[实用新型]一种新型直流电源保护单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电源线路保护装置，具体为一种新型直流电源保护单元。

背景技术

目前，用于直流电源的浪涌保护的电路通常是由一个压敏电阻加一个气体放电管串联构成，具有卸载浪涌电流和阻止续流两个功能。但由于采用压敏电阻这种限压形的保护器件，当卸载浪涌电流时，压敏电阻会长时间钳制一个较高的电压。这个钳制的电压和流过的电流和所选的压敏电阻的特性有关，流过的电流越高，钳制的电压也越高。而高电压的时间也很长通，而导致次级敏感保护线路在长时间的高压环境下造成损坏。其次，压敏电阻经过多次大的浪涌电流冲击后，会出现器件老化并失效。这种情况在使用过程中经常发生，造成电源设备的不稳定或损坏。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种弧光电压高，遮断续流能力强，钳制电压时间短，残压低，并避免压敏电阻受到直接的大的浪涌电流冲击，线路制作简单的新型直流电源保护单元。

本发明的目的是这样实现的：一种新型直流电源保护单元，包括气体放电管，电容及压敏电阻，N层放电管串联连接N＞＝2，电容C₁与放电管GDT1并联；电容C₂与串联的放电管GDT1和放电管GDT2并联；电容C₃与串联的放电管GDT1、放电管GDT2以及放电管(GDT3)并联；电容C₄与串联的放电管GDT1、放电管GDT2、放电管GDT3、放电管GDT4并联，依次类推，电容C_N-1与串联的放电管GDT1、GDT2...及GDTN-1并联；在放电管GDT1与第(N-1)放电管GDTN-1之间并联有压敏电阻MOV1。

放电管串联层数N为：N＞＝Udc/Uarc，其中Umdc为直流电源线路最大直流工作电压，Uarc为单层气体放电管弧光电压值。

C电容器＞＝50C放电管。

压敏电阻(MOV1)参数选择Ur＞＝UGDT(1.2/50us，6KV)。

一端电极为正方形，而其它电极为圆形。

本发明提供的新型直流电源保护单元，使用多层高弧光电压气体放电管串联一体设计，并结合压敏电阻反映灵敏和电容分压性，得到的直流电源保护单元弧光电压高，遮断续流能力强，钳制电压时间短，残压低，线路制作简单。当小于等于20KA的电流通过本装置时，保护单元的保护水平及残压在700V左右，且从导通到这个电流被卸载掉的时间在200ns以内，从而有效保护48V直流电源不被损坏。同时由于较高的弧光电压(大于60V)能够在把电流卸载掉的同时立即恢复到开路状态。新型保护单元很好的避免了普通的压敏电阻加串联放电管高残压，高残压维持时间的缺点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1：多层串联气体放电管结结构示意图。

图2：新型直流电源保护单元原理图。

具体实施方式

本发明采用以下结构：本发明采用以下结构：一是多层气体放电管串联一体设计机构(见附图1)：它共有N个气体放电间隙(1、2、3...N)，该间隙被连接的端电极(1a、2a...Na)和中间电极(1f、2f...N-1f)及电绝缘体金属化陶瓷管(1b、2b...Nb)通过钎焊焊料高温封接而成，钎焊焊料(1c、2c...Nc)被装配在绝缘体及金属化陶瓷管之间，金属化陶瓷内壁涂有导电带，间隙内充有惰性及非惰性组成的混合气体(1g、2g...Ng)，在电极凹坑内涂覆适量的电子粉(1e、2e...Ne)。

为了得到更加简洁的多层气体放电管一体串联设计，我们通过特殊中间电极两边对称网格技术，从而比普通串联设计减少N-1个电极；为了使此多层串联气体放电管弧光高，低脉冲电压低，我们使用一种惰性气体与非惰性气体的混合气体作封接气体；为了适用于印制电路板表面贴装焊接，此多层串联气体放电管全体电极及绝缘陶瓷管体采用了方形设计，且为了确保产品回流焊接可靠性，我们采用特殊的焊接面电极突出瓷体面0.5mm的设计。

二是多层放电管、N-1个电容，1个压敏电阻通过串并联方式组成的保护电路，如图2所示：

(N)层放电管串联连接(N＞＝2)，电容C1与放电间隙(1)并联；电容C2与串联的放电间隙(1)以及放电间隙(2)并联；电容C3与串联的放电间隙(1)、放电间隙(2)以及放电间隙(3)并联；电容C4与串联的放电间隙(1)、放电间隙(2)、放电间隙(3)、放电间隙(4)并联，依次类推，电容C(N-1)与串联的放电间隙(1)、(2)...及(N-1)并联；而在放电间隙(1)与第(N-1)放电间隙之间并联有压敏电阻MOV1。