一种防雷电路的制作方法

一种防雷电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电源保护技术领域，特别涉及一种防雷电路。
【背景技术】
[0002]目前，电源模块通常设置在电源机柜中，在雷雨季节电源机柜可能遭受雷击，为了避免雷击对电源机柜中的电源模块的损害，需要在电源模块中设置防雷电路。
[0003]如图1-1所示，现有技术中存在一种防雷电路，包括:EMC(Electro MagneticCompatibility，电磁兼容性)滤波电路I (图中虚线框以外的部分)和共模防护电路S2(图中虚线框以内的部分)。EMC滤波电路I包括第三压敏电阻RV3、第一共模电感L1、第一保险丝F1、第二保险丝F2、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5。共模防护电路S2包括第一气体放电管G1、第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2。其中，第一保险丝Fl、第一电容Cl和第二电容C2的一端均与火线连接，第二电容C2的另一端与地线连接，第一电容Cl的另一端、第三电容C3和第二保险丝F2的一端均与零线连接，第三电容C3的另一端与地线连接，第一保险丝Fl的另一端与第三压敏电阻RV3、第二压敏电阻RV2以及第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第二保险丝F2的另一端与第三压敏电阻RV3的另一端以及第一压敏电阻RVl和第一共模电感LI的第二绕组的一端连接，第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2的另一端与第一气体放电管Gl的一端连接，第一气体放电管Gl的另一端与地线连接，第四电容C4的一端与第一共模电感LI的第一绕组的另一端连接，第四电容C4的另一端与地线连接；第五电容C5的一端与第一共模电感LI的第二绕组的另一端连接，第五电容C5的另一端与地线连接。
[0004]当遭受雷击时，会在火线与地线、零线与地线以及火线与零线之间产生很大的雷击电压，且会在火线和零线上产生很大的雷击电流，雷击电流沿火线和零线流动，以及沿共模防护电路S2向地线流动。其中，当雷击电压升高到高于第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2以及第一气体放电管Gl的动作电压后，第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2以及第一气体放电管Gl会导通，即共模防护电路S2导通，导通后将雷击电流从第一压敏电阻RVl、第二压敏电阻RV2以及第一气体放电管Gl回到地线旁路，并将雷击电压钳位在第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2的钳位电压值。如此使得通过后级电路的电流和电压都限制在较小的值，以保护后级电路不被损坏，从而达到防雷的效果。
[0005]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0006]当过大的雷击电流流经共模防护电路S2时，随着时间的延长第一气体放电管Gl以及第一压敏电阻RVl和第二压敏电阻RV2会发热起火，导致电源模块被烧毁，甚至导致电源机柜发生火灾。

【发明内容】

[0007]为了避免电源模块被烧毁，以及避免电源机柜发生火灾，本发明提供了一种防雷电路。所述技术方案如下:
[0008]第一方面，一种防雷电路，所述防雷电路包括:
[0009]电磁兼容性EMC滤波电路和电压钳位电路；
[0010]所述电压钳位电路并联在所述EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端；
[0011 ] 当所述共模电感的感应电压超过所述电压钳位电路对应的动作电压后，所述电压钳位电路导通，并将所述感应电压钳位在所述电压钳位电路对应的钳位电压。
[0012]结合第一方面，在上述第一方面的第一种实现方式中，
[0013]所述电压钳位电路包括钳位器件；
[0014]所述钳位器件的一端与所述一绕组的一端连接，所述钳位器件的另一端与所述一绕组的另一端连接。
[0015]结合第一方面的第一种实现方式，在上述第一方面的第二种实现方式中，
[0016]所述钳位器件包括气体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻或电容。
[0017]结合第一方面的第一种实现方式，在上述第一方面的第三种实现方式中，
[0018]所述电压钳位电路还包括电阻；
