專利名稱：電氣接口保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電氣保護(hù)裝置，更具體地說，涉及一種使電氣負(fù)載免遭雷擊及電 壓浪涌破壞的電氣接口保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
由于多種因素，通向被連接設(shè)備的導(dǎo)線中會(huì)出現(xiàn)過電壓峰值，這些因素包括自然 現(xiàn)象如雷暴時(shí)的閃電襲擊，其導(dǎo)致在電源線中產(chǎn)生電源浪涌；或者人為原因如由于部件故 障或者甚至是偶然的短路，導(dǎo)致輸出端的供電突然發(fā)生變化。浪涌會(huì)對(duì)與電源線連接的電 氣設(shè)備產(chǎn)生永久性的破壞，而且對(duì)人類安全也存在重大威脅。如業(yè)內(nèi)所知，漏電保護(hù)器(RCD)的最大問題在于接地漏電斷路器(ELCB)的滋擾跳 閘(nuisance trip)，其或者是因RCD的設(shè)計(jì)缺陷或者是因RCD的安裝缺陷所造成。滋擾跳 閘經(jīng)常由設(shè)備的漏電流引起，或者由因雷擊或者對(duì)地大電流放電所造成的接地電位上升而 引起。這些設(shè)備的使用者要面臨的另外一個(gè)問題是每個(gè)被連接設(shè)備的安規(guī)允許的每一漏電 流極限的總和可增加到接近跳閘閾值電流值(15mA至30mA)，使得漏電流的最輕微增加也 會(huì)引起ELCB或RCD滋擾跳閘。另外，對(duì)于電力線寬帶(BPL)來說，其可通過電源線來傳輸互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，而用戶必 須安裝調(diào)制解調(diào)器，并將該調(diào)制解調(diào)器插入墻壁插座。為了保護(hù)調(diào)制解調(diào)器及所連接的計(jì) 算機(jī)免遭電流浪涌的破壞，需要使用調(diào)制解調(diào)器浪涌保護(hù)器。然而，如果通過浪涌保護(hù)器來 連接調(diào)制解調(diào)器，由于浪涌保護(hù)器對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)有衰減，且如果電源線遭遇過高噪聲或射頻 干擾，調(diào)制解調(diào)器和浪涌保護(hù)器就不能有效地發(fā)揮作用。本發(fā)明的雷擊及浪涌保護(hù)裝置是一種安全電源接口，其為安全插座提供最小的數(shù) 據(jù)信號(hào)衰減，同時(shí)防止設(shè)備噪聲注入所述電源線中。該裝置具有一個(gè)接口電路，用于減小因 被連接設(shè)備的漏電流積聚而引起ELCB或RCD滋擾跳閘的可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明中，一種用于保護(hù)電氣設(shè)備免遭電源浪涌或雷擊破壞的電氣接口保護(hù)裝 置，包括串連在第一輸入裝置和第一輸出裝置之間的第一限流部件；串連在第二輸入裝置 和第二輸出裝置之間的第二限流部件；連接所述第一和第二輸出裝置的第一濾波電路，用 于降低電氣噪聲干擾而不衰減傳送至插座的信號(hào)；及連接在所述插座和所述電氣設(shè)備之間 的第二濾波電路，用于濾除由流入所述電氣連接的連接設(shè)備產(chǎn)生的電噪聲干擾。優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括與所述裝置相耦合的半浮設(shè)備接地裝置 (semi-floating equipment ground means)，用于降低被連接設(shè)備流入接地線的漏電流，并 且保持所述漏電流等級(jí)低于接地漏電斷路器的跳閘閾值電流。優(yōu)選地，所述第一濾波電路是低通濾波器，其包括同相地(in-phase)設(shè)置在高阻 抗磁芯上的一組扼流線圈，用以防止數(shù)據(jù)信號(hào)的對(duì)稱(symmetrical)高頻衰減，并為非對(duì) 稱(asymmetrical)射頻干擾噪聲在低通L_C濾波器處的衰減提供低阻抗。
優(yōu)選地，所述第二濾波電路是電磁干擾濾波器，其包括異相地(out-of-hase)設(shè) 置在磁芯上的一組扼流線圈和L-C濾波器，用以衰減由被連接設(shè)備產(chǎn)生的對(duì)稱及非對(duì)稱射 頻干擾，并防止所述對(duì)稱及非對(duì)稱射頻干擾(RFI)注入所述電源線。


