CN103915885A - 一种防电源重启设备、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防电源重启设备，雷击浪涌检测电路依据感应出的电平差控制驱动电路的导通与截止；在自身导通时，驱动电路控制主通路控制电路关断；主通路控制电路，用于控制主通路的通断；在主通路被切断时，能量保持电路提供能量给功率转换控制设备。本发明还提供了一种防电源重启系统及方法；利用本发明可实现在雷击浪涌发生时，主通路被切断；进而可有效防止雷击浪涌冲击时，主通路不关闭而造成的雷击浪涌能量抽取能量保持电路的能量进而令通讯设备供电端的电源重启现象的发生，并保证通讯设备正常工作。

Description

一种防电源重启设备、系统及方法

技术领域

本发明涉及通讯电源保护技术，具体涉及一种防电源重启设备、防电源重启系统及方法。

背景技术

雷击是自然界常见的一种物理现象，通常有两种主要形式：其一为直击雷，产生原因是因为带电云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象；其二为感应雷，也叫二次雷，产生原因是在直击雷发生后，带电云层电量迅速消失，而地面某些范围由于散流电阻大，出现局部高电压的现象；或是，由于直击雷放电过程中，强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应，进而发生高电压以致发生闪击的现象。

在电子设计中，产生浪涌原因有两种：一种是，因电源电路刚开通的一瞬间产生的强力脉冲而产生浪涌；另一种是，因电源电路中一些部分受到本身或外来尖脉冲干扰而产生浪涌。

为防止雷击和浪涌对通讯链路造成中断、对电子设备如通讯设备造成的供电端重启、通信设备中断等损害，通常在供电设备端配备雷击浪涌保护装置。

中国专利申请号为200820110340.X的申请文件中，提供了“一种直流电源和用于直流电源的防雷电路”，将C级防雷电路通过退耦电路与D级防雷电路串联，组成了用于直流电源的两级防雷电路，在雷击发生时，可通过两级防雷电路对雷击产生的能量进行泄放，进而实现对直流电源的有效保护；但是，为保证不受通信电网辐射的影响，该技术实现方案进一步在退耦电路与D级防雷电路之间串联有电磁干扰(EMI，Electro-Magnetic Interference)电路，这无形当中加大了设计成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种防电源重启设备、系统及方法，能在有效防止通讯设备直流供电端的中断或重启的同时节省生产成本，保证通讯链路的正常传输。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种防电源重启设备，该设备包括：雷击浪涌检测电路、驱动电路、主通路控制电路和能量保持电路；其中，

