CN207368658U - Plc产品6kv浪涌防护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PLC产品6KV浪涌防护电路，包括浪涌防护电路，所述浪涌防护电路的line‑to‑line防护电路包括压敏电阻VR1，压敏电阻VR1的两端分别连接火线电路的输出端和零线电路的输出端；浪涌防护电路的line‑to‑earth防护电路包括压敏电阻VR2、VR3、气体放电管G1、G2，其中压敏电阻VR2和气体放电管G1串联后接于火线电路输入端以及地线电路输入端之间，压敏电阻VR3和气体放电管G2串联后接于零线电路输入端以及地线电路输入端之间。本实用新型在浪涌电压来临时，气体放电管先泄放浪涌电流，压敏电阻的分压作用使放电管息弧，避免放电管不能息弧而烧毁；气体放电管的结电容小于1pf，与压敏电阻串联后结电容小于1pf，对2～68MHz的PLC信号的最大衰减不超过1dB，不会影响PLC吞吐量。

Description

PLC产品6KV浪涌防护电路

技术领域

本实用新型属于PLC产品领域，具体涉及一种PLC产品6KV浪涌防护电路。

背景技术

PLC(Power Line Communication)即电力猫，是一款基于电力线传输信号的设备。PLC产品设计上分为信号板、电源板和插头版，其信号带宽频率为2

～86MHz。在line-to-line及line-to-earth 6KV雷击测试等级要求下，必须对后端IC电路做浪涌保护，同时该浪涌保护电路又不能影响PLC的吞吐量性能。若仅用压敏电阻等单一防浪涌的方式，由于压敏电阻的结电容很大，会对PLC信号有很大的衰减，极大地影响PLC吞吐量；若单用气体放电管GDT做浪涌防护，由于电源口始终有220V/50Hz市电存在，则放电管动作时不会息弧，导致放电管烧毁。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种在实现浪涌防护的同时可有效避免对PLC产品吞吐量造成影响的PLC产品6KV浪涌防护电路。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种PLC产品6KV浪涌防护电路，包括用于扩充外接电源插头的插头板电路，AC toDC电源板以及浪涌防护电路，所述插头板电路包括火线电路、零线电路以及地线电路，所述浪涌防护电路包括line-to-line防护电路以及line-to-earth防护电路，其中line-to-line防护电路包括压敏电阻VR1，压敏电阻VR1的两端分别连接于插头电路板上的火线电路的输出端和零线电路的输出端；line-to-earth防护电路包括压敏电阻VR2、VR3、气体放电管G1、G2，其中压敏电阻VR2和气体放电管G1串联后接于AC to DC电源板上的火线电路输入端以及地线电路输入端之间，压敏电阻VR3和气体放电管G2串联后接于AC to DC电源板上的零线电路输入端以及地线电路输入端之间。

进一步的，所述插头板电路的火线电路的输入端和输出端之间串联电感L5，零线电路的输入端和输出端之间串联电感L4，火线电路的输出端和零线电路的输出端之间并联电容C1，电感L4、L5以及电容C1构成π型滤波器。

优选的，所述压敏电阻VR1-VR3选用误差10％、压敏电压为560V的压敏电阻器。

优选的，所述气体放电管G1-G2选用误差20％、动作电压为470V、结电容小于1pf的气体放电管。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本实用新型的line-to-earth防护电路由压敏电阻和气体放电管串联组成，当浪涌电压来临时，气体放电管先动作泄放浪涌电流，由压敏电阻的分压作用使放电管息弧进而恢复至高阻抗状态，避免放电管不能息弧而烧毁；采用结电容小于1pf的气体放电管，使与压敏电阻串联后结电容小于1pf，对2～68MHz的PLC信号的最大衰减不超过1dB，不会影响PLC吞吐量。

附图说明

图1是本实用新型浪涌防护电路原理图；

图2是本实用新型插头板电路原理图；

图3是本实用新型AC to DC电源板上部分电路图。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型做进一步详细描述：

本实用新型是一种PLC产品6KV浪涌防护电路，PLC产品由AC to DC电源板、信号板和插头电路板组成，插头电路板用于扩充外接的电源插头，方便其他电器接入到电网中。为了实现防浪涌保护，本实用新型设计了浪涌防护电路，所述浪涌防护电路应用于插头电路板与AC to DC电源板，对PLC产品进行保护。

如图1所示，所述浪涌防护电路包括line-to-line防护电路以及line-to-earth防护电路，其中line-to-line防护电路包括压敏电阻VR1，其应用于插头板电路的浪涌防护，所述压敏电阻VR1的两端分别连接于插头电路板上的火线电路的输出端和零线电路的输出端。其中line-to-earth防护电路包括压敏电阻VR2、VR3、气体放电管G1、G2，其中压敏电阻VR2和气体放电管G1串联后接于AC to DC电源板上的火线电路输入端以及地线电路输入端之间，压敏电阻VR3和气体放电管G2串联后接于AC to DC电源板上的零线电路输入端以及地线电路输入端之间。

