本實(shí)用新型涉及開關(guān)電源的雷擊浪涌防護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)電源的雷擊浪涌的防護(hù)電路。

背景技術(shù)：

開關(guān)電源在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，尤其是接在市電上的AC-DC開關(guān)電源，常常作為一級(jí)電源為后面的系統(tǒng)提供穩(wěn)定的母線電壓。由于AC-DC開關(guān)電源是接在市電上面的，而市電常常會(huì)受一些自然因素(如電閃雷擊)和應(yīng)用環(huán)境(如市電上有大的感性或者容性負(fù)載的開通或著關(guān)斷)的影響，從而產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)的電壓或者電流尖峰，疊加在市電上面，對(duì)AC-DC開關(guān)電源造成很大的危害?，F(xiàn)有的AC-DC開關(guān)電源都會(huì)在輸入端增加防雷擊浪涌電路來(lái)抑制這部分危害，確保產(chǎn)品安全可靠的使用，然而增加這部分電路勢(shì)必會(huì)增加器件，導(dǎo)致成本增加，而且對(duì)雷擊浪涌的防護(hù)要求越高，增加的器件越多，成本也就會(huì)越高。

現(xiàn)有技術(shù)的雷擊浪涌防護(hù)電路如圖1所示，包括壓敏電阻MOV、安規(guī)X電容CX、差模電感LDM、共模電感LCM，這些電路具有雷擊浪涌沖擊電流抑制和電磁干擾抑制功能，但是這種防護(hù)電路效果不是特別理想，例如采用圖1所示現(xiàn)有技術(shù)的雷擊浪涌防護(hù)電路的一款3W樣機(jī)能承受2kV的浪涌電壓，電磁干擾等級(jí)僅滿足CLASSA的要求，而要想承受4kV或者更高的浪涌電壓，滿足更高的電磁干擾等級(jí)，則需要將差模電感和共模電感成倍的增加，才能夠滿足，或者采用多級(jí)防護(hù)才會(huì)具有較好的抑制效果，但是這又會(huì)造成成本和體積的增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種體積小、成本低、具有高可靠性的開關(guān)電源雷擊浪涌防護(hù)電路。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決：

一種雷擊浪涌的防護(hù)電路，用于連接在AC電源線輸入端與后級(jí)電路之間，由第一泄放電路和濾噪電路連接而成，所述第一泄放電路，由壓敏電阻MOV1和電阻R1連接構(gòu)成，電阻R1串接于壓敏電阻MOV1之后；壓敏電阻MOV1用于為雷擊浪涌產(chǎn)生的沖擊電流提供低阻的泄放通路；電阻R1用于增加輸入阻抗，以使更多的沖擊電流通過(guò)壓敏電阻MOV1泄放；所述濾噪電路，由差模電感L1和安規(guī)X電容CX連接構(gòu)成，差模電感L1串接于安規(guī)X電容 之前；在雷擊浪涌產(chǎn)生沖擊電流時(shí)，濾噪電路用于進(jìn)一步濾除第一泄放電路的殘壓尖峰；并在后級(jí)電路的噪聲向前傳導(dǎo)時(shí)，濾噪電路用于對(duì)來(lái)自后級(jí)電路的噪聲進(jìn)行濾除。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一泄放電路為濾噪電路的前級(jí)電路，其具體連接關(guān)系是，壓敏電阻MOV1的一端通過(guò)電阻R1與差模電感L1的一端相連，差模電感L1的另一端與安規(guī)X電容CX的一端相連，安規(guī)X電容CX的另一端與壓敏電阻MOV1的另一端相連；壓敏電阻MOV1的兩端還引出作為防護(hù)電路的輸入端，安規(guī)X電容CX的兩端還引出作為防護(hù)電路的輸出端。

作為本實(shí)用新型的另一種改進(jìn)，所述第一泄放電路為濾噪電路的前級(jí)電路，其具體連接關(guān)系是，壓敏電阻MOV1的一端通過(guò)差模電感L1與安規(guī)X電容CX的一端相連，安規(guī)X電容CX的另一端通過(guò)電阻R1與壓敏電阻MOV1的另一端相連；壓敏電阻MOV1的兩端還引出作為防護(hù)電路的輸入端，安規(guī)X電容CX的兩端還引出作為防護(hù)電路的輸出端。