所述雷击浪涌检测电路，用于感应电平差，依据感应出的电平差控制所述驱动电路的导通与截止；

所述驱动电路，用于在自身导通时，控制所述主通路控制电路关断；

所述主通路控制电路，用于控制主通路的通断；

所述能量保持电路，用于在主通路被切断时，提供能量给功率转换设备。

上述方案中，所述雷击浪涌检测电路包括：退耦电感、两串联电阻和二极管；其中，

所述退耦电感，用于感应电平差；

所述两串联电阻，用于泄放所述退耦电感感应的电平差；

所述二极管，用于控制所述驱动电路的导通与截止。

上述方案中，所述驱动电路包括：光耦和电容；其中，

所述光耦，用于在自身导通时，控制所述主通路控制电路的关断；

所述电容，用于对所述主通路控制电路进行滤波。

上述方案中，所述主通路控制电路包括：MOS管、两个串联电阻和稳压管；其中，

所述MOS管，用于控制主通路的关断与工作；

所述两个串联电阻，用于驱动并维持所述MOS管的导通；

所述稳压管，用于钳位所述MOS管的电压。

上述方案中，所述能量保持电路包括电容；

所述电容，用于在主通路被切断后，对通讯设备进行供电。

本发明还提供了一种防电源重启系统，该系统包括：防护设备、防电源重启设备；其中，

所述防护设备，用于将雷击浪涌产生的能量进行泄放；

所述防电源重启设备，用于依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备进行供电。

上述方案中，所述防护设备包括：直流配电柜、雷击浪涌发生器、第一防护设备、第二防护设备、功率转换设备；其中，

所述直流配电柜，用于供应直流电；

所述雷击浪涌发生器，用于模拟产生雷击、浪涌；

所述第一防护设备，用于泄放雷击浪涌能量；

所述第二防护设备，用于对雷击浪涌能量进行进一步泄放；

所述功率转换设备，用于将直流电的功率转换成适合通讯设备使用的电源范围。

所述防电源重启系统中的防电源重启设备为上面所述的任意一种防电源重启设备。

本发明还提供了一种防电源重启方法，该方法包括：

防护设备泄放雷击浪涌产生的能量；

防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电。

上述方案中，所述防护设备泄放雷击浪涌产生的能量为：

雷击浪涌冲击时，第一防护设备中的气体放电管组和压敏电阻器组RV1对雷击浪涌能量进行泄放，第二防护设备中的压敏电阻器组RV2对雷击浪涌能量再次进行泄放。

上述方案中，所述防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电为：

雷击浪涌正向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出负电平，雷击浪涌检测电路中的二极管处于导通状态，能量由雷击浪涌检测电路中的电阻流向二极管，二极管导通并令驱动电路中的光耦处于截止状态；主通路控制电路中的MOS管提供能量，维持主通路正常工作，由主通路对功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；

雷击浪涌检测电路中的退耦电感、位于直流配电柜与雷击浪涌发生器之间的退耦电感、能量保持电路中的电容和功率转换设备中自带容性负载进行谐振时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出正电平，雷击浪涌检测电路中的二极管截止，退耦电感能量流经雷击浪涌检测电路中的两串联电阻，经过分压，同时通过雷击浪涌检测电路中的电容进行滤波，驱动电路中的光耦初级导通，光耦次级将主通路控制电路中的MOS管栅源级电平拉低，MOS管被关断，令主通路切断，能量保持电路中的电容利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启。

上述方案中，所述防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电为：

雷击浪涌负向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出正电平，雷击浪涌检测电路中的二极管截止，能量经过雷击浪涌检测电路中的两串联电阻分压，并通过雷击浪涌检测电路中的电容进行滤波，同时能量由雷击浪涌检测电路中的电阻流向驱动电路中的光耦初级，光耦初级导通，光耦次级将主通路控制电路中的MOS管栅源级电平拉低，MOS管被关断，令主通路切断；能量保持电路中的电容利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；

雷击浪涌冲击过后，雷击浪涌检测电路中的退耦电感、能量保持电路中的电容和功率转换设备中自带容性负载进行谐振，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出负电平，雷击浪涌检测电路中的二极管处于导通状态，能量将由雷击浪涌检测电路中的电阻流向雷击浪涌检测电路中的二极管，二极管导通并令驱动电路中的光耦处于截止状态；防电源重启设备为主通路控制电路中的MOS管提供能量，维持主通路正常工作，由主通路对直流供电端供电。

本发明提供的防电源重启设备、系统及方法，依据退耦电感L1感应出的电平差来控制主通路通断；主通路通时，由主通路对通讯设备进行供电；主通路断时，由能量保持电路对通讯设备进行供电；本发明还能够有效避免在雷击浪涌过强时主通路不关断的情况下，雷击浪涌能量抽取能量保持电路的能量而造成的直流供电端重启的现象；同时，可防止通讯设备中的直流供电端重启或中断，进而保证通讯设备的正常使用、通讯链路的正常传输。

另外，由于本发明的解决方案中不需要接入EMI电路，还能大大节省生成成本。

附图说明

图1为本发明防电源重启系统的结构组成示意图；

图2为本发明防电源重启系统一具体实施例的电路结构示意图；

图3为本发明正负冲击时退耦电感L1感应的波形示意图；

图4为本发明防电源重启方法的实现流程示意图；

图5为本发明防电源重启系统一具体实施例的电路结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的防电源重启系统，如图1所示，该系统包括：防护设备10、防电源重启设备11；其中，

所述防护设备10，用于将雷击浪涌产生的能量进行泄放；

所述防电源重启设备11，用于依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备进行供电；

其中，所述泄放可以为：所述防护设备10采用的防护器件利用自身的功能进行雷击浪涌能量的吸收。

下面结合图2，对本发明防电源重启系统的一具体实施例进行阐述。

本实施例中，所述防护设备10包括直流配电柜100、雷击浪涌发生器101、第一防护设备102、第二防护设备103、功率转换设备104；

所述直流配电柜100，用于供应直流电；

这里，所述直流配电柜100的一端接-48VGND，另一端接-48V，接有所述-48VGND的一端将通过所述直流配置柜100的外壳与地连接；

所述雷击浪涌发生器101，用于模拟产生雷击、浪涌；

这里，一端接-48VGND，另一端接-48V；

在实际应用中，由于所述直流配电柜100到所述功率转换设备104的供电线路上的负载容易产生跳变、切换等，易造成浪涌；或者，线路走线较长、暴露在室外，容易引入具有巨大能量冲击的室外感应雷击，因此，本发明中采用所述雷击浪涌发生器101来模拟产生雷击和浪涌。

