[實用新型]浪涌電壓抑制電路

有效

• 申請號: 201220742524.4
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN203056572U
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 黃長清
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本實用新型屬于航空器電子設備領域，具體的說屬于保護電路領域。

背景技術

一般來說，現有的飛機存在兩種供電系統，即交流供電系統以及直流供電系統，這是由飛機供電的特性決定的。對于這兩種供電系統均存在瞬態浪涌電壓，而對于用電設備來說則必須具備抑制這種瞬態浪涌電壓的能力，因此對機載設備電源的設計提出了更高的要求，同時也增加了設計難度。

GJB181-86《飛機供電特性及對用點設備的要求》對直流28V用電設備做了如下要求：

用電設備應經受五次過壓浪涌，兩次過壓浪涌之間的時間間隔為1分鐘。每次過壓浪涌的方法為：首先用電設備在正常穩態電壓下供電，然后使用電設備輸入電壓增加到80V,持續時間50毫秒，最后輸入電壓恢復到正常穩態電壓，過壓浪涌后，用電設備不應發生故障。即要求用電設備能夠承受80V，50毫秒的浪涌電壓。

GJB181A-2003《飛機供電特性》對直流28V用電設備做了如下要求：

在供電系統非正常工作期間，關鍵飛行設備和重要任務設備的輸出性能應符合其專用規范的要求。只要重要任務設備和一般任務設備的專用規范對供電系統非正常工作狀態沒有規定要求，則對其不作性能要求，但不影響在隨后正常供電條件下的工作性能。在供電系統恢復正常工作時，各類用電設備應自動恢復規定的性能。直流28V供電系統非正常工作時其過壓極限為50V，50毫秒。即要求用電設備能夠承受50V，50毫秒的浪涌電壓。

目前對于這種浪涌電壓的抑制有如下幾種技術：

（1）使用氣體放電管來抑制浪涌電壓。氣體放電管是一種冷陰極放電管，管內充有惰性氣體。氣體放電管在電路中和被保護的設備并聯。沒有浪涌電壓時，放電管的阻抗非常大，不會導通。當浪涌電壓侵入時，放電管里的氣體分子發生電離，產生出自由電子和正離子，這時氣體就變得能導電了。此時，管壓降下降，使設備兩端電壓降低，這樣給浪涌電壓提供了泄放通路，保護設備或系統免受雷電過電壓的損壞。氣體放電管對浪涌抑制波形如圖1所示。

放電管允許的放電電流值和放電時間有關。電流愈大，不損壞放電管所允許的放電時間就愈短。放電后，放電管要經過一段所謂恢復時間才能恢復原來的特性，放電電流愈小，放是時間愈短，則恢復時間也愈短。氣體放電管由于氣體放電的特性，所以，它的浪涌吸收能力較大，可大于10kA（幾十微秒），但它對浪涌電壓響應速度較低。

（2）使用壓敏電阻進行浪涌抑制。用于網絡避雷器、信號避雷器的氧化鋅壓敏電阻與低壓電源避雷器所采用氧化鋅壓敏電阻抑制浪涌電壓的原理和作用相同，但由于兩者被保護對象的耐壓和抗浪涌能力不同，所以網絡避雷器、信號避雷器選用的氧化鋅壓敏電阻的壓敏電壓值和通流容量值就比較低。壓敏電阻主要用于交流輸入浪涌電壓的抑制。

（3）使用雪崩二極管進行浪涌抑制。雪崩二極管（硅瞬變電壓吸收二極管）是利用PN結方反向擊穿電壓基本不隨其電流而變化這一特性，來達到電壓箝位目的。其特點是在瞬間高能量沖擊下，能以極高的速度改變本身的阻抗，由高阻變到低阻，從而吸收浪涌電流。將管子兩端電壓箝制在允許的電壓值上，保護了電路和設備的安全。

硅雪崩二極管具有較快的響應速度，殘留尖峰小，抑制效果好。同時，浪涌過后能自行恢復，沒有延時時間，但它承受浪涌能力比氣體放電管低。

????（4）使用固體放電管進行浪涌抑制。固體放電管是一種新型的浪涌抑制器件，它是基于晶閘管的原理和結構的二端負阻器件。固體放電管的工作狀態如同一個開關，沒有浪涌時，其漏電流I_DRM極?。ǎ?μA），對系統無影響。一旦浪涌侵入，大于其斷態峰值電壓U_DRM時，產生雪崩效應；當浪涌電流超過開關電流I_S，其電壓即為導通電壓U_T（＜5V），浪涌電流就此旁路，實現了能量轉移，從而保護了電子設備。浪涌之后，當電流降到最小維持電流I_H值之下時，固體放電管自然恢復，回于阻斷狀態。

????對于機載用電設備，由于要考慮環境要求，振動要求以及尺寸要求等，目前現有技術還不是很適合用于機載小型化設備的浪涌抑制。

實用新型內容

為了在機載設備上更好的抑制浪涌，本實用新型采用在直流母線上串聯低阻抗電阻或者電感以及和在直流母線上并聯瞬變電壓抑制二極管相結合的方式進行浪涌抑制，專用于機載直流28V小功率用電設備的浪涌抑制。具體方案如下：

????浪涌電壓抑制電路，包括在電壓的輸入端設置電阻或電感，以及瞬態電壓抑制二極管。上述電阻或電感與瞬態電壓抑制二極管采取并聯的方式連接。