本發(fā)明的各種目的、各個(gè)方面和創(chuàng)新特征及具體實(shí)施例，將在以下的具體實(shí)施方 式和附圖中進(jìn)行詳細(xì)介紹。其中各個(gè)幅圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的零部件。圖1是根據(jù)本發(fā)明的電器接口保護(hù)電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下面的細(xì)節(jié)描述中，為了對(duì)本發(fā)明有個(gè)全面的理解，將對(duì)一些特定細(xì)節(jié)進(jìn)行描 述。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒有這些細(xì)節(jié)描述也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的方案。其他 例子中，公知方法、過程和/或部件并未在本發(fā)明說明書中詳細(xì)描述，以免模糊本發(fā)明的創(chuàng) 新點(diǎn)。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，是依據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的接口保護(hù)電路，用附圖標(biāo)記10表示，其適 用于供電電纜或連接裝置諸如墻壁插座與設(shè)備輸入端之間的連接，以保護(hù)設(shè)備免遭雷擊及 電源浪涌的破壞，同時(shí)有效地發(fā)揮作用。接口保護(hù)電路10包括濾波電路11、接地裝置12和 檢測(cè)電路13。濾波電路11包括至少一個(gè)限流部件18，為使設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其可以選擇為任何合 適及可接受的等級(jí)，諸如5安培或10安培，例如在電源火線和零線和接口保護(hù)電路10的輸 出端之間設(shè)置熱熔斷絲或類似部件情況下。低通濾波器14防止對(duì)稱電力線寬帶(BPL或PLC)信號(hào)的衰減并且減少流入插座 的非對(duì)稱射頻干擾。因此即使突然出現(xiàn)過電流和過電壓，調(diào)制解調(diào)器仍然可以有效地工作。 同時(shí)，EMI濾波器15防止所連接的設(shè)備產(chǎn)生的噪聲注入電源線。為達(dá)到此目的，使用兩組扼 流線圈16、17將兩個(gè)輸入裝置連接，其中磁芯使用環(huán)形(toroidal)磁芯，第一組扼流線圈 16同相設(shè)置，它們將一起呈現(xiàn)高阻抗以防止BPL或PLC數(shù)據(jù)信號(hào)的對(duì)稱高頻衰減，并且在 兩個(gè)線圈之間的低通L-C濾波器14處針對(duì)非對(duì)稱RFI噪聲的衰減提供低阻抗，其中L(線 圈)和C(電容)值根據(jù)需要選擇。為了避免由于短持續(xù)時(shí)間的非破壞性浪涌而必須過于頻繁地更換限流部件18， 可在提供電源連接的火線端子和零線端子之間以及零線端子與接地線之間增加箝位 (clamping)器件16。箝位器件16可以是變阻器(varistor)，優(yōu)選金屬氧化物變阻器 (MOV)。因此，當(dāng)相對(duì)于地或兩個(gè)輸入之間出現(xiàn)過電壓時(shí)，箝位器件16可吸收過高電壓。接口保護(hù)電路10進(jìn)一步與異相安裝在環(huán)形磁芯上的第二扼流線圈17以及L-C濾 波器網(wǎng)絡(luò)連接，以衰減由被連接設(shè)備所產(chǎn)生的對(duì)稱及非對(duì)稱射頻干擾并阻止該對(duì)稱及非對(duì) 稱射頻干擾注入電源線。接地裝置12可選擇半浮設(shè)備接地裝置12，其與接口保護(hù)電路10連接，以將被連接 設(shè)備流入接地線的總漏電流降低到可以忽略的等級(jí)，并且可將漏電流等級(jí)保持在低于ELCB 的跳閘閾值電流，使其不會(huì)象滋擾跳閘那樣頻繁地發(fā)生，但要允許接地故障電流對(duì)ELCB和 RCD進(jìn)行適當(dāng)?shù)靥l，記住通過人體的漏電流不是由接地導(dǎo)線排入地而是直接排向周圍地面。半浮設(shè)備接地裝置12是接地的。濾波電容器與半浮設(shè)備接地裝置連接，以允許盡可能 小的漏電流半浮設(shè)備接地裝置12使用了電壓抗擾度裝置(vlotage immunity means) 20,電壓 抗擾度裝置20具有合適的抗擾度值，例如但不限于20V，可輕易地?zé)龜?blow open)常規(guī)接 地裝置與半浮設(shè)備接地裝置12之間的電路。在不危害用戶安全的情況下，盡可能地將電壓 抗擾度裝置20的合適抗擾度值設(shè)高，而不會(huì)影響ELCB或RCD或RCCB正常工作。在接地線 的連接點(diǎn)21之間使用的較合適抗擾度范圍是20V-50V。本發(fā)明中部件的排列和選擇使被連接設(shè)備到地的總漏電流小到可以忽略不計(jì)的 等級(jí)，幾乎不可能損壞本發(fā)明要保護(hù)的任何設(shè)備。有效地使ELCB或RCCB或RCD的跳閘閾 值遠(yuǎn)離可能的漏電流等級(jí)，從而降低了滋擾跳閘的發(fā)生頻率。如圖1所示，可增加與半浮設(shè)
備接地裝置12連接的可選檢測(cè)電路13，以便當(dāng)出現(xiàn)接地故障但ELCB未能跳閘時(shí)向用戶報(bào)
m 目。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明實(shí)施例中的必要技術(shù)特征的情況下， 可輕易地以其他具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，應(yīng)該認(rèn)為本發(fā)明的權(quán)利要求的范圍不局限于 所公開的具體實(shí)施例，并且對(duì)本發(fā)明所作的各種修改，應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍 內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
