CN220342037U - 一种抗雷击浪涌电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种抗雷击浪涌电路，包括电压检测单元及控制单元，电压检测单元具有两个输入端与一个输出端，电压检测单元的两个输入端分别连接雷击浪涌采样点与基准电压，电压检测单元的输出端电性连接于控制单元；电压检测单元用于采集并处理雷击浪涌采样点及基准电压，然后将输出结果输出至控制单元，从而决定控制单元的输出状态，并利用控制单元输出状态，对驱动电路信号传递进行控制，防止雷击浪涌导致的过压或过流进入驱动电路，实现了稳定且有效的防护的效果，并且电路结构简单有效的降低的制作成本。

Description

一种抗雷击浪涌电路

技术领域

本实用新型涉及电路防护领域，具体地，涉及一种抗雷击浪涌电路。

背景技术

雷击浪涌是由于闪电、电子电气开关动作时而产生瞬态高压或大电流现象。雷击浪涌在电路中最终表现是出现过电压过电流现象，其能量可在瞬间烧毁电路上的器件。在家用电器的内部电路中，可能会出现雷击浪涌现象。单片机作为控制中心，与电器内部电路电性连接，通过接收或发送控制信号处理雷击电涌带来的过压或过流现象。但由于单片机处理雷击浪涌时可能会有延时，以至于电路内部元器件损坏，出现炸机情况。

因此，需要对此做相关措施的保护。在现有技术中，可通过更换处理速度更快的单片机，解决雷击浪涌的问题，但改进的成本较高，且不能保证稳定性。

实用新型内容

针对现有技术的不足，提供一种抗雷击浪涌电路。

为实现上述目的，本实用新型提供一种抗雷击浪涌电路，包括：电压检测单元及控制单元，电压检测单元具有两个输入端与一个输出端，电压检测单元的两个输入端分别连接雷击浪涌采样点与基准电压，电压检测单元的输出端电性连接于控制单元。

根据本实用新型的一实施方式，电压检测单元包括第一分压模块及第一电压比较模块，第一分压模块的两个输入端分别连接雷击浪涌采样点与基准电压，第一分压模块的输出端与第一电压比较模块电性连接，第一电压比较模块与控制单元电性连接。

根据本实用新型的一实施方式，第一分压模块包括多个电阻，第一比较模块包括第一电压比较器，雷击浪涌采样点与基准电压连接于多个电阻的一端，多个电阻的另端电性连接于第一电压比较器的输入端，第一电压比较器的输出端与控制单元电性连接。

根据本实用新型的一实施方式，控制单元包括第二分压模块及第二比较模块，第二分压模块与第二比较模块电性连接，电压检测单元的输出端电性连接于第二分压模块，基准电压连接于第二分压模块。

根据本实用新型的一实施方式，第二分压模块包括多个电阻及一个电容，第二比较模块包括第二电压比较器及第三电压比较器，多个电阻及电容电性连接于第二电压比较器及第三电压比较器的输入端，电压检测单元的输出端多个电阻及所述电容电性连接。

根据本实用新型的一实施方式，第一分压模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4，第一电压比较器的正向输入端与基准电压电性连接，第一电阻R1电性连接于两者之间；第一电压比较器的反向输入端与雷击浪涌采样点电性连接，第二电阻R2电性连接于两者之间，第三电阻R3的一端电性连接于第一电压比较器与第一电阻R1之间的节点，第四电阻R4的一端电性连接于第一电压比较器与第二电阻R2之间的节点，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端电性相连且公共接地，第一电压比较器的输出端与控制单元电性连接。

根据本实用新型的一实施方式，第二分压模块包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及电容C1，第一电压比较器的输出端分别连接第五电阻R5及电容C1，第五电阻R5及电容C1之间的节点电性连接于第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端共接于基准电压，第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端电性连接，且两者连接的中点分别连接于第二电压比较器及第三电压比较器的反向输入端，第七电阻R7的另一端与电容C1的另一端电性相连且公共接地。