[0019]所述电阻的一端与所述一绕组的一端连接，所述电阻的另一端与所述钳位器件的一端连接，所述钳位器件的另一端与所述一绕组的另一端连接。
[0020]结合第一方面，在上述第一方面的第四种实现方式中，
[0021]所述防雷电路包括多个电压钳位电路，所述EMC滤波电路包括多个共模电感，电压钳位电路与共模电感一一对应，且所述共模电感两端并联其对应的电压钳位电路。
[0022]结合第一方面，在上述第一方面的第五种实现方式中，所述防雷电路还包括耦合绕组；
[0023]所述耦合绕组缠绕在所述共模电感的磁芯上，所述耦合绕组的一端与所述电压钳位电路的一端连接，所述耦合绕组的另一端与所述电压钳位电路的另一端连接。
[0024]在本发明实施例中，防雷电路包括EMC滤波电路和电压钳位电路；该电压钳位电路并联在EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端；当该共模电感的感应电压超过该电压钳位电路对应的动作电压后，该电压钳位电路导通，并将该感应电压钳位在该电压钳位电路对应的钳位电压。由于电压钳位电路并联在共模电感的一绕组的两端，使得火线与地线以及零线与地线之间均未构成回路，因此雷击电流无法从火线流向地线或从零线流向地线，从而避免了雷击电流长时间流经火线与地线或零线与地线之间的元器件，避免了这些元器件发热起火，进而避免了电源模块被烧毁或电源机柜发生火灾。
【附图说明】
[0025]图1-1是现有技术提供的一种防雷电路的示意图；
[0026]图1-2是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第一示意图；
[0027]图2是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第二示意图；
[0028]图3是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第三示意图；
[0029]图4是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第四示意图；
[0030]图5是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第五示意图；
[0031]图6是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第六示意图；
[0032]图7是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第七示意图；
[0033]图8是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第八示意图；
[0034]图9是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第九示意图；
[0035]图10是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第十示意图；
[0036]图11是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第十一示意图；
[0037]图12是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第十二示意图；
[0038]图13是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第十三示意图；
[0039]图14是本发明实施例1提供的一种防雷电路的第十四示意图；
[0040]图15是本发明实施例2提供的一种防雷电路的第一示意图；
[0041]图16是本发明实施例2提供的一种防雷电路的第二示意图。
[0042]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0043]I:EMC滤波电路，2和3:电压钳位电路，21:钳位器件，S2:共模防护电路，
[0044]Fl:第一保险丝，F2:第二保险丝，Rl:第一电阻，
[0045]Cl:第一电容，C2:第二电容，C3:第三电容，C4:第四电容，C5:第五电容，C6:第六电容，C7:第七电容，C8:第八电容，
[0046]RVl:第一压敏电阻，RV2:第二压敏电阻，RV3:第三压敏电阻，RV4:第四压敏电阻 ，
[0047]Gl:第一气体放电管，G2:第二气体放电管，
[0048]L1:第一共模电感，L2:第二共模电感，Wl:第一耦合绕组，W2:第二耦合绕组，
[0049]RTl:热敏电阻，TVSl:瞬态抑制二极管。
