CN102522740A

CN102522740A - 球型摄像机的防雷结构

Info

Publication number: CN102522740A
Application number: CN2011104407850A
Authority: CN
Inventors: 戴林; 徐瑞伟
Original assignee: Tianjin Tiandy Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Tianjin Tiandy Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2012-06-27

Abstract

一种球型摄像机的防雷结构，包括电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构；其中电源接口防雷结构在交流电源的两个输入端之间接入的由压敏电阻和陶瓷放电管串联而成的放电电路；控制接口防雷结构设置在球型摄像机的外部控制数据接口位置，包括第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路，视频接口防雷结构设置在球型摄像机的视频接口位置，包括第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路。根据各个接口的不同结构和电压特征采取不同的电压过载方案，从而能够有效的防止雷击从外部接口对摄像机内部的元件造成影响，保证了球型摄像机能够在雷区正常持续地工作。

Description

球型摄像机的防雷结构

技术领域

本发明涉及监控摄像机的技术领域，具体说是一种设置有电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构，从而防止雷击造成损坏的球型摄像机的防雷结构。

背景技术

球型摄像机是一种智能化摄像机前端，全名叫高速智能化球型摄像机，或者一体化高速球智能球，或者简称球机、高速球。高速球是监控系统最复杂和综合表现效果最好的摄像机前端，能够适应高密度、最复杂的监控场合。球型摄像机是高集成度的产品，集成了云台系统、通讯系统和摄像机系统，云台系统是指电机带动的旋转部分，通讯系统是指对电机的控制以及对图象和信号的处理部分以及与后端设备进行通信的部分，摄像机系统是指采用的一体机机芯。而几大系统之间，起着横向的连接的是一块微控制器MCU（简称MCU）和电源部分。电源部分通过与各大系统之间连接供电，其中多处采用二极管、三极管等微电流供电，而MCU实现所有功能正常运行。

具体来说，球型摄像机采用“精密微分步进电机”实现高速球的快速、准确的定位、旋转，这些都是通过MCU发出的指令来实现的。将摄像机的图象、功能写进高速球的MCU，可以实现在控制云台的时候将图象传输出来，并且能同时实现摄像机的多种功能控制，例如白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能。图1是现有技术的球型摄像机的结构示意图。

如图1所示，一般球型摄像机中，球壳1形成球型摄像机上部的外观，并将球型摄像机固定在安装位置，球壳材料一般采用铝合金，铝合金球壳一般又分为铸造和冲压的两种。上部连接座（未图示）设置在球壳内侧用于安装固定高速球型摄像机的机芯，在上部连接座上设置有传输信号及供电用的上部插件。透明罩3形成高速球型摄像机下部的外观，透明罩由PC透明材料压注而成，能保证图象效果和透光率，同时还能起到防暴、防尘的作用。机芯4包含云台及连接在云台上的摄像机2，机芯与上部连接座相固定，设置在球壳与透明罩形成的空间内，机芯上的下部插件与上部连接座的上部插件相配合，机芯与上部连接座之间通过螺钉或者卡扣相互固定。

现有技术中的球型摄像机为防止雷击，通常在安装上具有相应的要求，例如信号传输线必须与高压设备或高压电缆之间保持至少50米的距离；室外布线尽量选择沿屋檐下走线；对于空旷地带必须采用密封钢管埋地方式布线，并对钢管采用一点接地，绝对禁止采用架空方式布线；在强雷暴地区或高感应电压地带（如高压变电站），必须采取额外加装大功率防雷设备以及安装避雷针等措施；室外装置和线路的防雷和接地设计必须结合建筑物防雷要求统一考虑，并符合有关国家标准、行业标准的要求；系统必须等电位接地。接地装置必须满足系统抗干扰和电气安全的双重要求，并不得与强电网零线短接或混接。系统单独接地时，接地阻抗不大于4Ω，接地导线截面积必须不大于25mm²线短接。