作為上述本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述濾噪電路的后級(jí)還設(shè)有第二泄放電路，并聯(lián)在整流橋的正負(fù)輸出端上，第二泄放電路與濾噪電路前級(jí)的第一泄放電路形成兩級(jí)泄放；所述第二泄放電路，其具體連接關(guān)系是，壓敏電阻MOV2并接在整流橋的正負(fù)輸出端上；壓敏電阻MOV2的一端還與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端引出作為第二泄放電路的第一輸出端；壓敏電阻MOV1的另一端還引出作為第二泄放電路的第二輸出端。

作為前述本實(shí)用新型的另一種改進(jìn)，所述濾噪電路的后級(jí)還設(shè)有第二泄放電路，并聯(lián)在整流橋的正負(fù)輸出端上，第二泄放電路與濾噪電路前級(jí)的第一泄放電路形成兩級(jí)泄放；所述第二泄放電路，其具體連接關(guān)系是，壓敏電阻MOV2并接在整流橋的正負(fù)輸出端上；壓敏電阻MOV2的一端還引出作為第二泄放電路的第一輸出端；壓敏電阻MOV2的另一端與電阻R2的一端相連，電阻R2的另一端還引出作為第二泄放電路的第二輸出端。

作為本實(shí)用新型的再一種改進(jìn)，所述第一泄放電路為濾噪電路的后級(jí)電路，即濾噪電路通過(guò)整流橋與第一泄放電路連接，其具體連接關(guān)系是，差模電感L1的一端引出作為防護(hù)電路的第一輸入端，差模電感L1的另一端與安規(guī)X電容CX的一端相連，安規(guī)X電容CX的另一端引出作為防護(hù)電路的第二輸入端；安規(guī)X電容CX的兩端還并接在整流橋的交流輸入端；壓敏電阻MOV1并接在整流橋的正負(fù)輸出端上，壓敏電阻MOV1的一端還與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端引出作為防護(hù)電路的第一輸出端；壓敏電阻MOV1的另一端還引出作為防護(hù)電路的第二輸出端。

作為本實(shí)用新型的又一種改進(jìn)，所述第一泄放電路為濾噪電路的后級(jí)電路，即濾噪電 路通過(guò)整流橋與第一泄放電路連接，其具體連接關(guān)系是，差模電感L1的一端引出作為防護(hù)電路的第一輸入端，差模電感L1的另一端與安規(guī)X電容CX的一端相連，安規(guī)X電容CX的另一端引出作為防護(hù)電路的第二輸入端；安規(guī)X電容CX的兩端還并接在整流橋的交流輸入端；壓敏電阻MOV1并接在整流橋的正負(fù)輸出端上，壓敏電阻MOV1的一端還引出作為防護(hù)電路的第一輸出端；壓敏電阻MOV1的另一端與電阻R1的一端相連，電阻R1的另一端還引出作為防護(hù)電路的第二輸出端。

本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)提高了壓敏電阻的作用效果，增強(qiáng)了防護(hù)電路的可靠性，大幅減小開關(guān)電源在實(shí)際使用中遭受雷擊浪涌的損壞；

2)減少開關(guān)電源輸入端口防護(hù)器件的數(shù)量，大大節(jié)省了空間，可以減小電源產(chǎn)品的體積；

3)提高開關(guān)電源電磁兼容(EMI)性能。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)雷擊浪涌防護(hù)電路；

圖2是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式一的電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式一的電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式二的電路原理圖；

圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式三的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)所作出的改進(jìn)，在對(duì)本實(shí)用新型的三種具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明之前，先對(duì)背景技術(shù)部分所提到的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合附圖加以說(shuō)明，進(jìn)而引出本案的發(fā)明構(gòu)思。

如圖1所示的雷擊浪涌的防護(hù)電路，包括壓敏電阻MOV、安規(guī)X電容CX、差模電感LDM、共模電感LCM，其中采用壓敏電阻MOV作為泄放電路；安規(guī)X電容CX、差模電感LDM、共模電感LCM作為濾噪電路。此種防護(hù)電路的泄放能力有限，且濾噪電路主要依靠其中的差模電感LDM、共模電感LCM的抑制作用。原則上講，此種電路的濾噪效果應(yīng)是不錯(cuò)的。但在實(shí)際電路中由于線路阻抗不平衡，使共模信號(hào)干擾會(huì)轉(zhuǎn)化為不易消除的差模干擾。

