[實(shí)用新型]一種過(guò)壓防護(hù)模塊及用電設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720396716.7
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN206673575U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸?zhàn)埖?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陸?zhàn)埖?/a>
• 主分類號(hào): H02H9/04
• 分類號(hào): H02H9/04
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44414
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電源過(guò)壓保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種過(guò)壓防護(hù)模塊及用電設(shè)備。

背景技術(shù)

雷擊過(guò)壓經(jīng)常以線纜傳導(dǎo)或者電磁感應(yīng)的方式由低壓供電線纜侵入設(shè)備的電源端口，對(duì)電源部分的元器件造成過(guò)壓過(guò)流沖擊，因此幾乎所有用電設(shè)備的電源端口都采取了一定程度的防雷措施，抵御這種雷擊過(guò)壓的威脅。最典型的防雷措施是采用一個(gè)氧化鋅壓敏電阻(Metal Oxide Varistor，以下稱：MOV) 并聯(lián)在電源口兩端，以旁路泄放雷擊電流，同時(shí)利用壓敏電阻的非線性I-V特性抑制雷擊電壓的升高，保護(hù)電源端口的元器件。這種簡(jiǎn)單的防雷方式對(duì)于多數(shù)設(shè)備來(lái)說(shuō)是適用、安全的，但是并非所有設(shè)備都可以采用如此簡(jiǎn)單的防雷方式，因?yàn)殡娐吠負(fù)浣Y(jié)構(gòu)不同的電源類型對(duì)瞬態(tài)過(guò)壓的耐受水平差異很大，比如取消了高壓儲(chǔ)能電容的各種升壓降壓電路對(duì)雷擊過(guò)壓就相當(dāng)敏感，需要采用復(fù)雜的兩級(jí)甚至三級(jí)防雷電路有效地抑制雷擊殘余電壓。

傳統(tǒng)的防雷電路只采用單一種類的鉗位型防雷元件(即壓敏電阻)進(jìn)行防護(hù)，由于壓敏電阻的直流動(dòng)作電壓受到設(shè)備最大運(yùn)行電壓的要求與限制，無(wú)法隨意降低，因此降低雷擊殘壓的唯一途徑就是減小壓敏電阻的雷擊電流密度，比如增大壓敏電阻的直徑或者增加雷擊防護(hù)電路的級(jí)數(shù)，都可以降低末級(jí)壓敏電阻的雷擊電流密度。但是，對(duì)相同動(dòng)作電壓的壓敏電阻而言，即使將Ф10的壓敏電阻更換成Ф20的壓敏電阻，其雷擊電流密度也僅僅相差4～5倍(即Ф20 的壓敏電阻的刷銀面積約為Ф10的壓敏電阻刷銀面積的4～5倍)，這種雷擊電流差值所帶來(lái)的雷擊殘壓差別很小。比如3KV的1.2/50uS雷擊電壓在10D51IK 的壓敏電阻上形成的沖擊電流密度約為2KA/cm²,雷擊殘壓約為1000Vp；如果將10D511K更換為20D511K，則沖擊電流密度降為500A/cm²,雷擊殘壓將為 800Vp，也就是說(shuō)，即使將壓敏電阻的閥片直徑增大1倍，雷擊殘壓也只能降低約20％。因此僅僅降低壓敏電阻的雷擊電流密度，是無(wú)法將雷擊殘壓大幅度減小的。

受到設(shè)備最大運(yùn)行電壓的制約，傳統(tǒng)防雷方案中的壓敏電阻的直流動(dòng)作電壓不能隨意降低，對(duì)于額定工況條件為220V_AC±30％的設(shè)備而言，防雷壓敏電阻的動(dòng)作電壓需要大于490V_DC，實(shí)際應(yīng)用中通常選用510V_DC動(dòng)作電壓的壓敏電阻進(jìn)行防雷，對(duì)常用的小型壓敏電阻10D511K(即直徑為10mm壓敏電壓為 510VDC)進(jìn)行測(cè)試，其在不同雷擊電流下的殘壓水平如下表所示：

以上測(cè)試表明，采用傳統(tǒng)的單純的壓敏電阻防雷設(shè)計(jì)，即使能夠?qū)⒛┘?jí)壓敏電阻的雷擊電流抑制到50～100A的水平，其雷擊殘壓也會(huì)達(dá)到800Vp以上水平，雷擊殘壓比在1.6～2.0的水平。可見傳統(tǒng)的依靠單純壓敏電阻防雷的方案，對(duì)雷擊殘壓制約最大的因素就是壓敏電阻的動(dòng)作電壓。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種過(guò)壓防護(hù)模塊，旨在解決傳統(tǒng)的壓敏電阻防雷設(shè)計(jì)方案無(wú)法解決的壓敏電阻漏電流偏大與壓敏電阻輸出殘壓偏高的對(duì)立矛盾的問題。

本實(shí)用新型提供了一種過(guò)壓防護(hù)模塊，包括固體放電管、壓敏電阻與正溫度系數(shù)的熱敏電阻，所述熱敏電阻的閥片和所述壓敏電阻的閥片均具有兩個(gè)相對(duì)的表面電極，其中：

所述熱敏電阻閥片的第一表面電極與所述壓敏電阻閥片的第一表面電極以高導(dǎo)熱導(dǎo)電物質(zhì)電氣連接，并引出模塊的輸出引腳；所述熱敏電阻閥片的第二表面電極作為模塊的輸入引腳；所述固體放電管的第一電極與所述壓敏電阻閥片的第二表面電極電氣連接，所述固體放電管的第二電極作為模塊的公共引腳。

優(yōu)選地，還包括一電容器，所述電容器與所述壓敏電阻并聯(lián)電氣連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，還包括高導(dǎo)熱包封層，所述高導(dǎo)熱包封層將所述固體放電管、壓敏電阻和熱敏電阻包封在內(nèi)。

優(yōu)選地，所述固體放電管的第一電極與所述壓敏電阻閥片的第二表面電極電氣連接，且所述固體放電管緊貼于所述壓敏電阻閥片的第二表面電極。

在另一個(gè)實(shí)施例中，還包括高導(dǎo)熱包封層和一金屬引出電極，所述高導(dǎo)熱包封層將所述壓敏電阻和熱敏電阻包封在內(nèi)，所述金屬引出電極與所述壓敏電阻閥片的第二表面電極電氣連接且至少部分外露于所述高導(dǎo)熱包封層。

優(yōu)選地，所述固體放電管的第一電極與所述金屬引出電極的外露部分電氣連接。

優(yōu)選地，所述高導(dǎo)熱包封層為有機(jī)硅樹脂層。