所述功率转换设备104，用于将直流电的功率转换成适合通讯设备使用的电源范围；

这里，所述功率转换设备104的一输入端连接-48VGND，另一输入端连接所述防电源重启设备11；所述功率转换设备104输出端连接通讯设备；

其中，所述电源范围包括：通讯设备的供电电压范围、电流范围及功率范围；所述功率转换设备104可以利用现有技术中功率转换算法进行功率转换。

实际应用中，在所述直流配电柜100和所述雷击浪涌发生器101之间接有较长的供电线，这里，将退耦电感L等效为所述供电线；

所述退耦电感L，用于防止过强雷击浪涌流冲击到所述直流配电柜100；

所述第一防护设备102，用于泄放雷击浪涌发生器101模拟产生的雷击浪涌能量；

所述第一防护设备102包括气体放电管组GAS、保险丝组M1和压敏电阻器组RV1；所述气体放电管组GAS一端接地GND，一端接所述保险丝组M1；所述保险丝组M1的另一端接所述压敏电阻器组RV1，所述压敏电阻器组RV1另一端接所述防电源重启设备11；

所述气体放电管组GAS，用于旁路雷击浪涌能量；

所述保险丝组M1，用于保证供电线路的正常使用；

所述压敏电阻器组RV1，用于泄放雷击浪涌能量；

这里，所述气体放电管组GAS与压敏电阻器组RV1将差模(线线之间)以及共模(线地之间)的雷击浪涌能量进行泄放。

所述第二防护设备103，用于在对雷击浪涌能量进行进一步泄放；

所述第二防护设备103包括保险丝组M2和压敏电阻器组RV2，一端接所述功率转换设备104，一端接所述防电源重启设备11；

所述保险丝组M2，用于保证供电线路的正常使用；

所述压敏电阻器组RV2，用于泄放雷击浪涌能量；

以上方案中，所述泄放可为由相应器件利用自身功能进行能量的吸收。

所述防电源重启设备11动作后，对雷击浪涌能量进行泄放，令雷击浪涌能量不会流串至通讯设备测，从而避免了因雷击浪涌能量抽取所述功率转换设备104的能量而造成的供电端重启的现象。

这里，为方便描述本发明，将-48VGND至-48V流向称为正向雷击冲击，简称正向冲击；将-48V至-48VGND流向称为负向雷击冲击，简称负向冲击。

结合图2，对所述防电源重启设备11电路具体组成进行说明。

所述防电源重启设备11包括：雷击浪涌检测电路110、驱动电路111、主通路控制电路112和能量保持电路113：其中，

所述雷击浪涌检测电路110，用于感应电平差，并依据感应出的电平差控制所述驱动电路111的导通与截止；

所述雷击浪涌检测电路110包括：退耦电感L1、两串联电阻R1、R2和二极管D2；其中，

所述退耦电感L1，一端连接所述压敏电阻器组RV1，另一端连接所述压敏电阻器组RV2；如图3所示，分别为正向冲击、负向冲击时，对应的所述退耦电感L1感应出的正、负电平波形示意图；其中，图3(a)为负向雷击冲击时的负电平波形，图3(b)为正向雷击冲击时的正电平波形；

所述电阻R1，一端接压敏电阻器组RV1，另一端接所述电阻R2，所述电阻R2的另一端接压敏电阻器组RV2；所述二极管D2并联于所述电阻R2两端；

所述退耦电感L1，用于感应出电平差；

所述两串联电阻R1、R2，用于泄放所述退耦电感L1感应出的电平差；

所述二极管D2，用于控制所述驱动电路的导通与截止；

其中，所述两串联电阻R1、R2起到退耦作用，减小所述退耦电感L1感应出的电流，避免感应出的电压差过强损坏所述驱动电路。

这里，所述退耦电感L1为单边退耦电感；实际应用中，将所述退耦电感L1替换为双边退耦电感L1和退耦电感L2也可实现本发明的技术方案，为便于说明退耦电感L2处于的连接位置，图2中已将退耦电感L2的位置标出，所述退耦电感L2一端连接所述保险丝组GAS，一端连接所述压敏电阻器组RV2。

但下文对本发明的技术方案进行说明时，仅以单边退耦电感即退耦电感L1为例；应用单边退耦电感实现本发明与应用双边退耦电感实现本发明的过程相似。

结合图2与图3，所述雷击浪涌发生器101模拟产生雷击浪涌能量为正向冲击时，即雷击浪涌能量由-48VGND流向-48V，所述退耦电感L1感应出负电平，即在图2中退耦电感L1两端的电平差为右端电平高左端电平低，简称为右高左低；所述二极管D2为反向二极管且此时处于导通状态，能量将由所述电阻R1流向所述二极管D2，所述二极管D2导通时的电压为-0.7V令所述驱动电路111处于截止状态，所述退耦电感L1、退耦电感L感应出的能量，可为所述主通路控制电路112提供电压，维持主通路正常工作，由主通路为所述功率转换设备供电，进而所述功率转换设备为不同型号的通讯设备输出相应型号电源，保证了通讯设备的直流供电端不中断或不重启；

