CN107294076A - 网络监控摄像机的多功能电涌保护器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了网络监控摄像机的多功能电涌保护器，包括直流电源及控制部分和网络及控制部分，电源控制模块包括两个电源控制单元，每个电源控制单元包括两条控制线路、三级放电管G5、电阻R2、电阻R3和低电容二极管F3，电阻R2、电阻R3分别设置在两条控制线路上；三级放电管G5的两个保护引脚桥接在两条控制线路上；低电容二极管F3分别桥接在两条控制线路之间；三级放电管G5与低电容二极管F3并联；电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的控制线路上；两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地。本发明可以同时对监控摄像机的电源线路、控制线路及数据传输线路进行电涌保护，并且实现了双向电涌保护。

Description

网络监控摄像机的多功能电涌保护器
技术领域
本发明涉及电涌保护设备，具体涉及网络监控摄像机的多功能电涌保护器。
背景技术
高清闯红灯电子警察系统利用先进的光电、计算机、图像处理、模式识别、远程数据访问等技术。利用每一辆车对应唯一的车牌号的条件，对监控路面过往的每一辆机动车的车辆和车号牌图像进行连续全天候实时记录。以地感线圈与视频检测进行车辆检测，当运动目标超过限速值时或路口信号在红灯状态下，(一体化)高清摄像机进行违章车辆抓拍，完整抓拍车辆违章过程的3张图片。高清闯红灯电子警察系统广泛应用于城市十字交叉路口、人行道口、限时道路、主辅路进出口、公交专用道等处。用于对闯红灯违法行为进行有效取证。该系统能为公安部门有效打击超速、盗抢、黑名单机动车犯罪、查缉交通肇事逃逸案件、分析交通状况、加强治安管理等各种违法行为提供信息，为各地公安及交警部门进行交通管理提供重要线索和依据。
应用在摄像机的现有技术中的电涌保护器，其作用单一，并且其电涌保护只能单向作用，并不能双向实现电涌保护；而且，摄像机上的信号线路是多种的，包括多种控制线路、电源线路、网络数据传输线路，各个线路的电涌保护是单独存在的，市面上并没有一体化多功能实现多种线路的电涌保护。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中摄像机的电涌保护设备功能单一，不能全方位防止摄像机受到电涌电流的侵入，目的在于提供网络监控摄像机的多功能电涌保护器，可以同时对监控摄像机的电源线路、控制线路及数据传输线路进行电涌保护，并且，实现双向电涌保护。
本发明通过下述技术方案实现：
网络监控摄像机的多功能电涌保护器，包括直流电源及控制部分和网络及控制部分，直流电源及控制部分包括电源控制模块、第二电源模块，其中，
电源控制模块包括两个电源控制单元，每个电源控制单元包括两条控制线路、三级放电管G5、电阻R2、电阻R3和低电容二极管F3，所述电阻R2、电阻R3分别设置在两条控制线路上；所述三级放电管G5的两个保护引脚桥接在两条控制线路上；所述低电容二极管F3分别桥接在两条控制线路之间；所述三级放电管G5与低电容二极管F3并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的控制线路上；两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
第二电源模块包括一条正极电源线、一条负极电源线、三级放电管G7、电感L1、电感L2、低电容二极管F6、低电容二极管F7、低电容二极管F8，所述电感L1、电感L2分别设置在正极电源线和负极电源线上；所述三级放电管G7的两个保护引脚桥接在正极电源线和负极电源线之间，其中间引脚接地；所述低电容二极管F8分别桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述三级放电管G7与低电容二极管F8并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的电源线上；所述低电容二极管F6一端连接在正极电源线上，其另一端接地；所述低电容二极管F7一端连接在负极电源线上，其另一端接地；
网络及控制部分包括网络控制模块和网络数据传输模块，其中，
网络控制模块包括两个网络控制单元，每个控制单元包括一条主控制线路、一条从控制线路，从控制线路的一端连接在主控制线路上，从控制线路与主控制线路的连接点记为节点x；还包括低电容二极管F9、三级放电管G8、电阻R8、电阻R9，所述低电容二极管F9两端分别连接在主控制线路与从控制线路上，低电容二极管F9与主控制线路的连接点记为节点z，低电容二极管F9与从控制线路的连接点节点y；三级放电管G8的两个保护引脚以及电阻R9依次串联在节点x与节点z之间的主控制线路上，电阻R8串联在节点x与节点y之间的从控制线路上；两个网络控制单元的三级放电管G8的中间引脚与两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
