[实用新型]过电压保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于保护电机的、特别是EC(ElectricalCommutation,电子换向)电机的电子装置免受过电压脉冲损害的过电压保护电路以及相应的方法。

背景技术

在现有技术中已知用于保护电路的保护装置、或者用于电机特别是EC电机的变流器的各种不同的实施方案。这样的变流器也为人所熟知，即，该变流器包括用于根据三相线路电压、特别是三相电压来产生单极性中间电路电压的整流器，与中间电路电压连接的中间电路电容，以及具有功率开关的输出级。

DE102007007921A1涉及一种过电压保护，其背景为：用作中间电路电容的大多是电解电容，该电解电容用作中间电路能量和中间电路电压的缓冲。其缺点在于，在现有技术中，中间电路电容的电容量大于功能需求。在此，功能需求特别指在额定负载下的运转能够足够顺畅。在现有技术中，该电容量的选择不是根据功能，而是必须根据安装技术的要求、如使用寿命和电流负载能力。

为进行过电压保护，DE102007007921A1建议，线路部分并联中间电路电容，该线路部分包含分压器，特别是电阻式的、电容性的、和/或复合的分压器，在该线路部分的下支路设置压敏电阻，在上支路则并联设置气体放电管。

然而，在现有技术中通常使用的气体放电管会产生以下问题。在使用气体放电管时，例如在三相供电的EC电机的电子装置的输入滤波器中的压敏电阻电路的星形接点中使用时，该EC电机的电子装置的击穿电压高于高电压测试所用的测试电压(为避免在测试过程中分离保护装置，否则需要手工分离)，这样会导致针对过电压脉冲(浪涌脉冲)的保护效果的减弱，因为在这样的情况下，该气体放电管也是在较高的电压下才击穿放电，并因此在电子装置的后续的元件中出现能量消减或能量吸收的提高。

当低于气体放电管的击穿电压时，与被保护的线路并联的部件为绝缘体，且不会影响该线路。当高于部件特定的击穿电压时，在气体放电管中则发生气体放电，该气体放电管上的终端电压通过在电流中电弧放电(电弧击穿)在几微秒之内减小。与例如抑制二极管或压敏电阻的其它过电压放电器不同，终端电压有可能会降至远低于额定电压，这种情况在电网应用中等同于短路。此外，气体放电器虽然比压敏电阻或抑制二极管反应慢，但是能转移高脉冲能量。对应期望的击穿电压存在相应的实施方案。当脉冲陡度大时，即电压急剧上升时，实际的击穿电压远高于额定值。在响应发生之后，电流流动时，则设置为工作电压。

保护等级I和II的技术测试设备通过高电压测试来检查绝缘是否具有根据产品的特定标准规定的耐压强度。在此确定载流导体的绝缘和离外壳的安全距离是否正常。原则上，该高电压测试应在与绝缘电阻测试相同的节点进行。然而，该测试通过比普通运行下的运行电压更高的测试电压进行。该测试电压可以是交流电压也可以是直流电压，并且通常在略低于千伏的范围内。

因此，如果击穿电压高于进行高电压测试的电压，并且由此在电子装置的后续的元件中由所不期望的电能产生能量消减或能量吸收的提高，则该电子装置可能由于过电压或过电流而超过需要的负载并可能受损，这样将使特别是在要求高测试电压的情况下成功通过冲击电压测试(浪涌测试)的难度显著增加。因此，由于仅为高电压测试的要求而提高击穿电压，因而期望的气体放电管的保护效果不复存在。

因此，本实用新型涉及一种对电子装置的适当的保护，其通过例如气体放电管的保护装置对抗过电压脉冲(浪涌脉冲)，并同时能够提供高电压可测试性。由于在高压测试中，通过施加(缓慢)上升的测试电压使电压以限定的电压斜坡上升至预定的测试电压、来对设备的耐压强度进行测试，因此当检测不到相应的电流时，视为通过测试。然而，如果电子装置中存在例如气体放电管的保护元件，则该保护元件必须设置为在测试过程中当电压缓慢上升时不发生响应(击穿)，否则该测试视为未通过。

因此，保护元件通常必须以较高耐压强度(击穿电压)设置，然而这样却无法达到所期望的保护效果。于是，击穿电压不利地高于测试电压，并由此也远高于电子装置的正常运转所要求的耐压强度。

相反，在浪涌测试时，要求气体放电管尽量早和尽量快地响应，以使得该气体放电管的实际所需的保护作用、即出现过电压脉冲时的能量吸收作用达到最佳。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服前述缺点并设置一种过电压保护电路，其为电机的电子装置提供改进的保护，并同时能够通过测试绝缘强度的高压测试。

这种目的通过根据技术方案1所述的过电压保护电路和相应的方法得以实现。