針對(duì)上述泄放、濾噪問(wèn)題，本實(shí)用新型一方面加強(qiáng)泄放能力，另一方面將現(xiàn)有抑制消除式濾噪，改進(jìn)為泄放疏導(dǎo)式濾噪，以改善噪聲的干擾作用?；诖税l(fā)明思路，本實(shí)用新型提供一種開關(guān)電源的雷擊浪涌的防護(hù)電路，包括壓敏電阻、電阻、差模電感和安規(guī)X電容，由壓敏電阻和電阻連接構(gòu)成泄放電路，電阻串接于壓敏電阻之后，即壓敏電阻的兩端作為泄放電路的輸入端，加在泄放電路輸入端的電量經(jīng)壓敏電阻之后串聯(lián)的電阻輸出。在壓敏電阻用于為雷擊浪涌產(chǎn)生的沖擊電流提供低阻的泄放通路的基礎(chǔ)上，通過(guò)電阻增加輸入阻抗，以使更多的沖擊電流通過(guò)壓敏電阻被泄放掉。

并由差模電感和安規(guī)X電容連接構(gòu)成濾噪電路，差模電感串接于安規(guī)X電容之前，即安規(guī)X電容的兩端作為濾噪電路的輸出端，以在雷擊浪涌產(chǎn)生沖擊電流時(shí)，濾噪電路用于進(jìn)一步濾除泄放電路的殘壓尖峰；并在后級(jí)電路的噪聲向前傳導(dǎo)時(shí)，濾噪電路通過(guò)安規(guī)X電容為后級(jí)噪聲提供低阻的泄放通路，再經(jīng)由差模電感阻礙噪聲，以使更多的高頻噪聲通過(guò)安規(guī)X電容被泄放。

以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的原理和實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

具體實(shí)施方式一：

如圖2所示，為本實(shí)施例的雷擊浪涌的防護(hù)電路，包括壓敏電阻MOV1和電阻R1構(gòu)成的第一泄放電路，差模電感L1和安規(guī)X電容CX構(gòu)成的濾噪電路。

所述壓敏電阻MOV1的一端與AC電源線輸入端L相連同時(shí)與電阻R1的一端相連，所述壓敏電阻MOV1的另一端與AC電源線輸入端N相連；所述電阻R1的另一端與所述差模電感L1的一端相連；所述差模電感L1的另一端與所述安規(guī)X電容CX的一端相連；所述安規(guī)X電容CX的另一端與壓敏電阻MOV1的另一端相連；所述安規(guī)X電容CX還并接在整流橋的AC輸入端；整流橋的正負(fù)輸出的兩條線與開關(guān)電源功率級(jí)電路的輸入端相連。

所述電阻R1也可串聯(lián)在安規(guī)X電容CX與電源輸入端N的回路當(dāng)中，如圖3所示。

上述電阻R1可以單獨(dú)使用單一的電阻元件，也可串聯(lián)幾個(gè)電阻元件一起使用，具體以不造成過(guò)大的功率損耗為準(zhǔn)。

此外，上述以及本實(shí)用新型所提及的安規(guī)X電容CX不能用普通鋁電解電容亦或是陶瓷電容、CBB電容、安規(guī)Y電容等電容代替。安規(guī)Y電容不適用本實(shí)用新型的原因是，首先安規(guī)X電容并接在開關(guān)電源輸入線之間，而安規(guī)Y電容一般是跨接在原副邊之間的。其次，安規(guī)X電容的容值比安規(guī)Y電容至少大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，故安規(guī)Y電容不能適用。其它電 容由于耐壓?jiǎn)栴}均無(wú)法替代安規(guī)X電容。