网络数据传输模块包括网络双向防雷传输装置、多个对地放电管G3和多个对地放电管G4，每个对地放电管G3的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；每个对地放电管G4的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；多个对地放电管G3、多个对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
第二电源模块：一条正极电源线、一条负极电源线连接放电管G7的二极对地放电，正极电源线、负极电源线串联电感，对共模或差模干扰进行抑制，并通过TVS管正极对地、负极对地和正负极间的TVS构成全膜保护。
进一步地，网络双向防雷传输装置包括RJ45接口端子J1、RJ45接口端子J2，所述RJ45接口端子J1的引针与RJ45接口端子J2的引针均按照引针1、引针2、引针3、引针6、引针4、引针5、引针7、引针8的顺序或倒序设置，使用8条线路分别对应连接，将8条线路对应记为1号线、2号线、3号线、6号线、4号线、5号线、7号线、8号线，8条线路中相邻两条线路构成一个防雷单元，线路不重复使用；每个防雷单元中小号线即1号线、3号线、4号线、7号线记为A信号线，对应的另一条线路即2号线、6号线、5号线、8号线记为B信号线，每个防雷单元中的A信号线与B信号线之间设置有两个桥路，两个桥路并联，其中，
靠近RJ45接口端子J1的桥路包括线间放电管G1、低电容二极管F1，所述线间放电管G1一端连接在B信号线上，线间放电管G1与B信号线的连接点记为节点c，线间放电管G1的另一端与低电容二极管F1一端连接；所述低电容二极管F1连接线间放电管G1端的另一端连接在A信号线上，低电容二极管F1与A信号线的连接点记为节点a；
靠近RJ45接口端子J2的桥路包括线间放电管G2、低电容二极管F2，所述线间放电管G2一端连接在A信号线上，线间放电管G2与A信号线的连接点记为节点b，线间放电管G2的另一端与低电容二极管F2一端连接；所述低电容二极管F2连接线间放电管G2端的另一端连接在B信号线上，低电容二极管F2与B信号线的连接点记为节点d；
每个防雷单元均连接一个对地放电管G3和一个对地放电管G4，所述对地放电管G3一端连接在A信号线上，对地放电管G3与A信号线的连接点处于节点a与节点b之间，对地放电管G3的另一端接地；所述对地放电管G4一端连接在B信号线上，对地放电管G4与B信号线的连接点处于节点c与节点d之间，对地放电管G4的另一端接地；每个防雷单元的对地放电管G3与对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
放电管是一种使用于设备输入端的高压保护元件。若其两端的电压高过其保护规格值时，其内部会出现短路现象，并吸收掉输入的过高压。放电管分为气体放电管和半导体放电管。其中，气体放电管可以看成一个具有很小电容的对称开关，在正常工作条件下它是关断的，其极间电阻达兆欧级以上。当浪涌电压超过电路系统的耐压强度时，气体放电管被击穿而发生弧光放电现象，由于弧光电压低，仅为几十伏，从而可在短时间内限制了浪涌电压的进一步上升。气体放电管就是利用上述原理来限制浪涌电压，对电路起过压保护作用的。半导体放电管也称固体放电管是一种PNPN元件，它可以被看作一个无门电极的自由电压控制的可控硅，当电压超过它的断态峰值电压或称作雪崩电压时，半导体放电管会将瞬态电压箝制到元件的开关电压或称转折电压值之内。电压继续增大时，半导体放电管由于负阻效应进入导通状态。只有在当电流小于维持电流时，元件才会复位并恢复到它的高阻抗状态。因此，从两种放电管的工作原理以及过程可以得出，放电管在没有遭遇电涌电流这样的浪涌电流时，放电管是未导通的。
关于本发明的电源控制部分的电源控制单元，当没有电涌电流侵入时，由于三级放电管的工作特性，三级放电管G5相当于断路，每个电源控制单元的两条控制线路进行正常的控制信号传输；当电涌电流侵入时，由于电压急剧增大，三级放电管G5对地导通，不管电涌电流是从靠近三级放电管G5端的控制线路端侵入，还是从靠近低电容二极管F3端的控制线路端侵入，电涌电流均通过三级放电管G5对地泄流，防止电涌电流侵入其他设备，从而双向保护了设备不受电涌电流侵害。
关于本发明的电源控制部分的电源模块，当没有电涌电流侵入时，由于三级放电管的工作特性，三级放电管G7相当于断路，正极电源线和负极电源线正常工作；当电涌电流侵入时，由于电压急剧增大，三级放电管G7对地导通，不管电涌电流是从靠近三级放电管G7端的电源线路端侵入，还是从靠近低电容二极管端的控制线路端侵入，电涌电流均通过三级放电管G7对地泄流，防止电涌电流侵入其他设备，从而双向保护了设备不受电涌电流侵害。
关于本发明的直流电源及控制部分的网络控制模块，当没有电涌电流侵入时，由于三级放电管的工作特性，三级放电管G8相当于断路，控制信号沿着从控制线路正常工作；当电涌电流侵入时，由于电压急剧增大，三级放电管G8对地导通，不管电涌电路从三级放电管G8的任一保护引脚侵入，都能及时对地泄流，保护相关设备。
