CN100563076C - 一种直流防雷单元及其告警电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防雷单元，提供了一种直流防雷单元中的告警电路。所述直流防雷单元包括防雷主电路，及与所述防雷主电路相连的告警电路，所述告警电路包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，其特征在于，所述至少一路信号采样电路包括一个二极管和两个电阻，所述二极管的阳极与所述两个电阻的连接点相连；所述两个电阻中一电阻的非所述连接点的一端及所述二极管的阴极作为信号采样电路的两个输入端，并与所述防雷主电路相连；所述两个电阻中另一电阻的非所述连接点的一端作为信号采样电路的输出端，并与信号传递电路相连。本发明中信号采样电路得到了精简，从而减小了直流防雷单元的体积，便于安装和维修，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及防雷单元，更具体地说，涉及一种直流防雷单元及其告警电路。
背景技术
由于移动基站和户外基站处于雷电电磁脉冲暴露程度较高的环境中，雷电电磁脉冲会在通信电源的直流线路上感应出危险过电压，威胁到直流端口设备的安全；另外，当雷电流击中基站的外部防雷装置或基站附近的金属构筑物时，雷电流会被引导到大地泄放，入地的雷电流会将基站的地网电位抬高，也将威胁到直流端口设备的安全。因此需要一个直流防雷单元，用于对直流端口设备进行防护。
目前的直流防雷单元主要采用导轨式安装的模块式防雷器，其包括一个防雷主电路和一个告警电路，而该告警电路又分为信号采样电路和信号转换电路，其中信号采样电路用于对防雷主电路上熔丝故障状态进行采样，信号转换电路用于将采样信号转化为干结点告警信号。
但是现有技术的直流防雷单元中，其信号采样电路的设计比较复杂，势必会增加成本。而信号转换电路没有对信号采样电路进行保护，当信号采样电路中残压较高时容易损坏三极管，使得故障信号不能转化为干结点告警，导致告警电路失效。另外，现有技术中信号采样电路没有设计防雷主电路故障指示灯，而干结点告警输出只有常闭一种。
因此需要一种新的直流防雷单元及其告警电路，以精简告警电路从而降低成本，并进一步提高告警电路的安全性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流防雷单元，旨在解决现有技术的直流防雷单元存在的设计复杂、成本高，且安全性较低的问题。
本发明的目的还在于提供一种直流防雷单元中的告警电路，以更好地解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现发明目的，所述直流防雷单元包括防雷主电路，及与所述防雷主电路相连的告警电路，所述告警电路包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，所述至少一路信号采样电路包括一个二极管和两个电阻，所述二极管的阳极与所述两个电阻的连接点相连；
所述两个电阻中一电阻的非所述连接点的一端及所述二极管的阴极作为信号采样电路的两个输入端，并与所述防雷主电路相连；
所述两个电阻中另一电阻的非所述连接点的一端作为信号采样电路的输出端，并与信号传递电路相连。
优选地，所述防雷主电路的正负排之间包括至少一个支路结构，所述支路结构由至少一个慢熔断熔丝和至少一个压敏电阻组成。
优选地，所述防雷主电路的正负排之间包括两个支路结构，每个支路结构由所述两个慢熔断熔丝并联后与同样并联后的三个压敏电阻相连构成。
优选地，所述至少一路信号采样电路的输入端分别与所述防雷主电路的一个支路相连，其中一个输入端即二极管阴极通过慢熔断熔丝与防雷主电路的负排相连，另一个输入端与防雷主电路的正排相连。
优选地，所述至少一路信号采样电路的二极管是发光二极管。
优选地，所述信号传递电路包括两个电阻和一个三极管，所述两个电阻串联并连接在所述三极管的基极和发射极之间，两个电阻的连接点作为信号传递电路的输入端并与信号采样电路的输出端相连，所述三极管的集电极与信号转换电路的输入端相连。
优选地，所述信号转换电路包括一个继电器，所述继电器将信号传递电路传送的信号转换为干结点告警信号，并输出。
优选地，所述三极管和继电器两端并联有一个瞬态电压抑制二极管。