本實(shí)用新型雷擊浪涌的防護(hù)電路的工作原理如下：

如圖2或者圖3，當(dāng)有雷擊浪涌產(chǎn)生，沖擊電流通過(guò)疊加在市電上的方式傳到防護(hù)電路的AC輸入端口L、N線之間，即壓敏電阻MOV1的兩端，壓敏電阻MOV1兩端的電壓迅速升高，其阻值迅速降低，從而提供一個(gè)低阻通路，將雷擊浪涌產(chǎn)生的沖擊電流泄放到地，而串聯(lián)在回路中的電阻R1可以增加開關(guān)電源的輸入阻抗，起到一個(gè)限流作用，使得更多的沖擊電流通過(guò)壓敏電阻MOV1泄放到地，大大提高了壓敏電阻MOV1的泄放效果，同時(shí)串聯(lián)在回路中的差模電感L1和并聯(lián)在回路中的安規(guī)X電容CX構(gòu)成了一個(gè)低通濾波器，差模電感L1對(duì)突變的電流有抑制作用，故可以將壓敏電阻MOV1的殘壓尖峰進(jìn)一步的濾除，大大減小了雷擊浪涌沖擊電流對(duì)開關(guān)電源電路的危害，提高了開關(guān)電源的可靠性。例如采用如圖1所示現(xiàn)有方案制成的一個(gè)3W的開關(guān)電源樣機(jī)，只能抗1kV浪涌電壓，而要想過(guò)浪涌2kV或者更高，則必須加10mH～30mH的共模電感；而采用本實(shí)用新型的方案制成同樣的一個(gè)3W樣機(jī)，則至少可抗2kV的浪涌電壓，省了一個(gè)共模電感，減小了成本和體積。

特別的，本實(shí)用新型涉及的開關(guān)電源雷擊浪涌防護(hù)電路中所提供的LC濾波器還有另外一個(gè)重要作用，眾所周知，開關(guān)電源工作在較高的開關(guān)頻率下，產(chǎn)生高頻的開關(guān)噪聲，若不加防護(hù)器件，則對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成很大的干擾，國(guó)際上或者國(guó)內(nèi)都有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)限制這種傳導(dǎo)噪聲的干擾，如CISPR22/EN55022中對(duì)傳導(dǎo)有分Class A和Class B兩個(gè)等級(jí)，Class A等級(jí)適用產(chǎn)品放置于工業(yè)等非家用、非居民區(qū)環(huán)境條件，比如：電信中心機(jī)房?jī)?nèi)部各種設(shè)備；Class B等級(jí)適用產(chǎn)品放置于居住，商業(yè)，輕工業(yè)環(huán)境條件，比如：便攜類設(shè)備，終端設(shè)備，戶外設(shè)備等。在量值上，Class A要求比Class B要求低，Class B等級(jí)比Class A等級(jí)要嚴(yán)格10dB(3倍)，因此在實(shí)現(xiàn)難度和成本控制上，Class B類設(shè)備要更具有挑戰(zhàn)性。現(xiàn)有技術(shù)除了實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，減小開關(guān)噪聲外，就是在防護(hù)電路的AC輸入端口加濾波器件，這勢(shì)必又一次的增加成本和體積。本實(shí)用新型涉及的防護(hù)電路中的LC濾波器除了濾除由前向后傳導(dǎo)的壓敏電阻殘壓的作用外，還能對(duì)來(lái)自后級(jí)電路的噪聲進(jìn)行濾除，即還可濾除由后向前傳導(dǎo)的噪聲干擾，從而提高開關(guān)電源的電磁兼容(EMI)性能，減小開關(guān)電源對(duì)電網(wǎng)的干擾。當(dāng)開關(guān)電源的開關(guān)噪聲傳到防護(hù)電路的輸出端口時(shí)，安規(guī)X電容給高頻噪聲提供一個(gè)低阻抗的回路，將噪聲導(dǎo)入大地，而差模電感對(duì)高頻噪聲會(huì)起到一個(gè)抑制的作用，使得更多的高頻噪聲通過(guò)安規(guī)X電容流入大地，大大減小了防護(hù)電路的后級(jí)電路流向防護(hù)電路的AC輸入端口的高頻噪聲，提高開關(guān)電源的電磁兼容(EMI)性能。例如采用如圖1的現(xiàn)有方案， 加入了差模電感LDM、安規(guī)X電容CX和共模電感LCM之后，可以達(dá)到Class B等級(jí)，而采用本實(shí)用新型的方案，在只有差模電感L1和安規(guī)X電容CX的情況下，就能夠達(dá)到ClassB等級(jí)，而體積比采用現(xiàn)有方案的小很多。