所述退耦电感L1、所述能量保持电路113、所述功率转换设备104进行谐振时，所述退耦电感L1两端电压平从负电平到电平零点、再到正电平，这时所述退耦电感L1感应出正电平，两端电平差为左端电平高右端电平低，简称为左高右低，所述二极管D2截止，所述驱动电路111导通，所述驱动电路111的导通拉低所述主通路控制电路112电平，所述主通路控制电路112被关断，主通路被切断，避免了雷击浪涌冲击时在主通路不关闭情况下，雷击电流或者浪涌过电压抽取所述能量保持电路113能量而造成电源重启的现象；这时，由所述能量保持电路113为所述功率转换设备104供电，进而所述功率转换设备104为不同型号通信设备的输出相应型号电源，从而保证了通讯设备的直流供电端不中断或不重启。

这里，所述主通路可为雷击浪涌能量到所述功率转换设备104的流向，所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备提供相应类型的电源，从而保证了通讯设备的直流供电端不中断或不重启。

负向冲击时，即雷击浪涌能量由-48V流向-48VGND时，所述退耦电感L1感应出正电平，所述退耦电感L1两端的电平差为左高右低，所述二极管D2截止，所述驱动电路111导通，所述驱动电路111拉低所述主通路控制电路112电平，主通路控制电路112被关断，主通路被切断，避免了雷击浪涌时在主通路不关闭情况下，所述能量保持电路113能量被雷击电流或者浪涌过电压抽取而造成电源重启的现象；这时，由所述能量保持电路113对所述功率转换设备104进行供电，进而所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备输出相应的电源，保证了通讯设备的直流供电端不中断或不重启；

图3(a)中退耦电感L1从电压正方向振荡为负方向再振荡到正方向时，所述退耦电感L1、所述能量保持电路113进行谐振，所述退耦电感L1感应出负电平，两端电平差为右高左低，所述二极管D2导通，所述退耦电感L1、退耦电感L感应出的能量流，提供电压给所述主通路控制电路112，维持主通路正常工作，以保证直流供电端不中断或不重启。

所述驱动电路111，用于在自身导通时，控制所述主通路控制电路112关断；

所述驱动电路111包括光耦D1和电容C2，所述光耦D1初级与所述二极管D2并联，所述光耦D1次级与所述功率转换设备104相连，所述电容C2一端连接所述功率转换设备104，另一端连接所述退耦电感L1；所述电容C2一端连接所述功率转换设备104的一输入端，另一端连接所述主通路控制电路112；

所述电容C2，用于对所述主通路控制电路112进行滤波；

所述光耦D1，用于当所述二极管D2处于导通状态时，所述光耦D1初级被钳位在-0.7V，光耦D1处于截止状态，所述退耦电感L1、退耦电感L感应出的能量，可为所述主通路控制电路112提供电压，维持主通路正常工作；

当所述二极管D2处于截止状态时，所述光耦D1初级导通，所述光耦D1次级将所述主通路控制电路112电平拉低，所述主通路控制电路113被关断，令主通路切断，避免了雷击浪涌时在主通路不关闭情况下，所述能量保持电路113能量被雷击电流或者浪涌过电压抽取而造成电源重启的现象。

因能量过大将会产生对所述主通路控制电路112的损害，所述驱动电路111，还可用于隔离所述雷击浪涌检测电路110和所述主通路控制电路112；

所述主通路控制电路112，用于控制主通路的通断；

所述主通路控制电路112包括MOS管VD1、电阻R3、电阻R4和稳压管VD2；

所述MOS管VD1栅源极与所述光耦D1次级并联；MOS管VD1漏极与所述退耦电感L1相连；所述电阻R3一端连接所述压敏电阻器RV2，另一端与所述电阻R4相连，所述R4与所述功率转换设备104的一端相连，所述电阻R4与所述电容C2并联，所述电容C2具体用于对所述电阻R4两端能量进行滤波；所述稳压管VD2与所述电阻R4并联。

所述MOS管VD1，用于当所述光耦D1处于截止状态时，所述退耦电感L1、退耦电感L感应出的能量同所述电阻R3、R4两端的电压，为所述MOS管VD1提供能量，驱动所述MOS管VD1的导通；所述电阻R3、R4维持所述MOS管VD1的导通；所述稳压管VD2用于钳位所述MOS管VD1的电压，避免所述MOS管VD1因能量过大而造成的损坏。

