[实用新型]一种用于浪涌保护的带触发端空气放电气隙装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子及电器设备技术领域，更具体地说，涉及一种用于浪涌保护的带触发端空气放电气隙装置。

背景技术

防雷击、防浪涌是目前电子电器设备安全应用领域的一个重点技术方向。特别是对于电子电器设备本身的电源系统的防雷击和防浪涌要求，在相关设备领域已经建立了相关的国际和国家标准。如何满足这些标准，成为了这些设备领域内的设计、生产、装配、应用的重要课题。

雷击和浪涌的主要表现就是在极短的时间内，在传输导体上出现一个快速变化的高电压、大电流能量冲击，其瞬时功率可以达到数百到数千千瓦，甚至数十兆瓦的水平。当这些能量冲击直接作用于电子电器设备内的元件上的时候，相关元件无法承受这样大的能量冲击而出现损毁，从而导致设备损坏，甚至出现连锁事故，例如击穿设备绝缘保护，出现漏电人身伤害事故等。

雷击和浪涌的表现方法又有共模冲击和差模冲击两种模式。所谓差模冲击，是指在传输导体回路上产生的冲击，其典型表现就是在电力输入和火线和零线之间产生的高电压、大电流冲击；而共模冲击则是指发生在传输导体回路和某个公共基准参考点之间的冲击，例如在火零线和公共保护地之间产生的高电压、大电流冲击。差模冲击主要对设备输入级产生严重威胁，而共模冲击则可能击穿设备绝缘保护，导致设备内部漏电或外壳漏电，从而带来危险。

为此，人们研究了很多雷击和浪涌防护方案来避免其危害，目前最为常见的电源输入防雷单元是采用压敏电阻吸收元件和气体放电管组成的防护单元，对共模雷击和差模雷击进行防护。图1所示即为最常见的电路方案。

在图1所示方案中，压敏电阻MOV1、MOV2和气体放电管GDT构成共模防护单元，压敏电阻MOV3则承担差模防护功能。该方案的优点是电路简单，易于实现，成本低。其共模冲击保护的工作原理是当共模浪涌冲击来临时，保护地线（E）与火线（L）、或零线（N）之间的高压将GDT击穿，使其进入短路状态，压敏电阻MOV1和MOV2进入箝位状态，吸收强大的冲击电流，并将L、N对E的电压箝制在比较低的水平，从而实现对后级设备的共模保护。

但该方案同时也存在相当明显的缺点，在共模防护方面主要表现在：

浪涌保护启动所要求的放电电压与安全规定所要求的耐压测试电压存在矛盾。这个电路的共模保护启动电压是由压敏电阻箝位电压和气体放电管的击穿电压之和决定的，气体放电管的击穿分成直流击穿和脉冲击穿两种条件，一般来说，脉冲击穿电压要比直流击穿电压高数百伏到上千伏。这就出现了一个问题，对于一般电器来说，安全规范中的绝缘强度指标要求输入端的火线（L）、零线（N）与保护地线（E）之间能够承受一定的直流电压或交流电压，这个直流电压按安全级别分成若干档次，典型的电子电气设备要求在数千伏左右，例如3000V。按这个要求选择的压敏电阻和GDT组合必须保证在3000V的直流电压下维持数十秒到几分钟的时间，而且要保证其漏电流在毫安级以下。

这样一来，就会使得共模浪涌保护的启动电压提升到4KV以上。因为浪涌冲击是一个宽度在几十微秒到几百微妙的脉冲信号，满足3KV直流耐压测试要求的压敏电阻和GDT组合所对应的脉冲击穿电压往往需要4KV甚至更高。这样一来，低于4KV的浪涌冲击无法击穿GDT，也就无法实现共模浪涌保护功能，但这个幅度的浪涌冲击可能会对设备电路产生严重威胁。

为解决此问题，以往的带上述共模防雷电路的产品在进行安规测试时，需要将GDT断开，但新的安全规定要求已经不允许进行这样的操作。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种用于浪涌保护的带触发端空气放电气隙装置，具备较高的可靠性，并且可以实现直接吸收消耗大部分的雷击或浪涌能量，使得馈入目标设备的残余能量明显降低。同时，能够及时并可靠动作，缩短目标设备电源输入端的冲击承受时间。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于浪涌保护的带触发端空气放电气隙装置，包括：浪涌吸收电路、触发放电气隙、触发电路和主放电气隙；其中：

所述浪涌吸收电路分别与所述触发放电气隙、触发电路和主放电气隙电连接；

所述触发放电气隙分别与所述浪涌吸收电路、触发电路和主放电气隙电连接；

所述触发电路分别与所述浪涌吸收电路、触发放电气隙和主放电气隙电连接；

所述主放电气隙分别与所述浪涌吸收电路、触发放电气隙和触发电路电连接。

优选地，所述浪涌吸收电路包括：第一箝位吸收元件和第二压箝位吸收元件；

所述触发放电气隙包括：触发电极和第一主电极；