优选地，所述继电器两端还并联有一个瞬态电压抑制二极管。
为了更好地实现发明目的，所述直流防雷单元中的告警电路与直流防雷单元中的防雷主电路相连，其包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，所述至少一路信号采样电路包括一个二极管和两个电阻，所述二极管的阳极与所述两个电阻的连接点相连；
所述两个电阻中一电阻的非所述连接点的一端及所述二极管的阴极作为信号采样电路的两个输入端，并与所述防雷主电路相连；
所述两个电阻中另一电阻的非所述连接点的一端作为信号采样电路的输出端，并与信号传递电路相连。
本发明的直流防雷单元中，其告警电路包括至少一路信号采样电路，该信号采样电路仅包括一个二极管和两个电阻，因此极大地精简了告警电路的设计，降低了成本；此外，本发明在信号采样电路中设计有防雷主电路故障指示灯，且在干结点告警输出方面提供了常开、常闭两种方式，进一步完善了该直流防雷单元。
附图说明
图1是本发明中直流防雷单元的外观示意图；
图2是本发明中直流防雷单元的防雷主电路的结构图；
图3是本发明中直流防雷单元的告警电路的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的直流防雷单元包括防雷主电路，及与其相连的告警电路，该告警电路包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，而其中信号采样电路仅仅包括一个二极管和两个电阻，其结构相比于现有技术得到了极大的精简，从而减小了直流防雷单元的体积，便于安装和维修，降低了成本。
图1示出了本发明中直流防雷单元的外观，其具有一个指示灯和警报器，用于对故障进行告警指示。该防雷单元与电源相连，由图可知，V+连接系统正排，V-连接系统负排，PE连接系统PE排。
该直流防雷单元的内部电路结构包括防雷主电路和告警电路两部分，其将在图2及图3中分别进行详细说明。
图2示出了本发明中直流防雷单元的防雷主电路的结构。与图1一致，V-接系统负排，V+接系统正排，J1接系统PE排，正排和PE之间为放电管G1，该系统典型的可为直流48V系统。
该防雷主电路的正负排之间包括至少一个支路结构，该支路结构由至少一个慢熔断熔丝和至少一个压敏电阻组成。
在图2所示的实施例中，该防雷主电路的正排和负排之间为两路并联结构，每路包括三个并联的压敏电阻，与两个并联的慢熔断熔丝相连，具体为：在第一路中，三个压敏电阻RV1、RV2、RV3并联，两个慢熔断熔丝F1、F2并联；在第二路中，三个压敏电阻RV4、RV5、RV5并联，两个慢熔断熔丝F3、F4并联。
图3示出了本发明中直流防雷单元的告警电路的结构。本发明中，告警电路包括三部分：一个信号采样电路、一个信号传递电路、一个信号转换电路。其中：
(1)信号采样电路用于对防雷主电路上熔丝故障状态进行采样，并通过信号传递电路将采集到的故障信号传送给信号转换电路。
该信号采样电路可为多路(至少一路)，每路包括一个二极管和两个电阻，在一个实施例中，该二极管典型的可为发光二极管，用于对防雷主电路进行故障指示。如图3，第一路信号采样电路包括发光二极管D1，其阳极与电阻R1、R3的连接点相连，其阴极与R1的另一端作为该路信号采样电路的两个输入端并与防雷主电路相连，而R3的另一端作为该路信号采样电路的输出端并与信号传递电路相连；第二路信号采样电路包括发光二极管D2，其阳极与电阻R2、R4的连接点相连，其阴极与R2的另一端作为该路信号采样电路的两个输入端并与防雷主电路相连，而R2的另一端作为该路信号采样电路的输出端并与信号传递电路相连。该采样电路与现有技术的采样电路相比，非常简洁。
在图2及图3的实施例中，信号采样电路的输入端分别与防雷主电路的一个支路相连，其中一个输入端即二极管(例如D1)阴极通过慢熔断熔丝与防雷主电路的负排相连，另一个输入端R1与防雷主电路的正排相连。
(2)信号传递电路包括两个电阻R5、R6和一个三极管Q1，这两个电阻R5、R6串联，并连接在三极管Q1的基极和发射极之间，电阻R5、R6的连接点作为信号传递电路的输入端并与信号采样电路的输出端相连，三极管Q1的集电极与信号转换电路的输入端相连。
(3)信号转换电路包括一个继电器RLY，用于将信号传递电路传送的信号，也即防雷主电路上熔丝故障状态转换为一个干结点告警信号。