当所述光耦D1初级处于导通状态时，所述光耦D1次级将MOS管栅源级电平拉低(电阻R4两端电压也被拉低)，所述MOS管被关断，主通路被切断，保证了雷击浪涌能量不冲击到通讯设备侧。

所述能量保持电路113，用于在主通路被切断后，提供能量给所述功率转换控制设备104；

所述能量保持电路113具体包括电容C3，所述电容C3与所述电阻R3、R4并联；所述电容C3，用于在主通路被切断后，对所述功率转换设备104供电，进而保证直流供电端不中断或不重启。

下面结合图2和图3，对本发明技术方案的实现原理做进一步阐述。

具体的，正向冲击及负向冲击时，所述直流配电柜100为供应直流电；所述雷击浪涌发生器101模拟产生雷击浪涌，所述气体放电管组GAS将旁路部分雷击浪涌电能量，所述压敏电阻器组RV1对部分雷击浪涌能量进行泄放，所述压敏电阻器组RV2对雷击浪涌能量流再次进行泄放，雷击浪涌能量可为所述直流配电柜100及退耦电感L提供能量，同时，所述退耦电感L防止过强能量流冲击到所述直流配电柜100；

所述雷击浪涌发生器101模拟产生雷击浪涌能量为正向冲击时，所述退耦电感L1感应出负电平，即所述退耦电感L1两端电平差为右高左低，所述二极管D2处于导通状态，能量由所述电阻R1流向所述二极管D2，因所述二极管D2导通时的电压为-0.7V，令驱动电路111中的光耦D1处于截止状态；但是，因为所述退耦电感L1、退耦电感L均感应有能量，可为所述MOS管VD1提供能量和所述电阻R3、R4两端电压，用于驱动并维持所述MOS管VD1的导通；所述MOS管VD1导通，主通路正常工作，由主通路对所述功率转换设备104供电，所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备输出相应电源，进而保证通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；所述稳压管VD2将所述MOS管VD1的电压钳位于所述MOS管VD1导通电压范围之内，以防止因所述MOS管VD1能量过大而造成损坏、所述电容C2对流经所述电阻R4的电压进行滤波，以防止所述电阻R4的损坏；

当雷击浪涌冲击过后，所述退耦电感L、退耦电感L1、电容C3和所述功率转换设备104中自带容性负载进行谐振时，退耦电感L1两端电压平从负电平到电平零点、再到正电平，所述退耦电感L1感应出正电平，即退耦电感L1两端电平差为左高右低，所述二极管D2截止，所述退耦电感L1能量流经所述电阻R1、电阻R2，经过所述电阻R1及电阻R2分压，同时通过所述电容C1进行滤波，所述光耦D1初级导通，所述光耦D1次级将所述MOS管VD1栅源级电平拉低，所述MOS管VD1被关断，令主通路切断；主通路被切断，使得雷击浪涌能量在所述防护设备10侧进行能量的泄放，不会冲击到通讯设备侧；此时由所述电容C3利用自身积蓄的能量为所述功率转换设备104供电，所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备提供相应电源，进而保证通讯设备中的直流供电端不中断；

这里，通常选取所述退耦电感L电感量高于所述退耦电感L1，所述退耦电感L感应的能量要大于所述退耦电感L1感应出的能量，那么，所述退耦电感L1感应能量泄放得较快，较先泄放至电平零点时，而此时在所述退耦电感L作用下，所述MOS管VD1仍然处于关断状态；所述MOS管VD1能量在所述电容C3作用下，从0逐渐爬升至开启能量时，所述MOS管VD1再次导通，主通路恢复，由主通路为所述功率转换设备104进行供电；其中，可通过设置所述电阻R3、电阻R4来调整所述MOS管VD1开启时间。

所述雷击浪涌发生器101模拟产生雷击浪涌能量为负向冲击时，所述退耦电感L1感应出正电平，所述退耦电感L1两端电平差为左高右低，令所述二极管D2截止，能量经过所述电阻R1及电阻R2分压，并通过所述电容C1进行滤波，同时能量由所述电阻R1流向所述光耦D1初级，所述光耦D1初级导通，所述光耦D1次级将所述MOS管VD1栅源级电平拉低，所述MOS管VD1被关断，主通路切断，将雷击浪涌能量拦截到所述防护设备10侧，不会抽取所述电容C3的能量造成直流供电端的重启；所述电容C3利用自身积蓄的能量为所述功率转换设备104供电，所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备提供相应的电源，进而保证通讯设备中直流供电端不中断或不重启；

