[发明专利]浪涌电压抑制电路

说明书

本发明系关于一种能完全吸收浪涌能量的浪涌抑制电路，特别是指一种系以暂态浪涌电压抑制元件(Transients Voltage Surge Suppressors-TVSS)为主要构件的三层式对称型抑制电路，应用于供电系统，而具有快速浪涌抑制功能、与自动回复的高效率浪涌能量吸收的抑制电路，属于抑制浪涌干扰的技术范畴。

供电系统中的浪涌电压对于电气设备极具破坏力，一般在电源端设置过载保护或自动断电装置(如保险丝)，以切断供电的方式虽可达到部份防制效果，但此类装置在断开后需以人工回复或更换新品，不能自动回复，故大都只适用在220V以下家用供电系统中，但对于供电系统上突发性高电压、大电流，譬如雷电所造成的雷击干扰浪涌电压，或负载设备的开关启断、投入所引起的开关干扰浪涌电压等，却都无法有效抑制，而引起电气设备电源电路、数字电路、模拟电路等的损坏。

工业上大都利用浪涌保护元件(Surge Protection Device_SPD)作为电路保护；例如：

一、以金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor，MOV)，用箝位的方式把浪涌电压固定在某一范围以下，但是MOV动作后的残留浪涌电压与放电电流却任由它进入电气设备中；此方法对于工作电压低、动作速度快的精密电子设备无法有效保护，电子设备中大多数IC元件仍因此而损毁。如图1，图中所示是在MOV保护下，依然被残留浪涌所烧毁的IC线路板经电子显微镜放大图，由此可知MOV对于浪涌抑制仍有其不完备性。

二、以避雷管，用引导的方式把浪涌引导至它处，这种以牺牲别人保护自己的方式，并无法解决问题，且避雷管在某些负载变化下所引起的故障持续(Holdover)现象亦无法有效避免，因此容易出现故障而丧失保护效果。

因此可知，传统的浪涌抑制电路涌电压、电流方向着手抑制，始终难符完美实用。

为了解决此一问题，本发明一反传统，是以完全吸收浪涌的能量为着眼点，提供了一种浪涌抑制电路别是指一种系设计以对称结构型态的浪涌抑制器，具有可自动恢复、快速浪涌抑制、与浪涌能量完全吸收的高效率抑制电路，能有效解决低压供电系统的各种浪涌干扰问题，而具产业利用性。

本发明之主要目的，系为一种以三层混合应用TVSS之浪涌抑制器，依据本发明，对于感受性干扰浪涌与易损性干扰浪涌皆具有明显吸收、与抑制效果，并且浪涌能量之吸收率能达99.5％以上，而为一种前所未见之浪涌抑制电路。

本发明之另一目的，系为一种可商品化、单独使用在交流电源插座、或直流电源电路上，亦可与电气设备的电源电路、数字电路、模拟电路的输入端、输出端等并联使用的浪涌抑制器，以抑制电气设备中的各种干扰浪涌，使电气设备受到严密而安全的保护。

本发明的浪涌抑制电路，借助于由设于电气设备的电源电路、数字电路、模拟电路、控制电路中的浪涌电压抑制器，用于抑制浪涌电路，其中的抑制器以吸收浪涌电压能量的方式，由暂态浪涌电压抑制元件为主要构件，构成三层式对称型浪涌电压抑制器。其中，三层式对称型浪涌抑制器，系包括由半导体聚合开关与电路串联为第一层、由金属氧化物变阻器串联避雷管为第二层、由电感与金属氧化物变阻器所组成的T型抑制电路为第三层，所构成的三层式对称型抑制电路。

本发明的浪涌抑制电路，以前述TVSS构成三层对称型浪涌抑制器，能明确有效的吸收浪涌能量、抑制浪涌电压。又本发明实施例的结构，在实际制造、与应用上，可将三层式对称型浪涌抑制电路制成单体、或连接于电气设备，因而可供单独使用插在交流电源插座、或直流电源电路上，亦可与电气设备的电源电路、数字电路、模拟电路的输入端、输出端等并联使用，或可视需要，将三层式对称型浪涌抑制电路的各层电路分离，个别应用于上述电气设备的电路中，均得以由吸收浪涌能量的方式达到抑制各种干扰浪涌，使电气设备受到严密而完全保护的目的。

图1为IC线路被残留浪涌破坏，在电子显微镜下放大图。右下部分焦黑痕迹即为浪涌进入所造成。

图2为本发明实施例电路图。

图3系以0.5μS-100KHz 6KV振铃浪涌波进行浪涌时，聚合开关两端电压波形，上图为浪涌电流，下图为电压，显示电压值随电流大小变化而变化。

图4系以1.2/50μS，6KV、8/20μS，3KA组合波负极性浪涌浪涌时，聚合开关两端电压波形，上图为浪涌电流，下图为电压波形，显示电压值随电流上升而增加。

图5为聚合开关断开时间测试图，经测试结果聚合开关断开时间为31.7mS。