技术摘要：
本发明涉及一种直流电源强瞬态电磁脉冲防护装置，包括金属本体和设置于所述金属本体两侧的直流输入端口和直流输出端口，所述金属本体开设有腔体，所述腔体内设置有直流防护电路，所述直流防护电路包括第十一电感、第十二电感和第十一瞬态抑制二极管，所述第十一电感一  全部
背景技术：
在各类电子、电气装置与设施中，直流电源是关键的供能部件。随着5G无线通信技 术、人工智能技术和万物互联的时代到来，各类电子、电气装置和设施正在广泛应用于人类 的生产生活中，形成了各种复杂多变的电磁环境，直流电源作为关键部件就被置于复杂多 变的电磁环境中，极易遭受各类强瞬态电磁脉冲的侵扰甚至损坏，从而影响电子、电气装置 与设施的正常工作。综合当前强瞬态电磁脉冲防护技术与工程应用，直流（DC）传输线路极 易遭受微秒级（us）慢速前沿强瞬态电磁脉冲（如雷电电磁脉冲LEMP）的侵扰，也更容易受到 纳秒级（ns）或皮秒级（ps）快速前沿强瞬态电磁脉冲（如核电磁脉冲NEMP/HEMP、高功率微波 脉冲HPM）的侵扰。 在直流电源强瞬态电磁脉冲防护技术的研究和应用中，慢速前沿强瞬态电磁脉冲 的并联防护技术研究和工程实践相对丰富成熟；而对于其他类的快速前沿强瞬态电磁脉冲 防护技术还处于起步阶段，现有直流电源慢速前沿强瞬态电磁脉冲的并联防护技术方案因 响应速度过慢，难以对纳秒级（ns）或皮秒级（ps）快速前沿前沿强瞬态电磁脉冲进行防护。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种直流电源强瞬态电磁脉冲防护装置，具有响应速度快、防 护成本低、防护性能高等特点。 本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的： 一种直流电源强瞬态电磁脉冲防护装置，包括金属本体和设置于所述金属本体两侧的 直流输入端口和直流输出端口，所述金属本体开设有腔体，所述腔体内设置有直流防护电 路，所述直流防护电路包括第十一电感L11、第十二电感L12和第十一瞬态抑制二极管 TVS11，所述第十一电感L11一端作为所述直流防护电路的输入端J1并连接所述直流输入端 口，所述第十一电感L11另一端连接所述第十二电感L12一端和所述第十一瞬态抑制二极管 TVS11一端，所述第十二电感L12另一端作为所述直流防护电路的输出端J2并连接所述直流 输出端口，所述第十一瞬态抑制二极管TVS11另一端连接所述金属本体。 通过采用上述技术方案，能为直流电源设备提供芯-地强瞬态电磁脉冲防护，提高 直流电源设备的强瞬态电磁脉冲防护性能和可靠性，利用第十一瞬态抑制二极管TVS11做 一级限压防护，提高了响应速度，响应速度可达皮秒级，从而提高了各类直流工作电压电源 的可靠性。 本发明在一较佳示例中还提供一种直流电源强瞬态电磁脉冲防护装置，包括金属 本体和设置于所述金属本体两侧的直流输入端口和直流输出端口，所述金属本体开设有腔 体，所述腔体内设置有直流防护电路，所述直流防护电路包括第二十一电感L21、第二十二 4 CN 111555253 A 说　明　书 2/9 页 电感L22、第二十三电感L23、第一气体放电管G1和第二十一瞬态抑制二极管TVS21，所述第 二十一电感L21一端作为所述直流防护电路的输入端J1并连接所述直流输入端口，所述第 二十一电感L21另一端连接所述第二十三电感L23一端和所述第一气体放电管G1一端，所述 第二十三电感L23另一端连接所述第二十一瞬态抑制二极管TVS21一端和所述第二十二电 感L22一端，所述第二十二电感L22另一端作为所述直流防护电路的输出端J2并连接所述直 流输出端口，所述第一气体放电管G1另一端和所述第二十一瞬态抑制二极管TVS21另一端 连接所述金属本体。 