使用本具體實(shí)施例的思路，可獨(dú)立制造成一個(gè)雙端輸入，雙端輸出的雷擊浪涌防護(hù)模塊，該模塊具有很廣泛的應(yīng)用范圍，可外置作為開關(guān)電源輸入端的防護(hù)器，也可內(nèi)置于系統(tǒng)內(nèi)部，作為電源輸入電路的一部分。

具體實(shí)施方式二：

本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同之處在于第一泄放電路的位置改在了整流橋之后。

如圖4所示的雷擊浪涌的防護(hù)電路，包括差模電感L1和安規(guī)X電容CX構(gòu)成的濾噪電路，壓敏電阻MOV1和電阻R1構(gòu)成的第一泄放電路。

所述差模電感L1的一端與電源線輸入端L相連，差模電感L1的另一端與安規(guī)X電容CX的一端相連；所述安規(guī)X電容CX的另一端與電源線輸入端N相連，所述安規(guī)X電容CX還并接在整流橋的AC輸入端；所述壓敏電阻MOV1并接在整流橋的正負(fù)輸出兩條線上；所述電阻R1的一端與壓敏電阻MOV1的一端相連，電阻R1的另一端與開關(guān)電源功率級(jí)電路輸入端的一端相連；所述壓敏電阻MOV1的另一端與開關(guān)電源功率級(jí)電路輸入端的另一端相連。

顯然，電阻R1也可以串聯(lián)在整流橋負(fù)輸出的一端到開關(guān)電源負(fù)輸入的一端的回路當(dāng)中。

采用本具體實(shí)施方式，其作用效果與具體實(shí)施方式一相差不大，但工作原理略有不同。如圖4，壓敏電阻MOV1和電阻R1組成的泄放電路放在了整流橋的后面，而差模電感L1和安規(guī)X電容CX構(gòu)成的濾噪電路的位置不變。這樣做的好處是當(dāng)壓敏電阻MOV1工作的時(shí)候，濾噪電路中的差模電感L1作為壓敏電阻MOV1的前級(jí)串聯(lián)在一個(gè)回路中，從而在電路元器件數(shù)量不變的基礎(chǔ)上，經(jīng)由元器件連接位置的變化，借助差模電感L1對(duì)突變的電流的抑制作用來(lái)保護(hù)壓敏電阻MOV1，減小流過(guò)它的電流。

具體實(shí)施方式三：

本具體實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一的不同之處在于：本具體實(shí)施方式采用兩級(jí)泄放，即在濾噪電路的后級(jí)增加了一級(jí)泄放電路。

如圖5所示為本實(shí)施例的雷擊浪涌的防護(hù)電路，包括壓敏電阻MOV1和電阻R1構(gòu)成的第一泄放電路，壓敏電阻MOV2和電阻R2構(gòu)成第二泄放電路，差模電感L1和安規(guī)X電 容CX構(gòu)成的濾噪電路。

所述壓敏電阻MOV1的一端與AC電源線輸入端L相連同時(shí)與電阻R1的一端相連，所述壓敏電阻MOV1的另一端與AC電源線輸入端N相連；所述電阻R1的另一端與所述差模電感L1的一端相連；所述差模電感L1的另一端與所述安規(guī)X電容CX的一端相連；所述安規(guī)X電容CX的另一端與電源線輸入端N相連；所述安規(guī)X電容CX并接在整流橋的AC輸入端；所述壓敏電阻MOV2并接在整流橋的正負(fù)輸出端上；所述電阻R2的一端與壓敏電阻MOV2的一端相連，電阻R2的另一端與開關(guān)電源功率級(jí)電路輸入端的一端相連；所述壓敏電阻MOV2的另一端與開關(guān)電源功率級(jí)電路輸入端的另一端相連。

采用本具體實(shí)施方式的作用效果及雷擊浪涌防護(hù)能力比具體實(shí)施方式一、二要好很多。采用如圖5所示電路方案制成樣機(jī)，測(cè)試結(jié)果是，第一泄放電路承受最初的浪涌電壓并泄放到地，剩余的殘壓經(jīng)濾噪電路后再傳到第二泄放電路，第二泄放電路將殘壓泄放到地，兩級(jí)泄放電路可以承受4kV浪涌電壓，采用通流量更大的壓敏電阻可以承受高達(dá)6kV的浪涌電壓。

以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本實(shí)用新型的限制，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這里不再用實(shí)施例贅述，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。