4.现有技术的浪涌保护器一般分为开关型、限压型、分流型和扼流型这几种。上述几种保护器各有优劣，任何一种保护器都无法提供充分的浪涌保护，浪涌保护方式单一，无法做到全面的防护要求。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种电源浪涌保护器，采用多种浪涌保护器件组合方式，具体为四种不同的四级浪涌保护电路，结构简单轻便，响应时间快，工作稳定可靠，能够全面的对电器设备进行保护。
6.本发明实施例的技术方案是这样实现的：
7.本发明实施例提供了一种电源浪涌保护器，所述保护器包括第一保护模块、第二保护模块和第三保护模块，所述第一保护模块、所述第二保护模块和所述第三保护模块依次并联在一起；
8.所述第一保护模块用于对超出设计能量的浪涌脉冲进行熔断保护；
9.所述第二保护模块用于抑制高频脉冲干扰；
10.所述第三保护模块用于抑制低于400vp以下的脉冲干扰；
11.所述保护器还包括设置在其pcb板的铜层电路之间的放电间隙。
12.优选的，所述保护器还包括两个接线端子，分别为左端子和右端子，所述第一保护模块、所述第二保护模块和所述第三保护模块依次并联在所述左端子和所述右端子之间；
13.两个所述接线端子均包括三个接口，分别为l口、p口和n口，所述左端子的n口与所述右端子的n口相连，所述左端子的l口与所述右端子的l口相连。
14.优选的，所述第一保护模块包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和保险丝，所述第一压敏电阻并联在所述左端子的l口和p口之间，所述第二压敏电阻并联在所述左端子的p口和n口之间，所述第三压敏电阻并联在所述左端子的l口和n口之间，所述保险丝串联在所述第一压敏电阻与所述左端子的l口之间的线路上。
15.优选的，所述第二保护模块包括第一电容和电感，所述第一电容和所述电感均分别并联在所述左端子的l口和n口之间。
16.优选的，所述第三保护模块包括第二电容、第三电容和第四电容，所述第二电容并联在所述左端子的l口和n口之间，所述第三电容并联在所述右端子的l口和p口之间，所述第四电容并联在所述右端子的p口和n口之间。
17.优选的，所述放电间隙为4.5mm-6.5mm的放电间隙。
18.优选的，所述放电间隙为5.5mm的放电间隙。
19.上述实施例所提供的，本实施例所提供的浪涌保护器具备四级保护电路，能够全面的对电器设备进行保护，同时，电路结构简单有效使得反应时间快、工作稳定可靠和成本低。
附图说明
20.图1为本发明实施例所提供的保护器的电路原理图；
21.图2为本发明实施例所提供的保护器的pcb板的铜层电路之间结构示意图；
具体实施方式
22.为了使本技术领域人员更好地理解本发明方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
23.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据再适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、产品或设备不必限于清楚地列出那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
24.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
27.本发明实施例中提供的一种电源浪涌保护器，属于提供安全防护的电子装置技术领域，应用场景可以为：电子设备的浪涌保护等场景中。可以理解的是，现有技术中，浪涌保护器一般分为开关型、限压型、分流型和扼流型这几种；
28.1、开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等；
29.2、限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等；
30.3、分流型或扼流型
31.分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗；
32.扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗
33.可以看出，上述几种保护器各有优劣，任何一种保护器都无法提供充分的浪涌保护，浪涌保护方式单一，且常规技术如果全面的防护要求一般会用上各种类型的保护器，这样无疑会使得浪涌保护器的体积会做的比较大，成本会更高，且会使得电路的反应时间加长。
34.基于此，如何提供一种结构合理简单、反应快且保护全面的电源浪涌保护器为了亟需解决的技术问题。
35.以下结合附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。
