一种带多级保护电路的脉冲放大模件的制作方法

1.本实用新型涉及一种带多级保护电路的脉冲放大模件，属于电路保护技术领域。


背景技术：

2.目前现代大中型发电机的励磁系统普遍采用可控硅整流的励磁方式，发电机运行时，由励磁系统将励磁电源的交流电整流为直流电输送到发电机的励磁绕组上。对于可控硅整流的静止励磁方式，由励磁调节装置采集励磁电源交流电压的过零点，按照计算的导通角时序发出触发脉冲，控制可控硅的整流工作。
3.脉冲放大模件位于励磁装置内，在上述工作流程中的作用主要是将励磁调节装置内部的5v脉冲信号进行调理隔离放大为24v脉冲信号，经现场脉冲总线发送到可控硅整流单元，对可控硅进行准确可靠地触发控制。
4.由于脉冲放大模件对外脉冲总线回路电压等级为24v，通常在设计上按照弱电信号回路进行处理，内部电路元器件的耐压隔离性能也较弱。对现场各种电磁信号的干扰或雷击的浪涌冲击的应对保护措施都较为简单，包括回路对地设置电容，回路之间设置一级吸能器件等措施，实际应用中由于器件功率较小，效果有限，难以满足更高等级的电磁兼容试验要求，面对恶劣现场电磁干扰环境时易出现不可预测的器件损坏。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种带多级保护电路的脉冲放大模件，在脉冲回路中设置抗电磁干扰、浪涌抑制和过压保护器件，提高脉冲放大模件的整体防护能力。
6.为达到上述目的，本实用新型提供一种带多级保护电路的脉冲放大模件，包括脉冲放大电路和保护电路，所述保护电路串接在脉冲放大电路和现场脉冲总线之间；
7.所述保护电路包括自现场脉冲总线向脉冲放大电路方向依次并联的第一保护层级、第二保护层级、第三保护层级和第四保护层级；
8.所述第一保护层级包括放电管，所述放电管的两端分别连接两脉冲信号线；
9.所述第二保护层级包括压敏电阻，所述压敏电阻的两端分别连接两脉冲信号线；
10.所述第三保护层级包括瞬态二极管，所述瞬态二极管的两端分别连接两脉冲信号线；
11.所述第四保护层级包括安规电容，所述安规电容的两端分别连接两脉冲信号线。
12.进一步地，所述放电管的两个端极分别连接两信号线，所述放电管的中间极接地。
13.进一步地，所述第二保护层级还包括抑制电感，用于抑制电流突变、平滑滤波。
14.进一步地，两所述脉冲信号线中均设置抑制电感，各所述抑制电感的一端连接第一保护层级，各所述抑制电感的另一端分别连接压敏电阻的两端。
15.进一步地，所述瞬态二极管为双向瞬态抑制二极管。
16.进一步地，所述第三保护层级还包括热敏电阻，所述热敏电阻为正温度系数热敏
电阻，用于限制电流。
17.进一步地，各所述脉冲信号线中均设置热敏电阻，各所述热敏电阻的一端均与第二保护层级连接，各所述热敏电阻的另一端均分别连接瞬态二极管的两端。
18.进一步地，所述安规电容包括并联的x电容和y电容，所述x电容的两端分别连接两脉冲信号线。
19.进一步地，所述y电容设置两个，两所述y电容的一端分别连接两脉冲信号线，两所述y电容的另一端均接地。
20.本实用新型所达到的有益效果：
21.本实用新型在脉冲放大电路和现场脉冲总线之间设置多级保护多级保护电路，包括抗电磁干扰、浪涌抑制和过压保护器件，对脉冲放大电路进行保护，可有效防止现场脉冲总线在屏柜外长距离布线时容易受到现场各种电磁信号的干扰或雷击浪涌的冲击，提高了脉冲放大模件的工作可靠性，保证了发电机励磁系统的稳定运行。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的一种带多级保护电路的脉冲放大模件的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的一种带多级保护电路的脉冲放大模件中多级保护电路的结构示意图。
24.图中：100、脉冲放大模件；200、脉冲放大电路；300、保护电路；310、放电管；320、抑制电感；330、压敏电阻；340、热敏电阻；350、瞬态二极管；360、x电容；370、y电容。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、
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底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.本实用新型实施例提供的一种带多级保护电路的脉冲放大模件，脉冲放大模件100的一端接受待放大的脉冲信号，脉冲放大模件100的另一端输出放大后的脉冲信号，脉
冲放大模件100输出的放大后的信号通过现场脉冲总线输出至可控硅整流单元，本实用新型的实施例中，如图1和图2所示，脉冲放大模件100包括脉冲放大电路200和保护电路300，脉冲放大电路200与保护电路300串接，脉冲放大电路200的一端接受待放大的脉冲信号，并将脉冲信号放大后传输至保护电路300，保护电路300接收放大后的脉冲信号，并通过现场脉冲总线将放大后的脉冲信号输送至可控硅整流单元。