在图3所示的实施例中，该继电器RLY与三极管Q1相连，两者的两端则并联有一个瞬态电压抑制二极管(Transient Voltage Suppressors，TVS)D4，而该继电器RLY两端还并联有一个瞬态电压抑制二极管D3。其中，瞬态电压抑制二极管D4用于对三极管Q1进行保护，防止其被高压击穿。本发明中将防雷主电路上熔丝故障状态转换为一个干结点告警信号时，有常开、常闭两种方式。
本发明利用该防雷单元防雷的过程中，利用告警电路进行防护的机制是：
当防雷单元正常工作，指示灯D1/D2的2端为低电位，那么在指示灯D1/D2两端产生一个电位差，指示灯亮。三极管Q1的“1”和“2”电位差为零，三极管不导通，从而继电器RLY不动作，不产生告警信号；
当防雷单元中的防雷主电路出现故障而导致短路，慢熔断熔丝(F1、F2，或F3、F4)熔断后，两指示灯D1/D2的”2”端为高电压，对应的指示灯灭。三极管Q1的“1”和“2”端电压差使三极管Q1导通，继电器RLY动作，产生干结点告警信号。
由于告警采用电路电源从正、负排之间直接取，为保护采样电路而添加了瞬态电压抑制二极管D4，当防雷单元泄放雷电流而在V+和V-之间产生高压时，D4可以有效降低继电器RLY线圈和Q1电路上的电压，从而避免Q1高压击穿。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种直流防雷单元，包括防雷主电路，及与所述防雷主电路相连的告警电路，所述告警电路包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，其中，信号采样电路、信号传递电路和信号转换电路顺次串联在一起，其特征在于，所述至少一路信号采样电路包括一个二极管和两个电阻，所述二极管的阳极与所述两个电阻的连接点相连；
所述两个电阻中一电阻的非所述连接点的一端及所述二极管的阴极作为信号采样电路的两个输入端，并与所述防雷主电路相连；
所述两个电阻中另一电阻的非所述连接点的一端作为信号采样电路的输出端，并与信号传递电路相连。
2、根据权利要求1所述的直流防雷单元，其特征在于，所述防雷主电路的正负排之间包括至少一个支路结构，所述支路结构由至少一个慢熔断熔丝和至少一个压敏电阻组成。
3、根据权利要求2所述的直流防雷单元，其特征在于，所述防雷主电路的正负排之间包括两个支路结构，每个支路结构由并联连接的两个慢熔断熔丝与并联连接的三个压敏电阻相连构成。
4、根据权利要求1、2或3所述的直流防雷单元，其特征在于，所述至少一路信号采样电路的输入端分别与所述防雷主电路的一个支路相连，其中一个输入端即二极管阴极通过慢熔断熔丝与防雷主电路的负排相连，另一个输入端与防雷主电路的正排相连。
5、根据权利要求4所述的直流防雷单元，其特征在于，所述至少一路信号采样电路的二极管是发光二极管。
6、根据权利要求1所述的直流防雷单元，其特征在于，所述信号传递电路包括两个电阻和一个三极管，其中，两个电阻串联并连接在所述三极管的基极和发射极之间，两个电阻的连接点作为信号传递电路的输入端并与信号采样电路的输出端相连，所述三极管的集电极与信号转换电路的输入端相连。
7、根据权利要求6所述的直流防雷单元，其特征在于，所述信号转换电路包括一个继电器，所述继电器将信号传递电路传送的信号转换为干结点告警信号，并输出。
8、根据权利要求7所述的直流防雷单元，其特征在于，所述三极管和继电器两端并联有一个瞬态电压抑制二极管。
9、根据权利要求7所述的直流防雷单元，其特征在于，所述继电器两端还并联有一个瞬态电压抑制二极管。
10、一种直流防雷单元中的告警电路，所述告警电路与直流防雷单元中的防雷主电路相连，其包括至少一路信号采样电路、一个信号传递电路和一个信号转换电路，其中，信号采样电路、信号传递电路和信号转换电路顺次串联在一起，其特征在于，所述至少一路信号采样电路包括一个二极管和两个电阻，所述二极管的阳极与所述两个电阻的连接点相连；
所述两个电阻中一电阻的非所述连接点的一端及所述二极管的阴极作为信号采样电路的两个输入端，并与所述防雷主电路相连；
所述两个电阻中另一电阻的非所述连接点的一端作为信号采样电路的输出端，并与信号传递电路相连。
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