一種電氣接口保護(hù)裝置，用于保護(hù)電氣設(shè)備免遭電源浪涌和雷擊破壞，其特征在于，所述電氣接口保護(hù)裝置包括串連在第一輸入裝置和第一輸出裝置之間的第一限流部件；串連在第二輸入裝置和第二輸出裝置之間的第二限流部件；連接于所述第一和第二輸出裝置的第一濾波電路，用于降低電噪聲干擾，而不衰減到插座的信號(hào)；及連接在所述插座和所述電氣設(shè)備之間的第二濾波電路，用于濾除由被連接設(shè)備產(chǎn)生的電噪聲干擾以阻止其流入電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述裝 置相耦合的半浮設(shè)備接地裝置，用于降低所述被連接設(shè)備流入接地線的漏電流，并保持所 述漏電流的等級(jí)低于接地漏電斷路器的跳閘閾值電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述半浮設(shè)備裝置連接在 所述電氣連接的接地線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述半浮設(shè)備裝置包括具 有合適電壓值的電壓抗擾度裝置，當(dāng)出現(xiàn)過電壓時(shí)，其將燒斷常規(guī)接地裝置與所述半浮設(shè) 備接地裝置之間的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第一輸入裝置與第二 輸入裝置用于接收來自通信和數(shù)據(jù)線的電氣輸入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第一輸入裝置與第二 輸入裝置用于接收電氣電源供應(yīng)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第一輸入裝置是提供 電源火線連接的火線端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第二輸入裝置是提供 零線連接的零線端子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第一濾波電路是低通 濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述低通濾波器包括同相 地設(shè)置在高阻抗磁芯上的一組扼流線圈，用以防止數(shù)據(jù)信號(hào)的對(duì)稱高頻衰減，并為非對(duì)稱 射頻干擾噪聲在所述低通L-C濾波器處的衰減提供低阻抗。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述第二濾波電路是電磁 干擾濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述電磁干擾濾波器包 括異相地設(shè)置在磁芯上的一組扼流線圈以及L-C濾波器，用以衰減由被連接設(shè)備產(chǎn)生的對(duì) 稱及非對(duì)稱射頻干擾，并防止所述對(duì)稱及非對(duì)稱射頻干擾注入所述電源線。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述裝置增加與半浮設(shè)備接地裝置連接的檢測(cè)電路，以便當(dāng)出現(xiàn)接地故障但接地漏電斷路器未能跳閘時(shí)向用戶報(bào)m 目。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述裝置包括至少一個(gè)箝 位裝置，連接在所述第一和第二濾波電路內(nèi)之間和所述第一和第二輸出裝置之間，用以吸收其中出現(xiàn)的過電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述裝置還包括耦合在 所述零線端子及接地線之間的附加箝位裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電氣接口保護(hù)裝置，其特征在于所述箝位裝置是金屬氧 化物變阻器。
全文摘要
一種電氣接口保護(hù)裝置，其耦合在墻壁插座及被連接設(shè)備之間，用以解決既要保護(hù)電力線寬帶調(diào)制解調(diào)器和被連接設(shè)備免遭雷擊和電源浪涌破壞，同時(shí)又要使電力線寬帶調(diào)制解調(diào)器和被連接設(shè)備有效工作的難題。該裝置包括低通濾波器，用以防止對(duì)稱信號(hào)衰減；還包括電磁干擾濾波器，用以在另一出口提供清潔安全的電源，同時(shí)防止被連接設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲流入電源線。該裝置還提供接地裝置，用于減小流入接地線的漏電流。
文檔編號(hào)H02H9/04GK101965670SQ200980107859
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者鄭柏泉 申請(qǐng)人:鄭柏泉