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防雷击开关电路设计案例

来源:未知2014-09-18作者:黄小冰
[摘要] 随着城市经济的发展,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因,信号系统浪涌电压的主要来源...
华强安防网讯】     随着城市经济的发展,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因,信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。金属物体(如电话线)受到这些干扰信号的影响,会使传输中的数据产生误码,影响传输的准确性和传输速率。如何设计防雷电路、防雷击开关等成为仪表研发的关键问题。

防雷击开关电路设计案例

    本文所设计的是一种基于压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路,并将其应用到仪表的开关电源上。整个电路包括防雷电路和开关电源电路,其中防雷电路采用3个压敏电阻和一个陶瓷气体放电管组成复合式对称电路,共模、差摸全保护。与经典的开关电源电路组成防雷仪表的电源电路,采用压敏电阻并联,延长使用寿命,在压敏电阻短路失效后与开关电源电路分离,不会引起失火。

    为了实现上述目的所采取的设计方案是:将压敏电阻和陶瓷气体放电管的单相并联式抗雷击浪涌电路应用到仪表的电源上。主要分为防雷电路部分和开关电源电路部分,电路简单,采用复合式对称电路,共模、差摸全保护,可以不分L、N端连接。使压敏电阻RV1位于贴片整流模块前端分别与电源L、N并联,主要来钳位L、N线间电压,压敏电阻RV0、RV2与陶瓷气体放电管FD1串联后接地,RV0与FD1串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流,RV2与FD1串联主要是泄放由信号口串人24V参考电位上的能量,RV0、RV2短路失效后,FD1可将其与电源电路分离,不会导致失火现象。RV1前端线路上串联了一个线绕电阻,当此RV1短路失效时,线绕电阻可起到保险丝的作用,将短路电路断开,压敏电阻属电压钳位型保护器件,其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要(选压敏电压高一点的,通流量大一些的更安全、耐用,故障率低);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,本电路中采用561k-10D的压敏电阻与陶瓷气体放电管串联来延长使用寿命和确保安全。

    防雷击开关在整个防雷电路中的作用是不容置疑的,陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,电路采用3RM470L-7.5-L,通流量为5000A。线绕电阻R1起限流分压作用;贴片整流模块为开关电源电路前端整流作用,C1为高压滤波电容,Y1为去耦电容,电阻R2和电容C2及VD2组成开关电源芯片MOS管的吸收钳位电路,保护芯片,开关电源芯片采用PI公司的TNY27系列,TR1为高频变压器,VD3、C3构成高频变压器次级滤波,U2、VD4、R3、R4、R5构成开关电源电路的反馈电路,可将变压器次级输出电压稳定在设计值,此防雷抗浪涌电路在实际使用中取得了较好的效果。
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