通过采用上述技术方案，能为直流电源设备提供芯-地强瞬态电磁脉冲防护，提高 直流电源设备的强瞬态电磁脉冲防护性能和可靠性，利用第一气体放电管G1和第二十一瞬 态抑制二极管TVS21做二级限压防护，提高了响应速度，响应速度可达皮秒级，从而提高了 各类直流工作电压电源的可靠性。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直流防护电路还包括第二十二瞬 态抑制二极管TVS22，所述第一气体放电管G1另一端串联所述第二十二瞬态抑制二极管 TVS22后连接所述金属本体。 通过采用上述技术方案，利用第一气体放电管G1与第二十二瞬态抑制二极管 TVS22串联，解决第一气体放电管G1的续流问题，使所述防护装置适用于工作在24VDC以上 电压，并通用于各类电压等级的直流电压电源，有利于稳定极间电容和分布电容；同时，更 有助于提高第一气体放电管G1的熄弧能力，从而提高整个防护装置的可靠性与实用性。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括固定于所述腔体内壁的接地导 体板，所述第一气体放电管G1另一端和所述第二十一瞬态抑制二极管TVS21另一端连接所 述接地导体板。 通过采用上述技术方案，所述接地导体板是由如黄铜镀锡板、金属化过孔相连的 电路板等整块导体构成，由金属螺钉固定在所述腔体内壁上形成良好的接地，将所述直流 防护电路的接地端下拉到接地导体板形成接地泄放通道。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直流防护电路还包括第三十二瞬 态抑制二极管TVS32，所述第三十二瞬态抑制二极管TVS32替换所述第二气体放电管G2。 通过采用上述技术方案，克服气体放电管的防护技术存在的响应速度慢、残余电 压高、可靠性差、维护成本高等缺点，采用瞬态抑制二极管，提高了响应速度，响应速度可达 皮秒级，从而提高了各类直流工作电压电源的可靠性。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直流防护电路的输入端J1到所述 第三十一瞬态抑制二极管TVS31的电路与所述直流防护电路的输出端J2到所述第三十一瞬 态抑制二极管TVS31的电路是对称的。 通过采用上述技术方案，直流防护电路的输入端J1与直流防护电路的输出端J2可 以互换，即直流输入端口和直流输出端口可以互换，没有浪涌输入端和输出保护端的极性 区别，便于安装，并消除因极性接反而导致防护失效的人为失误。 本发明在一较佳示例中还提供一种直流电源强瞬态电磁脉冲防护装置，包括金属 本体和设置于所述金属本体两侧的直流输入端口和直流输出端口，所述金属本体开设有腔 体，所述腔体内设置有直流防护电路，所述直流防护电路包括第三十一电感L31、第三十二 电感L32、第三十三电感L33、第三十四电感L34、第二气体放电管G2、第三十一瞬态抑制二极 5 CN 111555253 A 说　明　书 3/9 页 管TVS31和第三十三瞬态抑制二极管TVS33，所述第三十一电感L31一端作为所述直流防护 电路的输入端J1并连接所述直流输入端口，所述第三十一电感L31另一端连接所述第三十 三电感L33一端和所述第二气体放电管G2一端，所述第三十三电感L33另一端连接所述第三 十三瞬态抑制二极管TVS33一端和所述第三十四电感L34一端，所述第三十四电感L34另一 端连接所述第三十一瞬态抑制二极管TVS31一端和所述第三十二电感L32一端，所述第三十 二电感L32另一端作为所述直流防护电路的输出端J2并连接所述直流输出端口，所述第二 气体放电管G2另一端、所述第三十一瞬态抑制二极管TVS31另一端和所述第三十三瞬态抑 制二极管TVS33另一端连接所述金属本体。 