【具体实施方式】
[0050]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0051]实施例1
[0052]如图1-2和2所示，本发明实施例提供了一种防雷电路，包括:EMC滤波电路I和电压钳位电路2。
[0053]电压钳位电路2并联在EMC滤波电路I中的第一共模电感LI的一绕组的两端，图1-2中电压钳位电路2并联在第一共模电感LI的第一绕组的两端，图2中电压钳位电路2并联在第一共模电感LI的第二绕组的两端；
[0054]当第一共模电感LI的感应电压超过电压钳位电路2对应的动作电压后，电压钳位电路2导通，并将该感应电压钳位在电压钳位电路2对应的钳位电压。
[0055]其中，电压钳位电路2具有其对应的动作电压和钳位电压。当电压钳位电路2两端的电压小于或等于其动作电压时，电压钳位电路2处于断开状态，当电压钳位电路2两端的电压大于其动作电压时，电压钳位电路2导通，电流经电压钳位电路2流至后级电路中。此时若电压钳位电路2两端的电压继续增大，电压钳位电路2会对其两端的电压进行钳位，将其两端的电压钳位在其对应的钳位电压。
[0056]其中，当该防雷电路遭受雷击时，会在火线与地线、火线与零线以及零线与地线之间产生很大的雷击电压，且会在火线和零线上产生很大的雷击电流，脉冲的雷击电流流过第一共模电感LI，且由于电流的变化，会使第一共模电感LI上感应出很高的感应电压。由于电压钳位电路2与第一共模电感LI的第一绕组并联，则电压钳位电路2两端的电压也为该感应电压，该感应电压很大，远远超过了电压钳位电路2对应的动作电压。电压钳位电路2对其两端的电压进行钳位，将其两端的电压钳位在其对应的钳位电压。该钳位电压远远小于第一共模电感LI的感应电压，从而避免了第一共模电感LI感应出更高的电压，降低了雷击对电源模块的危害，达到了防雷的效果。
[0057]另外，由于去除了现有技术如图1-1中的共模防护电路S2中包括的第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第一气体放电管G1，使得火线与地线以及零线与地线之间均未构成回路，因此雷击电流无法从火线流向地线或从零线流向地线，从而避免了雷击电流长时间流经火线与地线或零线与地线之间的元器件，避免了这些元器件发热起火，进而避免了电源模块被烧毁或电源机柜发生火灾。
[0058]其中，如图3所示，电压钳位电路2包括钳位器件21，钳位器件21的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，钳位器件21的另一端与第一共模电感LI的第一绕组的另一端连接。其中，钳位器件21具有动作电压和钳位电压，当第一绕组两端的电压大于钳位器件21的动作电压时，钳位器件21会将第一绕组两端的电压钳位在钳位器件21的钳位电压，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0059]其中，在本发明实施例中，钳位器件21包括气体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻或电容等具有钳位特性的元器件。具有钳位特性的元器件都具有动作电压和钳位电压，都可以对元器件两端的电压进行钳位。
[0060]如图4所示，钳位器件21为第二气体放电管G2，第二气体放电管G2的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第二气体放电管G2的另一端与第一绕组的另一端连接。一开始第二气体放电管G2两端的电压小于其动作电压，第二气体放电管G2是开路的，在防雷电路遭受雷击时，第一共模电感LI的感应电压超过第二气体放电管G2的动作电压，第二气体放电管G2击穿导通，电流从第二气体放电管G2流至后级电路，此时第二气体放电管G2将第一共模电感LI两端的电压钳位在其钳位电压，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0061]优选地，第二气体放电管G2选用低压小电流容量的气体放电管，通过低压小电流容量的气体放电管将第一共模电感LI的感应电压钳位在一个较小的钳位电压。