但是由于雷击对摄像机所造成的损害是多方面的，雷击产生的高电压能够通过外部与球型摄像机之间的多个接口对摄像机内部的多个元件造成影响，导致元件损坏。而现有的球型摄像机中并未对摄像机的外部接口设置全面的防雷结构，致使球型摄像机本身的防雷能力较差，在雷击发生时容易发生故障损坏，影响该监控区域的视频采集。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种设置有电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构，从而防止雷击造成损坏的球型摄像机的防雷结构。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的球型摄像机的防雷结构，包括电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构；其中电源接口防雷结构设置在球型摄像机的电源接口位置，在交流电源的两个输入端之间接入的由压敏电阻和陶瓷放电管串联而成的放电电路；控制接口防雷结构设置在球型摄像机的外部控制数据接口位置，外部控制数据通过第一数据线和第二数据线输入到球型摄像机中，控制接口防雷结构包括第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路，在第一数据线和第二数据线之间、第一数据线和接地端之间、第二数据线和接地端之间分别连接设置陶瓷放电管，构成第一级控制防雷电路，在第一级控制防雷电路后侧输出的第一数据线和第二数据线之间、第一数据线和接地端之间、第二数据线和接地端之间分别连接设置TVS管，构成第二级控制防雷电路；视频接口防雷结构设置在球型摄像机的视频接口位置，球型摄像机的视频信号通过视频线和视频接地与外部设备进行交换传输，视频接口防雷结构包括第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路，在视频线和视频接地之间、视频线和接地端之间、视频接地和接地端之间分别连接设置陶瓷放电管，构成第一级视频防雷电路，同时在第一级视频防雷电路后侧输出的视频线和视频接地之间设置由反向并联的两个二极管与TVS管串联而成的电路，构成第二级视频防雷电路。

本发明还可以采用以下技术方案：

上述控制接口防雷结构中的第一级控制防雷电路中各陶瓷放电管的参数相同。

所述的第二级控制防雷电路中各TVS管的参数相同。

在第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路之间的第一数据线和第二数据线上分别设置可恢复保险。

所述的视频接口防雷结构中的第一级视频防雷电路中的各陶瓷放电管的参数相同。

所述的第二级视频防雷电路中的反向并联的两个二极管为参数相同的肖特基二极管。

在第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路之间的视频线和视频接地上分别设置可恢复保险。

本发明具有的优点和积极效果是:

本发明的球型摄像机的防雷结构中，针对球型摄像机与外部供电和通信之间的电源接口、控制接口和视频接口分别设置了不同的防雷电路结构，根据各个接口的不同结构和电压特征采取不同的电压过载方案，从而能够有效的防止雷击从外部接口对摄像机内部的元件造成影响，保证了球型摄像机能够在雷区正常持续地工作。

附图说明

图1是现有技术的球型摄像机的结构示意图；

图2是本发明的球型摄像机的防雷结构中电源接口防雷结构的电路示意图；

图3是本发明的球型摄像机的防雷结构中控制接口防雷结构的电路示意图；

图4是本发明的球型摄像机的防雷结构中视频接口防雷结构的电路示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

图2是本发明的球型摄像机的防雷结构中电源接口防雷结构的电路示意图；图3是本发明的球型摄像机的防雷结构中控制接口防雷结构的电路示意图；图4是本发明的球型摄像机的防雷结构中视频接口防雷结构的电路示意图。

本发明的球型摄像机的防雷结构，包括电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构。

如图2所示，电源接口防雷结构设置在球型摄像机的电源接口位置，在24V交流电源的两个输入端L、R之间接入的由压敏电阻R1（压敏电阻简称VDR）和陶瓷放电管G1（导通参数为5KA/90V）串联而成的放电电路。交流电源中的1、3端分别对应L、R端，而2端接地。在交流电源和放电电路之间设置保险FU1（熔断参数为2.5A/250V），当电流过大时保险FU1熔断使电路发生断路，从而保护各器件的安全。

电源是球机工作的必须条件，由于电源接口与其他外部接口不同，在电源接口遭受雷击时不能简单地通过将两个输入端直接短路泄放能量，而必须考虑在释放能量的同时对前端供电设备的保护。

在电源的输入端上感应到雷击后，串联连接的陶瓷放电管G1和压敏电阻R1共同作用，将雷击产生的高能量泄放掉。由于陶瓷放电管工作时导通，如果没有压敏电阻，则会在电源的两个输入端之间产生短路连接，从而会影响前端供电设备的工作，甚至烧坏电源，因此串联增加压敏电阻，能够防止释放雷击时损坏前端供电设备。

如图3所示，控制接口防雷结构设置在球型摄像机的外部控制数据接口485A和485B位置，外部控制数据通过第一数据线485A_OUT和第二数据线485B_OUT输入到球型摄像机中，控制接口防雷结构包括第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路，在第一数据线485A_OUT和第二数据线485B_OUT之间连接设置陶瓷放电管G3，第一数据线485A_OUT和接地端之间连接设置陶瓷放电管G4，第二数据线485B_OUT和接地端之间连接设置陶瓷放电管G5，上述三个陶瓷放电管的连接结构构成第一级控制防雷电路，在第一级控制防雷电路后侧输出的第一数据线和第二数据线之间连接设置TVS管D6、第一数据线和接地端之间连接设置TVS管D7，在第二数据线和接地端之间连接设置TVS管D8，上述三个TVS管的连接结构构成第二级控制防雷电路。