36.参考图1和图2，本发明实施例提供了一种电源浪涌保护器，所述保护器包括第一保护模块、第二保护模块和第三保护模块，所述第一保护模块、所述第二保护模块和所述第三保护模块依次并联在一起；
37.所述第一保护模块用于对超出设计能量的浪涌脉冲进行熔断保护；
38.所述第二保护模块用于抑制高频脉冲干扰；
39.所述第三保护模块用于抑制低于400vp以下的脉冲干扰；
40.所述保护器还包括设置在其pcb板的铜层电路之间的放电间隙。
41.示例性的，当线路上遭到雷击或浪涌干扰时，首先，雷击或浪涌干扰经过第一级采用的pcb制作的电气放电间隙，抑制数万伏共模或差模浪涌电压冲击，共模和差模浪涌脉冲的幅度和能量均大幅度降低，然后，再经过第二级的第一保护模块保护，第一保护模块对超出设计能量的浪涌脉冲进行融断保护，防止损坏后级电路，同时，第一保护模块对差模浪涌电压也有很强的抑制作用，之后，再经过第三级的第二保护模块抑制高频脉冲干扰，最后再经过第四级第的三保护模块低于400vp以下的脉冲干扰，采用多种浪涌保护器件组合方式，能够全面的对电器设备进行保护。
42.在一些实施例中，所述保护器还包括两个接线端子，分别为左端子和右端子，所述第一保护模块、所述第二保护模块和所述第三保护模块依次并联在所述左端子和所述右端子之间；
43.两个所述接线端子均包括三个接口，分别为l口、p口和n口，所述左端子的n口与所述右端子的n口相连，所述左端子的l口与所述右端子的l口相连。
44.在一些实施例中，所述第一保护模块包括第一压敏电阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻和保险丝，所述第一压敏电阻并联在所述左端子的l口和p口之间，所述第二压敏电阻并联在所述左端子的p口和n口之间，所述第三压敏电阻并联在所述左端子的l口和n口之间，所述保险丝串联在所述第一压敏电阻与所述左端子的l口之间的线路上。
45.具体的，在上述实施例中，参考图1，二级采用vr1/vr2/vr3压敏电阻(第一压敏电
阻、第二压敏电阻、第三压敏电阻)配合保险丝f1保护，对差模浪涌电压也有很强的抑制作用，对超出设计能量的浪涌脉冲进行融断保护，防止损坏后级电路。
46.在一些实施例中，所述压敏电阻为金属氧化物压敏电阻。
47.在一些实施例中，所述第二保护模块包括第一电容和电感，所述第一电容和所述电感均分别并联在所述左端子的l口和n口之间。
48.具体的，在上述实施例中，参考图1，三级采用共模电容(第一电容)和电感扼流线圈抑制，抑制高频脉冲干扰。
49.在一些实施例中，所述第三保护模块包括第二电容、第三电容和第四电容，所述第二电容并联在所述左端子的l口和n口之间，所述第三电容并联在所述右端子的l口和p口之间，所述第四电容并联在所述右端子的p口和n口之间。
50.具体的，在上述实施例中，参考图1，四级采用差模/共模(第二电容、第三电容和第四电容)电容，抑制低于400vp以下的脉冲干扰。
51.在一些实施例中，所述电容为emc电容。
52.在一些实施例中，参考图2，所述放电间隙有三个，分别分布在第一电容和压敏电阻附近，具体的位置参考图2，所述放电间隙为4.5mm-6.5mm的放电间隙，优选的，所述放电间隙为5.5mm的放电间隙。
53.在一个具体的实施例中，参考图1-2，本实施例的浪涌保护器的具体工作过程如下：
54.1、当线路上遭到雷击或浪涌干扰时，上万伏的瞬态电压会经过第一级由第一级pcb板上制作的气隙放电装置(放电间隙)，浪涌能量会得到一定成度的泻放，浪涌干扰电压被限制在千伏级以下；
55.2、第二级是由vr1、vr2、vr3三个金属氧化物压敏电阻组成的共模/差模浪涌抑制电路，压敏电阻的峰值浪涌电流是10ka，压敏电压是275vac，可以将(浪涌电流8/20μs)干扰电压抑制在275vac左右，如果浪涌抑制后的电流超过5a，电路中f1快速保险丝会烧断，以保护后级电路的安全；
56.3、电源再经过第三级电路由c1电容(470nf/275v)和l1电感组成的lc抑制网络，它能进一步对4kv以下的浪涌电压进行限流和平滑滤波；
57.4、电源最后经过第四级由c2电容(22nf/275v)c3、c4电容(2.2nf/400v)组成的高频波滤电路，对电路中剩余的高频干扰成份进行滤波，以达到电源保护的目的。
58.总的来说，本实施例所提供的浪涌保护器具备四级保护电路，能够全面的对电器设备进行保护，同时，电路结构简单有效使得反应时间快、工作稳定可靠和成本低。
59.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
60.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围以准。