[0062]如图5所示，钳位器件21为瞬态抑制二极管TVS1，瞬态抑制二极管TVSl的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，瞬态抑制二极管TVSl的另一端与第一绕组的另一端连接。一开始瞬态抑制二极管TVSl两端的电压小于其动作电压，瞬态抑制二极管TVSl是开路的，在防雷电路遭受雷击时，第一共模电感LI的感应电压超过瞬态抑制二极管TVSl的动作电压，瞬态抑制二极管TVSl击穿导通，电流从瞬态抑制二极管TVSl流至后级电路，此时瞬态抑制二极管TVSl将第一共模电感LI两端的电压钳位在其钳位电压，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0063]如图6所示，钳位器件21为第四压敏电阻RV4，第四压敏电阻RV4的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第四压敏电阻RV4的另一端与第一绕组的另一端连接。一开始第四压敏电阻RV4两端的电压小于其动作电压，第四压敏电阻RV4的阻抗很大，电压钳位电路2是开路的，在防雷电路遭受雷击时，第一共模电感LI的感应电压超过第四压敏电阻RV4的动作电压，第四压敏电阻RV4的阻抗变的很小，电压钳位电路2导通，电流从第四压敏电阻RV4流至后级电路，此时第四压敏电阻RV4将第一共模电感LI两端的电压钳位在其钳位电压，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0064]如图7所示，钳位器件21为第六电容C6，第六电容C6的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第六电容C6的另一端与第一绕组的另一端连接。由于电容对电压的变化有抑制作用，当第一共模电感LI上感应出很高的感应电压时，第六电容C6会抑制其两端的电压变化率，会将第六电容C6两端的电压钳位在一个较小的值，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0065]其中，如图8所示，在本发明实施例中，电压钳位电路2还包括第一电阻Rl，第一电阻Rl的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第一电阻Rl的另一端与钳位器件21的一端连接，钳位器件21的另一端与第一绕组的另一端连接。
[0066]其中，当防雷电路遭受雷击时，由于雷击电流非常大，第一共模电感LI具有阻碍电流的作用，所以当电压钳位电路2导通后，大部分的雷击电流会经过电压钳位电路2流至后级电路。为了避免过大的电流对后级电路中的元器件的损害，电压钳位电路2中还包括第一电阻R1，第一电阻Rl用于衰减流经电压钳位电路2的电流，以使通过电压钳位电路2后的电流变小，从而保护后级电路免受过大电流的损害。其中，第一电阻Rl可以为热敏电阻或固定电阻等。
[0067]如图9所示，电压钳位电路2包括第一电阻Rl和第二气体放电管G2，第一电阻Rl的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第一电阻Rl的另一端与第二气体放电管G2的一端连接，第二气体放电管G2的另一端与第一绕组的另一端连接。其中，如图10所示，第一电阻Rl为热敏电阻RTl。
[0068]如图11所示，电压钳位电路2包括第一电阻Rl和瞬态抑制二极管TVSl，第一电阻Rl的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第一电阻Rl的另一端与瞬态抑制二极管TVSl的一端连接，瞬态抑制二极管TVSl的另一端与第一绕组的另一端连接。
[0069]如图12所示，电压钳位电路2包括第一电阻Rl和第四压敏电阻RV4，第一电阻Rl的一端与第一 共模电感LI的第一绕组的一端连接，第一电阻Rl的另一端与第四压敏电阻RV4的一端连接，第四压敏电阻RV4的另一端与第一绕组的另一端连接。
[0070]如图13所不，电压钳位电路2包括第一电阻Rl和第六电容C6，第一电阻Rl的一端与第一共模电感LI的第一绕组的一端连接，第一电阻Rl的另一端与第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端与第一绕组的另一端连接。
[0071]进一步地，如图14所示，该防雷电路还包括第一耦合绕组W1，第一耦合绕组Wl缠绕在第一共模电感LI的磁芯上，第一耦合绕组Wl的一端与电压钳位电路2的一端连接，第一耦合绕组Wl的另一端与电压钳位电路2的另一端连接。
