一種開關電源的防雷擊浪湧電路及應用其的開關電源的製作方法
2023-11-11 17:55:22 2
專利名稱：一種開關電源的防雷擊浪湧電路及應用其的開關電源的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種開關電源，尤其涉及一種開關電源的防雷擊浪湧電路。
背景技術：
雷擊作為一種必可避免的自然現象，會產生具有能量大小的衝擊電壓，一般在 1000至3000V之間，一方面由於電子設備內部結構高度集成化(VLSI超大規模集成電路晶片)，從而造成設備耐壓、耐過電流的水平下降，對雷電的承受能力下降；另一方面，傳遞至電子設備內部的如此大的衝擊電壓遠遠高於電子設備內部的半導體器件的耐壓值，損壞半導體器件，進而使整個電子設備(如各類電源)無法正常工作。參考圖1，所示為採用現有技術的應用於電源中的一種防雷擊浪湧電流的實現方案。在該實現方案中，開關電源包括EMI濾波網絡102，整流橋103，濾波電容104和電壓轉換電路105，來產生一定的電信號來驅動負載106。在交流輸入端AC和EMI濾波網絡102 之間添加一壓敏電阻101來吸收雷擊時所產生的衝擊電壓。但是，壓敏電阻101能夠吸收的能量有限，並且可重複利用的次數也有限，使得電源在受雷擊衝擊時，可靠性並不能滿足要求，損害的可能性非常大，尤其是雷擊脈衝的情況。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種應用於電源的新型的防雷擊浪湧電路，其通過設置在電源中的一無源吸收網絡來吸收雷擊時產生的衝擊電壓，來保證衝擊電壓不會損壞電源中的元器件。依據本發明的一實施例的應用於開關電源的防雷擊浪湧電路，包括一連接在所述開關電源的整流電路和濾波電容之間的無源吸收網絡；當發生雷擊浪湧時，產生的浪湧電流通過所述無源吸收網絡釋放；當沒有雷擊浪湧時，所述無源吸收網絡不工作。優選的，所述無源吸收網絡包括串聯連接在整流電路的兩個輸出端之間的第一二極體和第一電容，還包括與所述第一電容並聯連接的第一電阻；當發生雷擊浪湧時，所述浪湧電流通過所述第一二極體向所述第一電容充電，當充電結束後，所述第一電容中的能量通過第一電阻釋放。優選的，所述無源吸收網絡包括串聯連接在整流電路的兩個輸出端之間的第二二極體和第二電容，還包括與所述第二二極體並聯連接的第二電阻；當發生雷擊浪湧時，所述浪湧電流通過所述第二二極體向所述第二電容充電，當充電結束後，所述第二電容中的能量通過第二電阻和開關電源中的後續電路釋放。依據本發明的一實施例的一種開關電源，包括以上所述的任一防雷擊浪湧電路， 所述開關電源為AC-DC隔離型或者非隔離型拓撲結構。依據本發明的應用於電源中的防雷擊浪湧電路，電路結構簡單有效，提高了電源的防雷擊浪湧的能力，增加了電源的可靠性。
圖I所示為採用現有技術的具有防雷擊電路的電源的原理框圖；圖2所示為依據本發明的第一實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖；圖3所示為依據本發明的第二實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖；圖4所示為依據本發明的第三實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的幾個優選實施例進行詳細描述，但本發明並不僅僅限於這些實施例。本發明涵蓋任何在本發明的精髓和範圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對本發明有徹底的了解，在以下本發明優選實施例中詳細說明了具體的細節，而對本領域技術人員來說沒有這些細節的描述也可以完全理解本發明。參考圖2，所示為依據本發明的第一實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖。在該實施例中，與現有技術不同的是，採用一連接在整流電路103和濾波電容104之間的無源吸收網絡201來吸收發生雷擊時所產生的浪湧電流。當沒有雷擊浪湧時，所述無源吸收網絡不工作，電源的其他組成部分正常工作，產生相應的電信號來驅動負載106。採用圖2所示的無源吸收網絡，電路結構簡單有效，提高了電源的防雷擊浪湧的能力，增加了電源的可靠性。