根据本实用新型的一实施方式，第一电压比较器、第二电压比较器及第三电压比较器的型号均为LM393。

根据本实用新型的一实施方式，基准电压大小为+5V。

本实用新型的有益效果在于，电压检测单元1用于采集并处理雷击浪涌采样点及基准电压，然后将输出结果输出至控制单元，从而决定控制单元的输出状态，并利用控制单元输出状态，对驱动电路信号传递进行控制，防止雷击浪涌导致的过压或过流进入驱动电路，实现了稳定且有效的防护的效果，并且电路结构简单有效的降低的制作成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中的抗雷击浪涌的电路框图；

图2为实施例中的抗雷击浪涌电路图的具体应用框图。

附图标记说明

1-电压检测单元；2-控制单元；11-第一分压模块；12-第一比较模块；21-第二分压模块；22-第二比较模块。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，图1为抗雷击浪涌的电路框图。本实施例提供的一种抗雷击浪涌电路，其包括电压检测单元1及控制单元2。

电压检测单元1用于比较两输入电压的大小。具体的，电压检测单元具有两输入端及一输出端，其两输入端分别连接基准电压及雷击浪涌采样点，通过比较两者的大小，从而控制输出端的输出状态。

电压检测单元1的输出端与控制单元2电性连接。基准电压与雷击浪涌采样点经过电压检测单元1的比较后，电压检测单源的输出端输出一个信号，并且该信号传入控制单元2，从而控制该控制单元2的输出状态。

具体的，当雷击浪涌采样点的电压值大于基准电压的电压值时，电压检测单元1输出状态为低电平，导致控制单元2也输出状态也为低电平。

当雷击浪涌采样点的电压值小于基准电压的电压值时，电压检测单元1输出状态为高阻态，导致控制单元2的输出状态也为高阻态。

请参考图2，图2为抗雷击浪涌电路图的具体应用框图，本实施例中，将控制单元2的输出端则与驱动电路电性连接，用于控制驱动电路的信号传递状态。当电压检测单元1输出为低电平时，控制单元2输出端也输出为低电平。此时，驱动电路无法传输驱动信号，且快速关闭驱动，雷击浪涌所带来的过压或过流无法进入控制电路内，从而避免了雷击浪涌损坏电路的元器件的情况。

当电压检测单元1输出为高阻态时，控制单元2输出端也输出为高阻态。此时，驱动电路正常传输驱动信号并进行驱动控制。

其中，电压检测单元1包括第一分压模块11及第一电压比较模块12，第第一分压模块11用于对第一电压比较模块12的两个输入端的输入值进行分压。其中，第一分压模块11的两个输入端分别连接雷击浪涌采样点与基准电压，并且第一分压模块11的输出端与第一电压比较模块12电性连接，第一电压比较模块12的控制单元电性连接。

具体的，第一分压模块的一个输入端采集雷击浪涌采样点的电压值，第一分压模块的另一输入端采集基准电压，进一步的，将基准电压值设为+5V。

第一分压模块11包括了多个电阻，第一比较模块12包括了第一电压比较器，雷击浪涌采样点与基准电压连接于多个电阻的一端，多个电阻的另一端电性连接于第一电压比较器的输入端，并且第一电压比较器的输出端与控制单元电性连接。也即，雷击浪涌采样点与基准电压经过多个电阻后，进入入第一电压比较器的输入端。

具体的，第一分压模块11包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4。

第一电压比较器具有正向输入端和反向输入端，其正向输入端与基准电压电性连接，第一电阻R1电性连接于第一电压比较器的正向输入端与基准电压之间。进一步地，基准电压设定的值为+5V。本实施例中，第一电阻R1串联于基准电压与第一比较器的正向输入端之间，也即，第一电阻R1的一端作为输入端与基准电压电性连接。

第一电压比较器的反向输入端与雷击浪涌采样点电性连接，第二电阻R2电性连接于两者之间。本实施例中，第二电阻R2串联于第一比较器的反向输入端与雷击浪涌采样点之间，也即，第二电阻R2的一端作为雷击浪涌采样点的输入端，其另一端与第一电压比较器的反向端相连。

第一电阻R1与第二电阻R2分别作为基准电压及雷击浪涌采样点的输入端，避免直接连接损坏第一电压比较器，起到分压作用。

基准电压与雷击浪涌采样点分别经第一电阻R1与第二电阻R2输入后，需进一步分压后才输入第一电压比较器。第三电阻R3的一端电性连接于第一电压比较器与R1之间的节点，第四电阻R4的一端电性连接于第一电压比较器与R2之间的接待，并且第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的另一端电性相连，且公共接地。