[0072]其中，第一共模电感LI包括磁芯、第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组均绕在同一个磁芯上。在该磁芯上再绕上一根绕组，即得到第一耦合绕组W1，且第一耦合绕组Wl在该磁芯上的缠绕圈数与第一绕组和第二绕组的缠绕圈数均相同。由于共模电感的电磁感应特性，以同样的缠绕圈数绕在同一磁芯上的所有绕组的感应电压相同。所以第一共模电感LI包括的第一绕组和第二绕组以及第一耦合绕组Wl两端的电压都相同。当第一耦合绕组Wl两端的感应电压超过电压钳位电路2对应的动作电压时，电压钳位电路2对第一耦合绕组Wl两端的电压进行钳位，将第一耦合绕组Wl两端的电压钳位在电压钳位电路2对应的钳位电压，从而使第一共模电感LI两端的电压钳位在该钳位电压，以避免第一共模电感LI感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0073]其中，在本发明实施例中，去掉了现有技术中的共模防护电路S2，在第一共模电感LI的一绕组两端并联了电压钳位电路2。当有共模雷击电压加在火线对地线或零线对地线上时，由于电源模块前端有系统防雷器(本发明图中未画出)，到达电源模块的共模电压可以控制在4KV以下。当浪涌电压过来时，由于没有了原来的共模防护电路S2，在火线、零线和一次侧电路对地线之间形成一个4KV的浪涌电压，由于浪涌电压是一个瞬态电压，因此会在第一共模电感LI上感应出一个很高的感应电压，该感应电压叠加在火线、零线和一次侧电路对地线之间，因此电源模块内的实际电压远大于4KV，该实际电压会对电源模块造成损害。本发明中，在第一共模电感LI的一绕组两端并联电压钳位电路2，可以将共模电感两端的电压钳位在该电压钳位电路2对应的钳位电压，通常在几百伏内。从而使一次侧电路对地线的共模电压控制在4KV浪涌电压加该钳位电压，再配合PCB (Printed CircuitBoard,印制电路板)布板控制一次侧电路对地线的绝缘爬电距离，从而做到共模浪涌隔离防护，取消了共模防护电路S2，从而解决了共模防护电路包括的元器件起火的问题。
[0074]另外，在现有技术中，共模的气体放电管的动作电压一般在1500V直流以下，电源模块的安规耐压测试标准为2121V直流和1500V交流。在进行耐压测试之前，需要先将气体放电管焊点和机壳连接的共模接地螺钉取下来。在将电源模块安装到电压机柜上测试耐压时，也需要向将该共模接地螺钉取下来。如此进行耐压测试时过程很复杂。而本发明中，取消了共模防护电路，因此在本发明提供的防雷电路中不存在该共模接地螺钉，在进行耐压测试时省去了取下共模接地螺钉的步骤，简化了测试过程。
[0075]在本发明实施例中，防雷电路包括EMC滤波电路和电压钳位电路；该电压钳位电路并联在EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端；当该共模电感的感应电压超过该电压钳位电路对应的动作电压后，该电压钳位电路导通，并将该感应电压钳位在该电压钳位电路对应的钳位电压。由于去除了现有技术如图1-1中的共模防护电路S2中包括的第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第一气体放电管G1，使得火线与地线以及零线与地线之间均未构成回路，因此雷击电流无法从火线流向地线或从零线流向地线，从而避免了雷击电流长时间流经火线与地线或零线与地线之间的元器件，避免了这些元器件发热起火，进而避免了电源模块被烧毁或电源机柜发生火灾。
[0076]实施例2
[0077]参见图15，本发明实施例提供了一种防雷电路，包括:EMC滤波电路和多个电压钳位电路；
[0078]EMC滤波电路包括多个共模电感，电压钳位电路与共模电感--对应，且共模电感的一绕组的两端并联其对应的电压钳位电路。
[0079]其中，当共模电感的感应电压超过其对应的电压钳位电路对应的动作电压后，该电压钳位电路导通，并将该感应电压钳位在该电压钳位电路对应的钳位电压。
[0080]其中，在图15中该防雷电路包括电压钳位电路2和3，EMC滤波电路包括第一共模电感LI和第二共模电感L2。该防雷电路还可以包括更多个电压钳位电路，EMC滤波电路还可以包括三个或更多个共模电感。
[0081]其中，电压钳位电路具有其对应的动作电压和钳位电压。当电压钳位电路两端的电压小于或等于其动作电压时，电压钳位电路处于断开状态，当电压钳位电路两端的电压大于其动作电压时，电压钳位电路导通，电流经电压钳位电路流至后级电路中。此时若电压钳位电路两端的电压继续增大，电压钳位电路会对其两端的电压进行钳位，将其两端的电压钳位在其对应的钳位电压。
[0082]其中，当该防雷电路遭受雷击时，会在火线与地线、火线与零线以及零线与地线之间产生很大的雷击电压，且会在火线和零线上产生很大的雷击电流，脉冲的雷击电流流过第一共模电感LI，且由于电流的变化，会使第一共模电感LI上感应出很高的感应电压。由于电压钳位电路2与第一共模电感LI的一绕组并联，则电压钳位电路2两端的电压也为该感应电压，该感应电压很大，远远超过了电压钳位电路2对应的动作电压。此时电压钳位电路2导通，很大一部分的雷击电流流经电压钳位电路2，随着电压的增大，电压钳位电路2对其两端的电压进行钳位，将其两端的电压钳位在其对应的钳位电压。由于第一共模电感LI的一绕组与电压钳位电路2并联，所以第一共模电感LI两端的电压也变为该钳位电压，该钳位电压远远小于第一共模电感LI的感应电压。
