[实用新型]用于机车直流电源电器的浪涌保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路运输领域，更具体地，涉及一种用于机车直流电源电器的浪涌保护电路。

背景技术

浪涌就是瞬间超出稳定值的峰值，在电子电路中，浪涌主要是指电源刚开通的瞬间产生的强力脉冲，可能使电路在这一瞬间被烧坏，如PN结电容击穿、电阻烧断等。

雷击浪涌现象对机车直流电源电器有很强的破坏力，其瞬时尖峰电压可达数千伏，导致内部电路和元器件过压击穿，所产生的瞬时冲击电流可对电源电器设备造成永久性损坏，其产生的原因是雷电自然灾害或高压大容量开关器件动作。另外，电源电器的输入电路大都采用电容滤波电路，在输入电路通电瞬间，由于电容上的初始电阻为零会形成很大的瞬时冲击电流，以此种形式存在的浪涌能量对内部电路和元器件也会造成损坏，为此，机车直流电源电器必须在输入电路设置浪涌保护电路，以保证电源电器正常可靠运行。

目前机车直流电源电器浪涌保护方法有以下三种：1、在电源线的正负端直接跨接压敏电阻或压敏电阻与放电管的组合体，通过压敏电阻或压敏电阻与放电管的组合体来泄放浪涌能量；2、在电源线上串接电感线圈，形成扼流圈来抑制浪涌电压产生的破坏能量；3、在电源输入端通过取样电阻来获取浪涌电压信号，当浪涌电压高于设定阈值时控制MOS管或固态继电器等开关元件来泄放浪涌能量。

这三种方法的不足之处分别如下：

1、在电源线的正负端直接跨接压敏电阻或压敏电阻与放电管的组合体时，当浪涌电压发生时，流过压敏电阻的瞬时电流值将会很大，长期的瞬时冲击电流使得压敏电阻性能逐渐变坏，甚至发生烧毁而使电源电器失去浪涌保护；

2、通过在电源线上串接电感线圈形成扼流圈可以抑制浪涌能量，但电感线圈体积庞大，绕制繁琐，使得浪涌保护方法复杂；

3、通过取样电阻获取浪涌电压信号，并控制开关器件来泄放浪涌能量的方法所使用的器件繁多，增加了故障点数；

4、电源输入端没有熔断体保险电路，因为频繁的浪涌能量使得通过线路的瞬时电流很大，很容易将熔断体保险电路烧毁，更换熔断体保险电路将增加电源电器维护成本，但没有熔断体保险电路将不可避免由于内部电路发生短路而烧毁电源电器的可能。

同时，1和3所述的方法都是通过检测电源输入端的电压值来实现泄放浪涌能量的，即当电源输入端电压大于某个阈值时，器件导通实现泄放浪涌能量从而保护后续电路，但是，当通电瞬间，由于电路内部存在电容滤波电路而导致输入瞬时冲击电流，以此种形式存在的浪涌能量将无法得到泄放。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提出一种用于机车直流电源电器的浪涌保护电路，包括顺序连接的保险电路、缓冲电路、防反接电路和泄流电路，其中，电源正输入端连接保险电路，用于机车直流电源电器所有电路和元器件长时间过流或短路保护；防反接电路，用于防止直流电源正负端接反；泄流电路，用于当直流电源电器遭雷击浪涌时，迅速泄放浪涌能量；防反接电路的一端连接到缓冲电路的一端，防反接电路另一端连接到泄流电路的一端并作为浪涌保护电路的电源正输出端；泄流电路的另一端连接接到电源负输入端，并且作为浪涌保护电路的电源负输出端。

保险电路为过流保护器件，可采用普通保险管、普通熔断体或保险丝，用于整个电源的短路过流保护。

缓冲电路可采用自恢复保险丝，用于缓冲线路中突然增大的瞬时冲击电流，该冲击电流来自雷击浪涌电压或由于滤波电容通电瞬间短路造成的冲击电流。

防反接电路可采用二极管，对于直流电源电器必须保证电源正负端接线正确。

泄流电路可采用压敏电阻与放电管组合体并联于正负电源线上，当直流电源电器遭雷击浪涌时，压敏电阻与放电管的组合体将迅速导通泄放浪涌能量，同时压敏电阻与放电管的组合体也避免了采用单一压敏电阻存在漏电流的问题。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所有电路都采用无源分立元件搭建，均为普通常见元器件，所用数量少，体积小，价格便宜，但功能完善有效；

2、本实用新型在电源输入端有保险电路(熔断体)，能有效保护后续电路和元器件由于短路或长时间过流造成的损坏；

3、本实用新型所述的缓冲电路避免了由于雷击浪涌或瞬时尖峰电流导致熔断体发生熔断从而频繁更换熔断体的麻烦；

4、本实用新型所述的缓冲电路可有效降低雷击浪涌电流对压敏电阻的冲击作用，能有效延长其使用寿命；

5、本实用新型所述的泄流电路，可采用压敏电阻与放电管的组合体，避免采用单一压敏电阻产生漏电流，长时间漏电流不仅影响电路性能而且加速元件老化。

附图说明