如图2所示，所述插头板电路的火线电路的输入端和输出端之间串联电感L5，零线电路的输入端和输出端之间串联电感L4，火线电路的输出端和零线电路的输出端之间并联电容C1，电感L4、L5以及电容C1构成π型滤波器。

工作原理

图2为PLC插头板电路原理图，用于解释说明图1电路的电气连接关系。L、N和PE分别为市电220V/50Hz的火线、零线和地线的网络标号，L1和N1为火线和零线经过L5和L4两颗功率电感器件后的网络标号。

该6KV浪涌防护电路涉及到的元器件有气体放电管G1、G2及压敏电阻VR1、VR2和VR3。其中VR2和G1串联后连接到火线L和地线PE之间，用于防火线到大地的浪涌电压；VR3和G2串联后接到零线N和地线PE之间，用于防零线到大地的浪涌电压；压敏电阻VR1一端接到N1信号线上，另一端接到L1信号线上，用于防火线和零线之间的line-to-line的浪涌电压。压敏电阻VR1、VR2和VR3优先选用误差10％、压敏电压为560V的压敏电阻器，例如：型号可选为14D561K。气体放电管G1和G2优先选用误差20％、动作电压为470V的气体放电管；例如：可选用东光微电公司的DG2R470L器件，动作电压为470V±20％。

图2中的电感L4、L5以及电容C1组成PLC的插头板电路，其中L4、L5和C1组成一个π型LC滤波器，C1为X2等级的安规电容。

对于line-to-line的雷击防护，采用压敏电阻VR1单独防护，保护安规电容C1。图3为电源板AC-to-DC部分原理图，仅用于解释说明line-to-line雷击防护原理，当line-to-line雷击发生时，由于图3中的L204、L205的电感量(100uH)远大于图2中的L4、L5的电感量(2uH)，因此雷击能量主要集中在插头板，插头板上压敏电阻VR1动作，泄放掉雷击能量，保护安规电容C1。

同时，VR1还可以起到增加插头板滤波性能的作用，压敏电阻VR1(14D561K)的结电容为390pf，C1为0.1uf，两者并联电容量增大，根据截止频率公式C增大，滤波器的截止频率减小。

对于line-to-earth的雷击防护,VR2和G1及VR3和G2组成的电路可有效防护。根据通常情况下的气体放电管和压敏电阻规格书可知，气体放电管绝缘电阻为GΩ级别，压敏电阻绝缘电阻为MΩ级别，当浪涌电压来临时，根据分压原理，放电管先动作，此时气体放电管内部惰性气体电离，产生弧光，绝缘阻抗迅速变低，以泄放浪涌电流，由于有压敏电阻的作用，220VAC分压在放电管两端电压很小，使得放电管息弧，恢复至高阻抗状态。

压敏电阻和气体放电管的组合另一个作用就是可以尽可能在实现雷击防护的作用下减小对PLC信号的衰减，气体放电管的结电容小于1pf，压敏电阻的结电容为390pf，串联后结电容小于1pf，对2～68MHz的PLC信号影响很小，在PLC信号带宽频率内最大衰减不超过1dB。

Claims (4)

1.一种PLC产品6KV浪涌防护电路，包括用于扩充外接电源插头的插头板电路，AC toDC电源板以及浪涌防护电路，所述插头板电路包括火线电路、零线电路以及地线电路，其特征在于：所述浪涌防护电路包括line-to-line防护电路以及line-to-earth防护电路，其中line-to-line防护电路包括压敏电阻VR1，压敏电阻VR1的两端分别连接于插头电路板上的火线电路的输出端和零线电路的输出端；line-to-earth防护电路包括压敏电阻VR2、VR3、气体放电管G1、G2，其中压敏电阻VR2和气体放电管G1串联后接于AC to DC电源板上的火线电路输入端以及地线电路输入端之间，压敏电阻VR3和气体放电管G2串联后接于AC to DC电源板上的零线电路输入端以及地线电路输入端之间。

2.根据权利要求1所述的PLC产品6KV浪涌防护电路，其特征在于所述插头板电路的火线电路的输入端和输出端之间串联电感L5，零线电路的输入端和输出端之间串联电感L4，火线电路的输出端和零线电路的输出端之间并联电容C1，电感L4、L5以及电容C1构成π型滤波器。

3.根据权利要求1或2所述的PLC产品6KV浪涌防护电路，其特征在于所述压敏电阻VR1-VR3选用误差10％、压敏电压为560V的压敏电阻器。

4.根据权利要求1或2所述的PLC产品6KV浪涌防护电路，其特征在于所述气体放电管G1-G2选用误差20％、动作电压为470V、结电容小于1pf的气体放电管。