上述控制接口防雷结构中的第一级控制防雷电路中各陶瓷放电管G3、G4、G5的参数相同，各陶瓷放电管的放电参数都为2KA/90V。所述的第二级控制防雷电路中各TVS管D6、D7、D8的参数相同。在第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路之间的第一数据线和第二数据线上分别设置可恢复保险F2、F3（断路参数都为0.1A/60V）。当雷击能量很强时，可恢复保险F2和F3产生断路保护，防止雷击能量影响到后端电路，待雷击能量被陶瓷放电管大部分泄放掉后，可恢复保险回复正常连通状态，其余能量通过后端TVS管吸收掉。

如图4所示，视频接口防雷结构设置在球型摄像机的视频接口位置，球型摄像机的视频信号通过视频线VIDEO_OUT和视频接地VGND与外部设备进行交换传输，视频接口防雷结构包括第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路，在视频线VIDEO_OUT和视频接地VGND之间、VIDEO_OUT视频线和接地端之间、视频接地VGND和接地端之间分别连接设置陶瓷放电管G2，构成第一级视频防雷电路，同时在第一级视频防雷电路后侧输出的视频线T和视频接地之间设置由反向并联的两个二极管D3、D4与TVS管D5串联而成的电路，构成第二级视频防雷电路。

视频接口防雷结构中的第一级视频防雷电路中的各陶瓷放电管都采用相同标准的G2，G2的放电参数为2KA/90V。第二级视频防雷电路中的反向并联的两个二极管D3、D4为参数相同的肖特基二极管，两个二极管采用高速开关。在第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路之间的视频线和视频接地上分别设置可恢复保险F1、F4（断路参数都为0.1A/60V）。当雷击能量很强时，可恢复保险F1和F4产生断路保护，防止雷击能量影响到后端电路，待雷击能量被陶瓷放电管大部分泄放掉后，可恢复保险回复正常连通状态，其余能量通过后端TVS管吸收掉。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种球型摄像机的防雷结构，其特征在于：包括电源接口防雷结构、控制接口防雷结构和视频接口防雷结构；其中电源接口防雷结构设置在球型摄像机的电源接口位置，在交流电源的两个输入端之间接入的由压敏电阻和陶瓷放电管串联而成的放电电路；控制接口防雷结构设置在球型摄像机的外部控制数据接口位置，外部控制数据通过第一数据线和第二数据线输入到球型摄像机中，控制接口防雷结构包括第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路，在第一数据线和第二数据线之间、第一数据线和接地端之间、第二数据线和接地端之间分别连接设置陶瓷放电管，构成第一级控制防雷电路，在第一级控制防雷电路后侧输出的第一数据线和第二数据线之间、第一数据线和接地端之间、第二数据线和接地端之间分别连接设置TVS管，构成第二级控制防雷电路；视频接口防雷结构设置在球型摄像机的视频接口位置，球型摄像机的视频信号通过视频线和视频接地与外部设备进行交换传输，视频接口防雷结构包括第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路，在视频线和视频接地之间、视频线和接地端之间、视频接地和接地端之间分别连接设置陶瓷放电管，构成第一级视频防雷电路，同时在第一级视频防雷电路后侧输出的视频线和视频接地之间设置由反向并联的两个二极管与TVS管串联而成的电路，构成第二级视频防雷电路。

2.根据权利要求1所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于:控制接口防雷结构中的第一级控制防雷电路中各陶瓷放电管的参数相同。

3.根据权利要求2所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于: 第二级控制防雷电路中各TVS管的参数相同。

4.根据权利要求3所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于:在第一级控制防雷电路和第二级控制防雷电路之间的第一数据线和第二数据线上分别设置可恢复保险。

5.根据权利要求1或4所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于:视频接口防雷结构中的第一级视频防雷电路中的各陶瓷放电管的参数相同。

6.根据权利要求5所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于:第二级视频防雷电路中的反向并联的两个二极管为参数相同的肖特基二极管。

7.根据权利要求6所述的球型摄像机的防雷结构，其特征在于: 在第一级视频防雷电路和第二级视频防雷电路之间的视频线和视频接地上分别设置可恢复保险。