參考圖3，所示為依據本發明的第二實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖。在該實施例中，所述電壓轉換電路採用由變壓器Tl，功率開關管S 1，輸出二極體D6 和輸出電容C6組成的隔離型反激式拓撲結構來驅動LED燈。無源吸收網絡301具體包括二極體D5，電容C3和電阻R1，其中，二極體D5的陽極連接至整流電路的第一輸出端和濾波電容C5的第一端的公共連線上，陰極連接至電容C3的一端；電容C3的另一端連接至地；電阻Rl與電容C3並聯連接。當發生雷擊浪湧時，浪湧電壓通過二極體D5向電容C3充電。另外，電容C3可以選用電容值較大的電解電容，此時，當雷擊的能量進入到電容 C3後，電容C3的電壓並不會發生很明顯的變化，從而實現對直流母線電壓的箝位，避免發生直流母線突然變得很大的現象。當雷擊浪湧結束後，電容C3儲存的能量通過電阻Rl釋放。可見，採用圖3所述的無源吸收網絡301能夠很好的吸收雷擊產生的巨大的衝擊電壓(浪湧電流)，提高了電源的可靠性。參考圖4，所示為依據本發明的第三實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源的原理框圖。在該實施例中，所述電壓轉換電路採用由電感L3，功率開關管S2，二極體D7和輸出電容C7組成的非隔離型拓撲結構；無源吸收網絡401具體包括二極體D5』，電容C3』和電阻R1』，其中，二極體D5』的陽極連接至整流電路的第一輸出端和濾波電容C5』的第一端的公共連線上，陰極連接至電容C3』的一端；電容C3』的另一端連接至地；電阻R1』與二極體 D5』並聯連接。當發生雷擊浪湧時，浪湧電壓通過二極體D5』向電容C3』充電，同時把整流電路輸出的直流母線電壓進行箝位；當雷擊浪湧結束後，電容C3儲存的能量通過電阻R1』 和後面的電路網絡(如二極體D7和功率開關管S2等)釋放。以上對依據本發明的優選實施例的具有防雷擊浪湧電路的電源進行了詳盡描述，本領域普通技術人員據此可以推知其他技術或者結構以及電路布局、元件等均可應用於所述實施例；如電源的拓撲結構可以為隔離型或者非隔離型拓撲結構等。依照本發明的實施例如上文所述，這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施例。顯然，根據以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。
權利要求
1.一種應用於開關電源的防雷擊浪湧電路，其特徵在於，包括一連接在所述開關電源的整流電路和濾波電容之間的無源吸收網絡；當發生雷擊浪湧時，產生的浪湧電流通過所述無源吸收網絡釋放；當沒有雷擊浪湧時，所述無源吸收網絡不工作。
2.根據權利要求I所述的防雷擊浪湧電路，其特徵在於，所述無源吸收網絡包括串聯連接在整流電路的兩個輸出端之間的第一二極體和第一電容，還包括與所述第一電容並聯連接的第一電阻；當發生雷擊浪湧時，所述浪湧電流通過所述第一二極體向所述第一電容充電，當充電結束後，所述第一電容中的能量通過第一電阻釋放。
3.根據權利要求I所述的防雷擊浪湧電路，其特徵在於，所述無源吸收網絡包括串聯連接在整流電路的兩個輸出端之間的第二二極體和第二電容，還包括與所述第二二極體並聯連接的第二電阻；當發生雷擊浪湧時，所述浪湧電流通過所述第二二極體向所述第二電容充電，當充電結束後，所述第二電容中的能量通過第二電阻和開關電源中的後續電路釋放。
4.一種開關電源，其特徵在於，包括權利要求1-3所述的任一防雷擊浪湧電路，所述開關電源為AC-DC隔離型或者非隔離型拓撲結構。
全文摘要
本發明涉及一種開關電源的防雷擊浪湧電路，包括一連接在所述開關電源的整流電路和濾波電容之間的無源吸收網絡；當發生雷擊浪湧時，產生的浪湧電流通過所述無源吸收網絡釋放；當沒有雷擊浪湧時，所述無源吸收網絡不工作。依據本發明的開關電源的防雷擊浪湧電路，電路結構簡單有效，提高了電源的防雷擊浪湧的能力，增加了電源的可靠性。
文檔編號H02H9/04GK102594112SQ20121005597
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者張曉峰 申請人:杭州樂圖光電科技有限公司