基准电压与雷击浪涌取样点分别经过第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R2分压后，第一电压比较器的正向输入端采集经过分压后的基准电压，第一电压比较器的反向输入端采集分压后的雷击浪涌采样点的电压，并且第一电压比较器将两者的值进行比较，当正向输入端采集到的电压大于反向端采集到的电压时，第一电压比较器输出端为高阻态，当正向输入端采集到的电压小于反向输入端采集到的电压时，第一比较器输出为低电平。

第一电压比较器的输出端与控制单元2电性相连，且通过第一电压比较器的输出状态控制控制单元2。

请继续参考图2，控制单元2包括第二分压模块21及第二比较模块22，第二分压模块21与第二比较模块22电性连接，电压检测单元1的输出端电性连接于第二分压模块21。也即，第一电压比较器的输出端与第二分压模块21电性连接。

第二分压模块21包括多个电阻及一个电容，第二比较模块22包括第二电压比较器及第三电压比较器。

多个电阻与电容耦接，并且电压检测单元1的输出端电性连接于多个电阻与电容间的节点。多个电阻与电容之间的节点也与第二比较器及第三比较器的输入端电性连接。

具体的，第二分压模块21包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、电容C1、第二电压比较器及第三电压比较器。其中，第一电压比较器的输出端分别连接第五电阻R5及电容C1，并且第五电阻R5及电容C1之间的节点电性连接于第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端共接于基准电压。进一步的，基准电压的值为+5V。

第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端电性连接，且两者的中点分别连接于第二电压比较器及第三电压比较器的反向输入端，第七电阻R7的另一端与电动的另一端电性相连且公共接地。

第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端采集经第五电阻R5及电容C1分压的第一电压比较器的输出电压，第二电压比较器及第三电压比较器的反向输入端采集经第六电阻R6及第七电阻R7分压后的基准电压。也即，第二电压比较器的正向输入端输入的值与第三电压比较器正向输入端的值相同，第二电压比较器反向输入端输入的值与第三电压比较器反向输入端输入的值相同。

优选的，第一电压比较器、第二电压比较器及第三电压比较器的型号均为LM393。

当第一电压比较器的输出端输出为高阻态时，由于第五电阻R5接基准电压，第五电阻R5作为上拉电阻将第一电压比较器输出端的电压值拉高，因此，第一电压比较器的输出状态变为高电平。此时，电容C1开始充电，第一电压比较器的输出电压经第五电阻R2及电容C1分压，并输入第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端。基准电压经第六电阻R6及R7分压后分别输入第二电压比较器的反向输入端。

第二电压比较器及第三比较器将分别将输入端输入的值的相比较。当第一电压比较器的输出端输出高电平，第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端的值大于反向输入端的值。此时，第二电压比较器的输出端与第三电压比较器的输出端输出为高阻态。

当第一电压比较器输出端为低电平时，此时，电容C1放电。第二电压比较器及第三电压比较器的正向输入端的值小于反向输入端的值，第二电压比较器的输出端与第三比较器的输出端输出为低电平。

请继续参考图2，本实施例中，第二电压比较器的输出端与第三电压比较器的输出端分别电性连接于驱动电路。通过输出端输出的值，控制驱动电路的截止与导通状态。

当第二电压比较器与第三电压比较器输出为高阻态时，驱动电路为导通状态，当第二电压比较器与第三电压比较器输出为低电平时，驱动电路为截止状态。

具体地，单片机通过PWMH接口及PWML接口向IGBT驱动模块传递PPG信号。控制单元2的输出则连接于单片机与IGBT驱动模块之间。当雷击浪涌采样点的值大于基准电压值时，电压检测单元1输出低电平信号，控制单元2也输出为低电平，此时单片机无法向IGBT驱动模块传递PPG信号，进而关闭PPG驱动。使得雷击浪涌引起的瞬态高压无法进入驱动电路，对驱动电路进行保护。

当雷击浪涌采样点的值低于基准电压值时，电压检测单元1经过第五电阻R5作用后输出高电平信号，控制单元2输出为高阻态，此时单片机可向IGBT驱动模块正常传递PPG信号，驱动电路正常运行。