29.本实用新型的实施例中，现场脉冲总线连接脉冲放大模件100和可控硅整流单元的脉冲变压器模块，对于可控硅整流的静止励磁方式，励磁电源为交流三相电源，脉冲电源规格取24v，现场脉冲总线共包括6组，每组两根信号线，分别为：脉冲电源24v～脉冲 a、脉冲电源24v～脉冲-a、脉冲电源24v～脉冲 b、脉冲电源24v～脉冲-b、脉冲电源24v～脉冲 c和脉冲电源24v～脉冲-c。保护电路300串接在脉冲放大电路200和现场脉冲总线之间，每组的两根信号线中均设置保护电路300，各保护电路300设置多级，各保护电路300包括自现场脉冲总线向脉冲放大电路200方向依次并联的第一保护层级、第二保护层级、第三保护层级和第四保护层级，本实用新型中通过设置多个保护层级，配置抗电磁干扰、浪涌抑制和过压保护器件，进而提高脉冲放大模件100的整体防护能力。
30.鉴于雷击或浪涌等强电磁干扰信号从现场总线传输至脉冲放大模块时电流和电压大，破坏性强，本实用新型实施例优选保护电路300的第一保护层级设置放电管310，本实用新型实施例中优选用气体三级放电管，放电管310的两个端极分别连接每组中的两根信号线，放电管310的中间极接地，放电管310的保护规格值依据脉冲放大电路200的耐压强度选取，当外部未输入干扰时，放电管310的为绝缘状态，当输入的外部干扰电压超出放电管310的保护规格值时，放电管310两级之间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，此时便会产生弧光放电泄放电流，导通后放电管310两级之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平，从而保护后续保护电路300中的元器件和脉冲放大电路200免受过压损坏。
31.本实用新型的实施例中，保护电路300的第二级包括压敏电阻330，压敏电阻330的两端分别连接两个信号线，压敏电阻330并联脉冲放大电路200和放电管310设置，当外界不存在雷击或浪涌等干扰信号，或干扰信号未干扰到脉冲放大模块时，压敏电阻330上的电压小于其阈值，流过其上的电流极小，压敏电阻330相当于开路，当外界干扰信号侵入到脉冲放大模块时，外界干扰从现场脉冲总线经放电管310后进入压敏电阻330，当干扰电压超过压敏电阻330阈值后，压敏电阻330的阻值会变小，这样就使得流过压敏电阻330的电流激增，从而减小外界干扰带来的高电压影响，对电压进行箝制，吸收能量，保护电路300免受外界过电压的危害。
32.本实用新型的实施例中，保护电路300的第二保护层级还包括分别设置于两信号线中的两抑制电感320，各抑制电感320的一端连接放电管310，各抑制电感320的另一端分别连接压敏电阻330的两端，外界雷击或干扰信号通过现场脉冲总线后进入脉冲放大模件100，虽然放电管310的通流量大，但其响应速度比压敏电阻330慢，在不加电感的时候就会出现放电管310还没有响应，压敏电阻330就开始响应，这时压敏电阻330便会因为流通量比较小被烧坏，同时，由于放电管310响应较慢，对于波头陡度较大的干扰电波难以有效抑制，所以增加抑制电感320，以抑制突变的电流，在浪涌来袭时，使放电管310先工作，去抵抗袭来的高电压，然后留到后级的电压便是放电管310上的残压，这种残压是压敏电阻330可接
受的，以达到抑制高频电流和平滑滤波的作用。
33.本实用新型的实施例中，保护电路300的第三保护层级包括一个瞬态二极管350，瞬态二极管350的两端分别连接每组两根信号线，瞬态二极管350分别与压敏电阻330和放电管310并联，本实用新型实施例中瞬态二极管350选用双向瞬态抑制二极管，在不存在雷击、浪涌等干扰电流的情况下，双向瞬态抑制二极管内部两级间为高阻抗状态，当受到雷击、浪涌等干扰信号带来的高于其阈值的瞬态尖峰电压时，双向瞬态抑制二极管被瞬态尖峰电压击穿，双向瞬态抑制二极管产生崩溃抑制瞬态电压，双向瞬态抑制二极管由高阻抗状态变为低阻抗状态，为瞬态电流提供一个超低电阻通路，让瞬态电流透过双向瞬态抑制二极管被引开，避开被保护元件。
34.本实用新型的实施例中，保护电路300的第三保护层级还包括两分别设置于两信号线中的热敏电阻340，各热敏电阻340的一端连接抑制电感320，各热敏电阻340的另一端连接瞬态二极管350，当由于雷击、浪涌等干扰出现大电流时，由于电流的升高，会导致热敏电阻340的热量增加，为限制电流，保护其后续电路，本实用新型的实施例优选使用正温度系数的热敏电阻，当电流增大时，热敏电阻340温度升高，其电阻亦随之升高，可抑制雷击、浪涌等干扰带来的大电流，保护后续电路的安全。
35.本实用新型的实施例中，保护电路300的第四保护层级包括安规电容，用于对干扰进行滤波，安规电容包括x电容360和y电容370，x电容360的两端分别连接每组的两根信号线，y电容370设置两个，两个y电容370的一端分别连接每组的两根信号线，两y电容370的另一端均接地。
36.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。