[實用新型]一種用于浪涌保護的帶觸發端空氣放電氣隙裝置

有效

• 申請號: 201320687374.6
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN203589721U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 徐大鵬
• 申請（專利權）人: 徐大鵬
• 主分類號: H02H9/06
• 分類號: H02H9/06
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本實用新型涉及電子及電器設備技術領域，更具體地說，涉及一種用于浪涌保護的帶觸發端空氣放電氣隙裝置。

背景技術

防雷擊、防浪涌是目前電子電器設備安全應用領域的一個重點技術方向。特別是對于電子電器設備本身的電源系統的防雷擊和防浪涌要求，在相關設備領域已經建立了相關的國際和國家標準。如何滿足這些標準，成為了這些設備領域內的設計、生產、裝配、應用的重要課題。

雷擊和浪涌的主要表現就是在極短的時間內，在傳輸導體上出現一個快速變化的高電壓、大電流能量沖擊，其瞬時功率可以達到數百到數千千瓦，甚至數十兆瓦的水平。當這些能量沖擊直接作用于電子電器設備內的元件上的時候，相關元件無法承受這樣大的能量沖擊而出現損毀，從而導致設備損壞，甚至出現連鎖事故，例如擊穿設備絕緣保護，出現漏電人身傷害事故等。

雷擊和浪涌的表現方法又有共模沖擊和差模沖擊兩種模式。所謂差模沖擊，是指在傳輸導體回路上產生的沖擊，其典型表現就是在電力輸入和火線和零線之間產生的高電壓、大電流沖擊；而共模沖擊則是指發生在傳輸導體回路和某個公共基準參考點之間的沖擊，例如在火零線和公共保護地之間產生的高電壓、大電流沖擊。差模沖擊主要對設備輸入級產生嚴重威脅，而共模沖擊則可能擊穿設備絕緣保護，導致設備內部漏電或外殼漏電，從而帶來危險。

為此，人們研究了很多雷擊和浪涌防護方案來避免其危害，目前最為常見的電源輸入防雷單元是采用壓敏電阻吸收元件和氣體放電管組成的防護單元，對共模雷擊和差模雷擊進行防護。圖1所示即為最常見的電路方案。

在圖1所示方案中，壓敏電阻MOV1、MOV2和氣體放電管GDT構成共模防護單元，壓敏電阻MOV3則承擔差模防護功能。該方案的優點是電路簡單，易于實現，成本低。其共模沖擊保護的工作原理是當共模浪涌沖擊來臨時，保護地線（E）與火線（L）、或零線（N）之間的高壓將GDT擊穿，使其進入短路狀態，壓敏電阻MOV1和MOV2進入箝位狀態，吸收強大的沖擊電流，并將L、N對E的電壓箝制在比較低的水平，從而實現對后級設備的共模保護。

但該方案同時也存在相當明顯的缺點，在共模防護方面主要表現在：

浪涌保護啟動所要求的放電電壓與安全規定所要求的耐壓測試電壓存在矛盾。這個電路的共模保護啟動電壓是由壓敏電阻箝位電壓和氣體放電管的擊穿電壓之和決定的，氣體放電管的擊穿分成直流擊穿和脈沖擊穿兩種條件，一般來說，脈沖擊穿電壓要比直流擊穿電壓高數百伏到上千伏。這就出現了一個問題，對于一般電器來說，安全規范中的絕緣強度指標要求輸入端的火線（L）、零線（N）與保護地線（E）之間能夠承受一定的直流電壓或交流電壓，這個直流電壓按安全級別分成若干檔次，典型的電子電氣設備要求在數千伏左右，例如3000V。按這個要求選擇的壓敏電阻和GDT組合必須保證在3000V的直流電壓下維持數十秒到幾分鐘的時間，而且要保證其漏電流在毫安級以下。

這樣一來，就會使得共模浪涌保護的啟動電壓提升到4KV以上。因為浪涌沖擊是一個寬度在幾十微秒到幾百微妙的脈沖信號，滿足3KV直流耐壓測試要求的壓敏電阻和GDT組合所對應的脈沖擊穿電壓往往需要4KV甚至更高。這樣一來，低于4KV的浪涌沖擊無法擊穿GDT，也就無法實現共模浪涌保護功能，但這個幅度的浪涌沖擊可能會對設備電路產生嚴重威脅。

為解決此問題，以往的帶上述共模防雷電路的產品在進行安規測試時，需要將GDT斷開，但新的安全規定要求已經不允許進行這樣的操作。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種用于浪涌保護的帶觸發端空氣放電氣隙裝置，具備較高的可靠性，并且可以實現直接吸收消耗大部分的雷擊或浪涌能量，使得饋入目標設備的殘余能量明顯降低。同時，能夠及時并可靠動作，縮短目標設備電源輸入端的沖擊承受時間。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為：一種用于浪涌保護的帶觸發端空氣放電氣隙裝置，包括：浪涌吸收電路、觸發放電氣隙、觸發電路和主放電氣隙；其中：

所述浪涌吸收電路分別與所述觸發放電氣隙、觸發電路和主放電氣隙電連接；

所述觸發放電氣隙分別與所述浪涌吸收電路、觸發電路和主放電氣隙電連接；

所述觸發電路分別與所述浪涌吸收電路、觸發放電氣隙和主放電氣隙電連接；

所述主放電氣隙分別與所述浪涌吸收電路、觸發放電氣隙和觸發電路電連接。

優選地，所述浪涌吸收電路包括：第一箝位吸收元件和第二壓箝位吸收元件；

所述觸發放電氣隙包括：觸發電極和第一主電極；