通过采用上述技术方案，能为直流电源设备提供芯-地强瞬态电磁脉冲防护，提高 直流电源设备的强瞬态电磁脉冲防护性能和可靠性，利用第二气体放电管G2、第三十一瞬 态抑制二极管TVS31和第三十三瞬态抑制二极管TVS33做三级限压防护，提高了响应速度， 响应速度可达皮秒级，从而提高了各类直流工作电压电源的可靠性，利用串联多级扼流电 感的推挽作用，推动各类强瞬态电磁脉冲能量吸收器件先后动作协同配合，将有害能量彻 底泄放，实现芯-地之间的精细防护，能有效地防护各类强瞬态电磁脉冲对直流电源装置的 冲击。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述直流防护电路还包括第三十二瞬 态抑制二极管TVS32，所述第二气体放电管G2另一端串联所述第三十二瞬态抑制二极管 TVS32后连接所述金属本体。 通过采用上述技术方案，克服单一气体放电管的防护技术存在的响应速度慢、残 余电压高、可靠性差、维护成本高等缺点；利用第二气体放电管G2与第三十二瞬态抑制二极 管TVS32串联，解决第二气体放电管G2的续流问题，使所述防护装置适用于工作在24VDC以 上电压，并通用于各类电压等级的直流电压电源，有利于稳定极间电容和分布电容；同时， 更有助于提高第二气体放电管G2的熄弧能力，从而提高整个防护装置的可靠性与实用性。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括固定于所述腔体内壁的接地导 体板，所述第二气体放电管G2另一端、所述第三十一瞬态抑制二极管TVS31另一端和所述第 三十三瞬态抑制二极管TVS33另一端连接所述接地导体板。 通过采用上述技术方案，所述接地导体板是由如黄铜镀锡板、金属化过孔相连的 电路板等整块导体构成，由金属螺钉固定在所述腔体内壁上形成良好的接地，将所述直流 防护电路的接地端下拉到接地导体板形成接地泄放通道。 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括金属盖板和金属接地螺孔，所 述金属盖板覆盖所述腔体形成密封结构，所述金属接地螺孔开设于所述金属本体或金属盖 板上。 通过采用上述技术方案，使所述防护装置具有结构紧凑、密封性好、屏蔽性能好等 优点，可以在各类电子、电气装备和设施上灵活可靠地安装，能提高所述防护装置的电磁屏 蔽性能和接地性能。 综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果： 1.能为直流电源设备提供芯-地强瞬态电磁脉冲防护，提高直流电源设备的强瞬态电 磁脉冲防护性能和可靠性； 2.利用瞬态抑制二极管做一级或多级限压防护，提高了响应速度（可达皮秒级），从而 6 CN 111555253 A 说　明　书 4/9 页 提高了各类直流工作电压电源的可靠性； 3.利用气体放电管与瞬态抑制二极管串联，解决气体放电管的续流问题，使所述防护 装置适用于工作在24VDC以上电压，并通用于各类电压等级的直流电压电源，有利于稳定极 间电容和分布电容；同时，更有助于提高气体放电管的熄弧能力，从而提高整个防护装置的 可靠性与实用性； 4.利用串联多级扼流电感的推挽作用，推动各类强瞬态电磁脉冲能量吸收器件先后动 作协同配合，将有害能量彻底泄放，实现芯-地之间的精细防护，能有效地防护各类强瞬态 电磁脉冲对直流电源装置的冲击。 附图说明 图1是本发明一实施例的直流防护电路原理图。 图2是本发明另一实施例的直流防护电路原理图。 图3是本发明又一实施例的直流防护电路原理图。 图4是本发明再一实施例的直流防护电路原理图。 图5是本发明再一实施例的直流防护电路原理图。 图6是本发明再一实施例的防护装置结构示意图。 图7是本发明再一实施例的直流防护电路原理图。