所述退耦电感L1、所述电容C3和所述功率转换设备104中自带容性负载进行谐振时，所述退耦电感L1感应出负电平，即退耦电感L1两端电平右高左低，所述二极管D2处于导通状态，能量将由所述电阻R1流向所述二极管D2，所述二极管D2导通时的电压为-0.7V，令所述光耦D1处于截止状态；但因为所述退耦电感L1、所述退耦电感L均感应有能量，可为所述MOS管VD1提供能量，同时所述电阻R3、R4两端电压，可驱动所述MOS管VD1的导通，所述MOS管VD1导通，主通路正常工作，由主通路对所述功率转换设备104供电，所述功率转换设备104为不同型号的通讯设备输出相应电源，进而保证了通讯设备中的直流供电端不中断或不重启。

上述技术方案为直流配电柜100正常供电，由所述直流配电柜100到所述功率转换设备104的供电线路接入正常的情况。

当所述直流配电柜100到所述功率转换设备104的线路被反接时，由于所述光耦D1的隔离作用及所述MOS管VD1内置二极管的存在，令主通路通断，所述防电源重启设备11具有防反接功能，反接时主通路通断，令所述防电源重启系统不会被损坏。

当所述直流配电柜100到所述功率转换设备104未接线时，此时当有雷击浪涌能量时，所述MOS管VD1处于关断状态，主通路被切断，令所述防电源重启系统不会被损坏；这里，在所述主通路控制电路112中，还可在所述MOS管VD1源漏极间压敏电阻或瞬态电压抑制器(TVS，Transient VoltageSuppressor)，达到降低所述MOS管VD1电压应力的目的，进而起到保护所述MOS管VD1的作用。

所述直流配电柜100在开启瞬间，由于直流配电柜100内置的直流电源缓启动电路的存在，令电流变化缓慢，此时所述退耦电感L1上无感应电压，所述光耦D1截止，所述MOS管VD1在开启电压作用下导通，主通路建立，通过所述功率变换设备104为不同型号通讯设备提供相应电源。

这里，因共模电感、隔离变压器均具有感应能量的特征，所以可将所述退耦电感L1替换成共模电感或隔离变压器作为本发明的一种变型，如图5所示。

基于上述防电源重启系统，本发明还提供了一种防电源重启方法，如图4所示，该方法包括：

步骤40：防护设备泄放雷击浪涌产生的能量；

步骤41：防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电；

为方便描述本发明，将-48VGND至-48V流向称为正向雷击冲击，简称正向冲击；将-48V至-48VGND流向称为负向雷击冲击，简称负向冲击。

结合图2和图3，所述步骤40具体可以为：

正向冲击及负向冲击时，直流配电柜提供直流电；雷击浪涌发生器模拟产生雷击浪涌能量，第一防护设备中的气体放电管组GAS将旁路部分雷击浪涌能量，第一防护设备中的压敏电阻器组RV1对部分雷击浪涌能量进行泄放，第二防护设备中的压敏电阻器组RV2对雷击浪涌能量再次进行泄放，雷击浪涌能量可为位于直流配电柜及雷击浪涌发生器之间的退耦电感L提供能量，同时退耦电感L用于防止过强能量流冲击到直流配电柜。

结合图2和图3，所述步骤41具体可以为：

雷击浪涌发生器模拟产生雷击浪涌正向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1感应出负电平，即雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1两端电平差为右高左低，雷击浪涌检测电路中的二极管D2处于导通状态，能量由雷击浪涌检测电路中的电阻R1流向二极管D2，因雷击浪涌检测电路中的二极管D2导通时的电压为-0.7V，令驱动电路中的光耦D1处于截止状态；但是因为雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1和位于直流配电柜与雷击浪涌发生器之间的退耦电感L均感应有能量和主通路控制电路中的电阻R3、R4两端的电压，可为主通路控制电路中的MOS管VD1提供能量，驱动并维持MOS管VD1的导通；MOS管VD1导通，主通路正常工作，由主通路对功率转换设备供电，功率转换设备为不同型号的通讯设备输出相应电源，进而保证通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；主通路控制电路中的稳压管VD2钳位MOS管VD1的电压在MOS管VD1导通电压范围之内，以防止MOS管VD1能量过大而造成损坏；驱动电路中的电容C2对流经主通路控制电路中的电阻R4的能量进行滤波，以防止电阻R4损坏；