也即，当雷击浪涌采样点的值为正常值时，PPG信号传递正常，使得驱动电路正常运行；而当因雷击浪涌导致过流或过压现象时，通过将雷击浪涌采样点与基准电压分别经过电压检测单元1及控制单元2的处理，输出一个低电平信号，从而截止驱动电路的信号传递，防止过压或过流现象损坏电路内部及其元器件，进行了及时和有效的保护措施。

综上所述，电压检测单元1用于采集雷击浪涌采样点及基准电压，并经第一分压模块11分压后的值输入至第一电压比较器，第一电压比较器将两个值作比较，并将输出结果输出至控制单元2，从而决定控制单元2的输出状态，并利用控制单元2输出状态，对驱动电路信号传递或截止进行控制，从而防止雷击浪涌进入驱动电路内部，有效防止雷击浪涌损坏电路内部元器件的情况发生。

通过抗雷击浪涌电路，可以及时处理雷击浪涌导致的过压或过流现象，对雷击浪涌进行稳定且有效的防护，并且由多个电阻、三个LM393电压比较器及一个电容C1组成的抗雷击浪涌电路，降低了防护成本。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种抗雷击浪涌电路，其特征在于，包括：电压检测单元(1)及控制单元(2)，所述电压检测单元(1)具有两个输入端与一个输出端，所述电压检测单元(1)的两个输入端分别连接雷击浪涌采样点与基准电压，所述电压检测单元(1)的输出端电性连接于所述控制单元(2)。

2.根据权利要求1所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述电压检测单元(1)包括第一分压模块(11)及第一电压比较模块(12)，所述第一分压模块(11)的两个输入端分别连接所述雷击浪涌采样点与基准电压，所述第一分压模块(11)的输出端与所述第一电压比较模块(12)电性连接，所述第一电压比较模块(12)与所述控制单元(2)电性连接。

3.根据权利要求2所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，第一分压模块(11)包括多个电阻，所述第一电压比较模块(12)包括第一电压比较器，雷击浪涌采样点与基准电压连接于多个所述电阻的一端，多个所述电阻另一端电性连接于所述第一电压比较器的输入端，所述第一电压比较器的输出端与所述控制单元(2)电性连接。

4.根据权利要求3所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述控制单元(2)包括第二分压模块(21)及第二比较模块(22)，所述第二分压模块(21)与所述第二比较模块(22)电性连接，所述电压检测单元(1)的输出端电性连接于所述第二分压模块(21)。

5.根据权利要求4所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第二分压模块(21)包括多个电阻及一个电容，所述第二比较模块(22)包括第二电压比较器及第三电压比较器，多个所述电阻及所述电容电性连接于所述第二电压比较器及所述第三电压比较器的输入端，所述电压检测单元(1)的输出端多个所述电阻及所述电容电性连接。

6.根据权利要求3所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第一分压模块(11)包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3及第四电阻R4，所述第一电压比较器的正向输入端与基准电压电性连接，所述第一电阻R1电性连接于两者之间；所述第一电压比较器的反向输入端与雷击浪涌采样点电性连接，所述第二电阻R2电性连接于两者之间，所述第三电阻R3的一端电性连接于所述第一电压比较器与所述第一电阻R1之间的节点，所述第四电阻R4的一端电性连接于所述第一电压比较器与所述第二电阻R2之间的节点，所述第三电阻R3的另一端与所述第四电阻R4的另一端电性相连且公共接地，所述第一电压比较器的输出端与所述控制单元电性连接。

7.根据权利要求5所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第二分压模块(21)包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7及电容C1，所述第一电压比较器的输出端分别连接所述第五电阻R5及所述电容C1，所述第五电阻R5及所述电容C1之间的节点电性连接于所述第二电压比较器及所述第三电压比较器的正向输入端，所述第五电阻R5的另一端与所述第六电阻R6的一端共接于基准电压，所述第六电阻R6的另一端与所述第七电阻R7的一端电性连接，且两者连接的中点分别连接于所述第二电压比较器及所述第三电压比较器的反向输入端，所述第七电阻R7的另一端与所述电容C1的另一端电性相连且公共接地。

8.根据权利要求5所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述第一电压比较器、所述第二电压比较器及所述第三电压比较器的型号均为LM393。

9.根据权利要求1所述的抗雷击浪涌电路，其特征在于，所述基准电压大小为+5V。