[實用新型]基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路

有效

• 申請號: 201620683452.9
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN206226396U
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 盧振亞;王瀛洲;鄧騰飛;顏健
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08;H03K17/72
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本實用新型涉及過電壓檢測與開關電路，特別涉及一種基于電壓非線性元件的過電壓檢測與開關電路。

背景技術

由于供電網故障、設備投切、錯相、線路諧振等原因，常會導致供電線路發生工頻過電壓故障，直流供電線路也會因為各種原因導致電壓過高，過高電壓會使用電設備內電子元器件失效，甚至導致火災事故。

采用電壓檢測電路，當檢測電路檢測到電源電壓超過規定電壓時，輸出信號觸發開關使電源斷開，可減少損失，避免發生事故。

現有技術普遍采用運算放大器為基的電壓比較電路對電壓進行檢測，但是這種電路存在下列不足：易受干擾，需要增加抗干擾設計；需要配置直流工作電源；制作成本較高。

實用新型內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種簡單可靠、成本低廉的基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路。

本實用新型利用電壓非線性元件的伏安特性檢測電源電壓，根據電壓高低觸發或關斷處于電源回路的半導體開關器件從而控制回路中的負載通斷。

本實用新型的目的通過以下技術方案實現：

一種基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路，包括半導體開關元件、電壓敏感元件、第一電阻器、第二電阻器、穩壓二極管、電容器和開關；第二電阻器、穩壓二極管和電容器并聯連接，對應穩壓二極管的陰極的并聯端與半導體開關元件的門極或柵極連接，對應穩壓二極管的陽極的并聯端與半導體開關元件陰極或源極連接；第一電阻器與電壓敏感元件串聯連接，串聯的一端與開關一端連接，串聯的另一端與半導體開關元件的門極或柵極連接；負載一端與開關一端連接，負載的另一端與半導體開關元件的陽極或漏極連接；開關的另一端及半導體開關元件的陰極或源極與分別與電源兩端連接。

為進一步實現本實用新型目的，優選地，第一電阻器為限流電阻，選擇的阻值將流過壓敏電阻的導通電流限制在mA數量級范圍以內；當壓敏電阻導通電流達到0.1mA時，第二電阻器上的電壓觸發單向可控硅。

優選地，所述半導體開關元件為單向可控硅、N溝道場效應管或雙向可控硅。

優選地，所述電壓敏感元件為壓敏電阻或雙向瞬態抑制器。

優選地，所述電源端連接交流電源或直流電源。進一步地，所述單向可控硅的耐壓大于所連接的直流電源電壓的兩倍或交流電源電壓峰值的兩倍。進一步優選，所述單向可控硅的耐壓參數為800V。

優選地，所述穩壓二極管采用電壓參數為2.5V的穩壓二極管。

優選地，所述電容器采用0.1～0.5微法電容器。進一步優選所述電容器采用0.22微法電容器。

本實用新型所述半導體開關元件可以采用單向可控硅SCR、雙向可控硅TRIAC，也可以采用場效應管(MOSFET)；電壓非線性元件可以采用氧化鋅壓敏電阻Rv，也可以采用半導體瞬態電壓抑制元件(TVS)。

本實用新型第一電阻R1與電壓非線性元件串聯，第二電阻R2與穩壓二極管D及電容器C并聯并與半導體開關元件連接。如果半導體開關元件為可控硅，則與可控硅的門極和陰極相連；如果半導體開關元件為MOSFET，則與其柵極和源極相連。

本實用新型第二電阻R2作為分壓電阻，穩壓二極管D用作半導體開關元件的保護元件，限制半導體開關元件的觸發電壓或觸發電流，以免觸發電流或電壓過大損壞半導體開關元件。

本實用新型電容器C起抑制干擾作用，減少半導體開關元件誤觸發的發生幾率。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點和有益效果：

本實用新型利用電壓非線性元件的強非線性特性，實現電壓檢測與控制，與現有技術比較，由于省去了運算放大器電路及其所需直流電源，也無需增加抗干擾設計，所以簡化了電路結構，降低了制作成本，縮小了產品體積。

附圖說明

圖1為實施例1的基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路連接示意圖。

圖2為實施例2的基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路連接示意圖。

圖3為實施例3的基于電壓非線性元件的過電壓檢測及開關電路連接示意圖。

具體實施方式

為更好地理解本實用新型，下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步地說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1