当雷击浪涌冲击过后，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1、位于直流配电柜与雷击浪涌发生器之间的退耦电感L、能量保持电路中的电容C3和功率转换设备中自带容性负载进行谐振时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1感应出正电平，即退耦电感L1两端电平差为左高右低，雷击浪涌检测电路中的二极管D2截止，退耦电感L1能量流经雷击浪涌检测电路中的电阻R1、电阻R2，经过电阻R1及电阻R2分压，同时通过雷击浪涌检测电路中的电容C1进行滤波，驱动电路中的光耦D1初级导通，光耦D1次级将主通路控制电路中的MOS管VD1栅源级电平拉低，MOS管VD1被关断，令主通路切断，将雷击浪涌能量拦截至防护设备侧进行泄放，不会冲击到通讯设备侧；这时能量保持电路中的电容C3利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，功率转换设备为不同型号的通讯设备输出相应电源，进而保证直流供电端端不中断或不重启。

这里，通常选取位于直流配电柜与雷击浪涌发生器之间的退耦电感L电感量高于雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1，那么，退耦电感L感应的能量将大于退耦电感L1感应出的能量；在进行能量泄放时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1感应能量泄放得较快，较先泄放至电平零点时，而此时在退耦电感L作用下，主通路控制电路中的MOS管VD1仍然处于关断状态，继续由能量保持电路中的电容C3为功率转换设备进行供电；MOS管VD1能量将在能量保持电路中的电容C3作用下，从0逐渐爬升至开启能量时，MOS管VD1导通，主通路恢复，由主通路为功率转换设备进行供电，功率转换设备为不同型号的通讯设备输出相应电源；其中，可通过设置主通路控制电路中的电阻R3、电阻R4来调整MOS管VD1开启时间。

负向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1感应出正电平，即退耦电感L1两端电平差为左高右低，雷击浪涌检测电路中的二极管D2截止，能量经过雷击浪涌检测电路中的电阻R1及电阻R2分压，并通过雷击浪涌检测电路中的电容C1进行滤波，同时能量由雷击浪涌检测电路中的电阻R1流向驱动电路中的光耦D1初级，光耦D1初级导通，光耦D1次级将主通路控制电路中的MOS管VD1栅源级电平拉低，MOS管VD1被关断，令主通路切断，避免了雷击浪涌时在主通路不关闭情况下，能量保持电路中的电容C3能量被雷击电流或者浪涌过电压抽取而造成电源重启的现象；能量保持电路中的电容C3利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，功率转换设备为不同型号的通讯设备输出相应电源，进而保证直流供电端不中断或不重启；

雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1、能量保持电路中的电容C3和功率转换设备中自带容性负载进行谐振时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1感应出负电平，即雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1两端电平差为右高左低，雷击浪涌检测电路中的二极管D2处于导通状态，能量将由雷击浪涌检测电路中的电阻R1流向雷击浪涌检测电路中的二极管D2，雷击浪涌检测电路中的二极管D2导通时的电压为-0.7V令驱动电路中的光耦D1处于截止状态；但是因为雷击浪涌检测电路中的退耦电感L1和位于直流配电柜和雷击浪涌发生器之间的退耦电感L均感应有能量，可为主通路控制电路中的MOS管VD1提供能量，维持主通路正常工作，由主通路对直流供电端供电。

在上述技术方案的描述中，以图2为例进行说明，还可以以图5为例进行说明。图5作为图2的一种变型，将隔离变压器作为退耦电感L1的替换；除此之外，还可以将共模电感作为退耦电感L1的替换，将升压储能电路作为能量保持电路的替换。

本发明提供的防电源重启设备、系统及方法，通过退耦电感L1感应出的电平差来控制主通路的通断；当主通讯没有被切断时，由主通路对通讯设备进行供电；当主通路被切断时，避免了在雷击浪涌过强时主通路不关断的情况下，雷击浪涌能量抽取能量保持电路的能量而造成的直流供电端重启的现象，此时由能量保持电路对通讯设备进行供电；同时，本发明可有效防止通讯设备中的直流供电端重启或中断，进而保证通讯设备的正常使用、通讯链路的正常传输。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种防电源重启设备，其特征在于，该设备包括：雷击浪涌检测电路、驱动电路、主通路控制电路和能量保持电路；其中，