[0083]同样地，当电流流经第二共模电感L2时，第二共模电感L2也会感应出很高的感应电压。电压钳位电路3与第二共模电感L2的一绕组并联，该感应电压超过了电压钳位电路3对应的动作电压。此时电压钳位电路3导通，很大一部分电流流经电压钳位电路3，随着电压的增大，电压钳位电路3对其两端的电压进行钳位，将其两端的电压钳位在其对应的钳位电压。由于第二共模电感L2的一绕组与电压钳位电路3并联，所以第二共模电感L2两端的电压也变为该钳位电压，该钳位电压远远小于第二共模电感L2的感应电压。如此使得后级电路中的电压为雷击电压加上电压钳位电路2和3的钳位电压，从而避免了第一共模电感LI和第二共模电感L2感应出更高的电压，降低了雷击对电源模块的危害，达到了防雷的效果。
[0084]另外，由于去除了现有技术如图1-1中的共模防护电路S2中包括的第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第一气体放电管G1，使得火线与地线以及零线与地线之间均未构成回路，因此雷击电流无法从火线流向地线或从零线流向地线，从而避免了雷击电流长时间流经火线与地线或零线与地线之间的元器件，避免了这些元器件发热起火，进而避免了电源模块被烧毁或电源机柜发生火灾。
[0085]其中，在本发明实施例中，该防雷电路包括的多个电压钳位电路中的每个电压钳位电路都同实施例1中的电压钳位电路，每个电压钳位电路都包括钳位器件，电压钳位电路包括的钳位器件的一端与该电压钳位电路对应的共模电感的一绕组的一端连接，该钳位器件的另一端与该共模电感的该绕组的另一端连接。当该共模电感两端的电压大于钳位器件的动作电压时，钳位器件会将该共模电感两端的电压钳位在该钳位 器件的钳位电压，以避免该共模电感感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0086]其中，钳位器件可以为气体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻或电容等具有钳位特性的元器件。具有钳位特性的元器件都具有动作电压和钳位电压，都可以对元器件两端的电压进行钳位。
[0087]其中，在本发明实施例中，该防雷电路包括的多个电压钳位电路中的每个电压钳位电路都同实施例1中的电压钳位电路，每个电压钳位电路都还包括电阻，电压钳位电路包括的电阻的一端与该电压钳位电路对应的共模电感的一绕组的一端连接，该电阻的另一端与该电压钳位电路包括的钳位器件的一端连接，该钳位器件的另一端与该共模电感的该绕组的另一端连接。
[0088]其中，当防雷电路遭受雷击时，由于雷击电流非常大，共模电感具有阻碍电流的作用，所以当该共模电感对应的电压钳位电路导通后，大部分的雷击电流会经过该电压钳位电路流至后级电路。为了避免过大的电流对后级电路中的元器件的损害，该电压钳位电路中还包括电阻，该电阻用于衰减流经该电压钳位电路的电流，以使通过该电压钳位电路后的电流变小，从而保护后级电路免受过大电流的损害。其中，该电阻可以为热敏电阻或固定电阻等。
[0089]进一步地，如图16所示，该防雷电路还包括多个耦合绕组，耦合绕组与共模电感一一对应，且耦合绕组缠绕在其对应的共模电感的磁芯上，该耦合绕组的一端与该共模电感对应的电压钳位电路的一端连接，该耦合绕组的另一端与该电压钳位电路的另一端连接。
[0090]其中，在图16中该防雷电路包括第一耦合绕组Wl和第二耦合绕组W2。第一耦合绕组Wl缠绕在第一共模电感LI的磁芯上，第一耦合绕组Wl的一端与电压钳位电路2的一端连接，第一耦合绕组Wl的另一端与电压钳位电路2的另一端连接。第二耦合绕组W2缠绕在第二共模电感L2的磁芯上，第二耦合绕组W2的一端与电压钳位电路3的一端连接，第二耦合绕组W2的另一端与电压钳位电路3的另一端连接。
[0091]其中，由于共模电感的电磁感应特性，以相同的缠绕圈数绕在同一磁芯上的所有绕组的电压相同。所以耦合绕组两端的电压与共模电感其他绕组两端的电压相同。当耦合绕组两端的感应电压超过电压钳位电路对应的动作电压时，电压钳位电路对耦合绕组两端的电压进行钳位，将耦合绕组两端的电压钳位在电压钳位电路对应的钳位电压，从而使共模电感两端的电压钳位在该钳位电压，以避免共模电感感应出更高的电压，避免雷击对电源模块造成的危害。
[0092]其中，在本发明实施例中，去掉了现有技术中的共模防护电路，在共模电感的一绕组两端并联了电压钳位电路。当有共模雷击电压加在火线对地线或零线对地线上时，由于电源模块前端有系统防雷器(本发明图中未画出)，到达电源模块的共模电压可以控制在4KV以下。当浪涌电压过来时，由于没有了原来的共模防护电路，在火线、零线和一次侧电路对地线之间形成一个4KV的浪涌电压，由于浪涌电压是一个瞬态电压，因此会在共模电感上感应出一个很高的感应电压，该感应电压叠加在火线、零线和一次侧电路对地线之间，因此电源模块内的实际电压远大于4KV，该实际电压会对电源模块造成损害。本发明中，在共模电感的一绕组两端并联电压钳位电路，可以将共模电感两端的电压钳位在该电压钳位电路对应的钳位电压，通常在几百伏内。从而使一次侧电路对地线的共模电压控制在4KV浪涌电压加该钳位电压，再配合PCB (Printed Circuit Board，印制电路板)布板控制一次侧电路对地线的绝缘爬电距离，从而做到共模浪涌隔离防护，取消了共模防护电路，从而解决了共模防护电路包括的元器件起火的问题。
[0093]另外，在现有技术中，共模的气体放电管的动作电压一般在1500V直流以下，电源模块的安规耐压测试标准为2121V直流和1500V交流。在进行耐压测试之前，需要先将气体放电管焊点和机壳连接的共模接地螺钉取下来。在将电源模块安装到电压机柜上测试耐压时，也需要向将该共模接地螺钉取下来。如此进行耐压测试时过程很复杂。而本发明中，取消了共模防护电路，因此在本发明提供的防雷电路中不存在该共模接地螺钉，在进行耐压测试时省去了取下共模接地螺钉的步骤，简化了测试过程。
[0094]在本发明实施例中，防雷电路包括EMC滤波电路和电压钳位电路；该电压钳位电路并联在EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端；当该共模电感的感应电压超过该电压钳位电路对应的动作电压后，该电压钳位电路导通，并将该感应电压钳位在该电压钳位电路对应的钳位电压。由于去除了现有技术如图1-1中的共模防护电路S2中包括的第一压敏电阻RV1、第二压敏电阻RV2和第一气体放电管G1，使得火线与地线以及零线与地线之间均未构成回路，因此雷击电流无法从火线流向地线或从零线流向地线，从而避免了雷击电流长时间流经火线与地线或零线与地线之间的元器件，避免了这些元器件发热起火，进而避免了电源模块被烧毁或电源机柜发生火灾。
[0095]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0096]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种防雷电路，其特征在于，所述防雷电路包括: 电磁兼容性EMC滤波电路和电压钳位电路； 所述电压钳位电路并联在所述EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端； 当所述共模电感的感应电压超过所述电压钳位电路对应的动作电压后，所述电压钳位电路导通，并将所述感应电压钳位在所述电压钳位电路对应的钳位电压。2.如权利要求1所述的防雷电路，其特征在于， 所述电压钳位电路包括钳位器件； 所述钳位器件的一端与所述一绕组的一端连接，所述钳位器件的另一端与所述一绕组的另一端连接。3.如权利要求2所述的防雷电路，其特征在于， 所述钳位器件包括气体放电管、瞬态抑制二极管、压敏电阻或电容。4.如权利要求2所述的防雷电路，其特征在于， 所述电压钳位电路还包括电阻； 所述电阻的一端与所述一绕组的一端连接，所述电阻的另一端与所述钳位器件的一端连接，所述钳位器件的另一端与所述一绕组的另一端连接。5.如权利要求1-4任一项权利要求所述的防雷电路，其特征在于， 所述防雷电路包括多个电压钳位电路，所述EMC滤波电路包括多个共模电感，电压钳位电路与共模电感一一对应，且所述共模电感两端并联其对应的电压钳位电路。6.如权利要求1-4任一项权利要求所述的防雷电路，其特征在于，所述防雷电路还包括耦合绕组； 所述耦合绕组缠绕在所述共模电感的磁芯上，所述耦合绕组的一端与所述电压钳位电路的一端连接，所述耦合绕组的另一端与所述电压钳位电路的另一端连接。
【专利摘要】本发明公开了一种防雷电路，属于电源保护技术领域。所述防雷电路包括：电磁兼容性EMC滤波电路和电压钳位电路；所述电压钳位电路并联在所述EMC滤波电路中的共模电感的一绕组的两端；当所述共模电感的感应电压超过所述电压钳位电路对应的动作电压后，所述电压钳位电路导通，并将所述感应电压钳位在所述电压钳位电路对应的钳位电压。本发明提供的防雷电路能够避免电源模块被烧毁以及避免电源机柜发生火灾。
【IPC分类】H02H9/04
【公开号】CN104882870
【申请号】CN201510093731
【发明人】陈保国, 陈潘
【申请人】华为技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年3月3日