所述雷击浪涌检测电路，用于感应电平差，依据感应出的电平差控制所述驱动电路的导通与截止；

所述驱动电路，用于在自身导通时，控制所述主通路控制电路关断；

所述主通路控制电路，用于控制主通路的通断；

所述能量保持电路，用于在主通路被切断时，提供能量给功率转换设备。

2.根据权利要求1所述的防电源重启设备，其特征在于，所述雷击浪涌检测电路包括：退耦电感、两串联电阻和二极管；其中，

所述退耦电感，用于感应电平差；

所述两串联电阻，用于泄放所述退耦电感感应的电平差；

所述二极管，用于控制所述驱动电路的导通与截止。

3.根据权利要求1或2所述的防电源重启设备，其特征在于，所述驱动电路包括：光耦和电容；其中，

所述光耦，用于在自身导通时，控制所述主通路控制电路的关断；

所述电容，用于对所述主通路控制电路进行滤波。

4.根据权利要求1或2所述的防电源重启设备，其特征在于，所述主通路控制电路包括：MOS管、两个串联电阻和稳压管；其中，

所述MOS管，用于控制主通路的关断与工作；

所述两个串联电阻，用于驱动并维持所述MOS管的导通；

所述稳压管，用于钳位所述MOS管的电压。

5.根据权利要求1或2所述的防电源重启设备，其特征在于，所述能量保持电路包括电容；

所述电容，用于在主通路被切断后，对通讯设备进行供电。

6.一种防电源重启系统，其特征在于，该系统包括：防护设备、防电源重启设备；其中，

所述防护设备，用于将雷击浪涌产生的能量进行泄放；

所述防电源重启设备，用于依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备进行供电。

7.根据权利要求6所述的防电源重启系统，其特征在于，所述防护设备包括：直流配电柜、雷击浪涌发生器、第一防护设备、第二防护设备、功率转换设备；其中，

所述直流配电柜，用于供应直流电；

所述雷击浪涌发生器，用于模拟产生雷击、浪涌；

所述第一防护设备，用于泄放雷击浪涌能量；

所述第二防护设备，用于对雷击浪涌能量进行进一步泄放；

所述功率转换设备，用于将直流电的功率转换成适合通讯设备使用的电源范围。

8.根据权利要求6或7所述的防电源重启系统，其特征在于，所述防电源重启设备为权利要求1至5任一项所述的防电源重启设备。

9.一种防电源重启方法，其特征在于，该方法包括：

防护设备泄放雷击浪涌产生的能量；

防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电。

10.根据权利要求9所述的防电源重启方法，其特征在于，所述防护设备泄放雷击浪涌产生的能量为：

雷击浪涌冲击时，第一防护设备中的气体放电管组和压敏电阻器组RV1对雷击浪涌能量进行泄放，第二防护设备中的压敏电阻器组RV2对雷击浪涌能量再次进行泄放。

11.根据权利要求9或10所述的防电源重启方法，其特征在于，所述防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电为：

雷击浪涌正向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出负电平，雷击浪涌检测电路中的二极管处于导通状态，能量由雷击浪涌检测电路中的电阻流向二极管，二极管导通并令驱动电路中的光耦处于截止状态；主通路控制电路中的MOS管提供能量，维持主通路正常工作，由主通路对功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；

雷击浪涌检测电路中的退耦电感、位于直流配电柜与雷击浪涌发生器之间的退耦电感、能量保持电路中的电容和功率转换设备中自带容性负载进行谐振时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出正电平，雷击浪涌检测电路中的二极管截止，退耦电感能量流经雷击浪涌检测电路中的两串联电阻，经过分压，同时通过雷击浪涌检测电路中的电容进行滤波，驱动电路中的光耦初级导通，光耦次级将主通路控制电路中的MOS管栅源级电平拉低，MOS管被关断，令主通路切断，能量保持电路中的电容利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启。

12.根据权利要求9或10所述的防电源重启方法，其特征在于，所述防电源重启设备依据感应出的电平差控制雷击浪涌冲击流向，完成对通讯设备的供电为：

雷击浪涌负向冲击时，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出正电平，雷击浪涌检测电路中的二极管截止，能量经过雷击浪涌检测电路中的两串联电阻分压，并通过雷击浪涌检测电路中的电容进行滤波，同时能量由雷击浪涌检测电路中的电阻流向驱动电路中的光耦初级，光耦初级导通，光耦次级将主通路控制电路中的MOS管栅源级电平拉低，MOS管被关断，令主通路切断；能量保持电路中的电容利用自身积蓄的能量为功率转换设备供电，通讯设备中的直流供电端不中断或不重启；

雷击浪涌冲击过后，雷击浪涌检测电路中的退耦电感、能量保持电路中的电容和功率转换设备中自带容性负载进行谐振，雷击浪涌检测电路中的退耦电感感应出负电平，雷击浪涌检测电路中的二极管处于导通状态，能量将由雷击浪涌检测电路中的电阻流向雷击浪涌检测电路中的二极管，二极管导通并令驱动电路中的光耦处于截止状态；防电源重启设备为主通路控制电路中的MOS管提供能量，维持主通路正常工作，由主通路对直流供电端供电。