关于本发明的直流电源及控制部分的网络数据传输模块，本发明中，RJ45接口端子J1可以连接信号输入端或者设备端，RJ45接口端子J2可以连接信号输入端或者设备端，为了描述方便，以下描述的前提是RJ45接口端子J1连接信号输入端，RJ45接口端子连接设备端。
电涌电流的侵入是不分方向的，电涌电流可能从信号输入端进入，也可能从设备端进入。
在没有电涌电流侵入的时候，由于放电管的工作特性，每个防雷单元的A信号线与B信号线之间的两个桥路相当于断路，RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间通过1号线至8号线进行正常的数据传输。
当电涌电流从RJ45接口端子J1流入，也就是从信号输入端流入，具体情况如下：
当电涌电流从防雷单元的B信号线进入，由于A信号线与B信号线之间的电压突然增大，线间放电管G1导通，B信号线与A信号线之间节点c与节点a之间的桥路导通，电涌电流从RJ45接口端子J1进入，从节点c依次通过线间放电管G1、低电容二极管F1流经节点a，由于对地放电管G3一端接在A信号线，另一端接地，对地放电管G3两端的电压很高，因此，对地放电管G3也是导通的，电涌电流从节点a流出后流经对地放电管G3对地泄流；
当电涌电流从防雷单元的A信号线进入，由于A信号线与B信号线之间的电压突然增大，线间放电管G2导通，B信号线与A信号线之间节点b与节点d之间的桥路导通，电涌电流从RJ45接口端子J1进入，从节点b依次通过线间放电管G2、低电容二极管F2流经节点d，由于对地放电管G4一端接在A信号线，另一端接地，对地放电管G4两端的电压很高，因此，对地放电管G4也是导通的，电涌电流从节点d流出后流经对地放电管G4对地泄流；从而防止了电涌电流侵入RJ45接口端子J2连接的设备端，保护了连接的设备。
当电涌电流从RJ45接口端子J2流入，也就是从设备端流入，具体情况如下：
当电涌电流从防雷单元的B信号线进入，由于A信号线与B信号线之间的电压突然增大，线间放电管G2导通，A信号线与B信号线之间节点b与节点d之间的桥路导通，电涌电流从RJ45接口端子J2进入，从节点b依次通过线间放电管G2、低电容二极管F2流经节点d，由于对地放电管G4一端接在B信号线，另一端接地，对地放电管G4两端的电压很高，因此，对地放电管G4也是导通的，电涌电流从节点d流出后流经对地放电管G4对地泄流；
当电涌电流从防雷单元的A信号线进入，由于A信号线与B信号线之间的电压突然增大，线间放电管G1导通，A信号线与B信号线之间节点c与节点a之间的桥路导通，电涌电流从RJ45接口端子J2进入，从节点c依次通过线间放电管G1、低电容二极管F1流经节点a，由于对地放电管G3一端接在A信号线，另一端接地，对地放电管G3两端的电压很高，因此，对地放电管G3也是导通的，电涌电流从节点a流出后流经对地放电管G3对地泄流；从而防止了电涌电流侵入RJ45接口端子J1连接的信号输入端，保护了RJ45接口端子J1连接的相关设备。
进一步地，直流电源及控制部分还包括第一电源模块，所述第一电源模块包括一条正极电源线、一条负极电源线、压敏电阻V5、压敏电阻V6、压敏电阻V7、电阻R6、电阻R7、低电容二极管F5，所述压敏电阻V5桥接在正极电源线和负极电源线之间，低电容二极管F5桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述电阻R6串联在正极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V6一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地；所述电阻R7串联在负极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V7一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地。
第一电源模块：一条正极电源线、一条负极电源线极间通过压敏和一个TVS管并联，保护极间，同时正极电源线、负极电源线各通过压敏电阻对地放电，形成全模保护。正极电源线、负极电源线线间串联电阻R6、R7，对短时间的浪涌电流抑制作用。
进一步地，每个防雷单元中的节点a与相应的低电容二极管F1之间的线路上还串联有单向二极管D1，所述单向二极管D1的阳极与低电容二极管F1连接，所述单向二极管D1的阴极与节点a连接；节点d与低电容二极管F2之间的线路上还串联有单向二极管D2，所述单向二极管D2的阳极与低电容二极管F2连接，所述单向二极管D2的阴极与节点d连接。
当A信号线和B信号线的信号频率或传输速率较高时，如果A信号线与B信号线之间的线对间等效电容较高，会降低信号线的信号频率或传输速率，因此，为了降低总的等效电容，在两个桥路中均设置了单向二极管，用于提高传输信号频率或传输速率。本发明在线间通过放电管放电，再通过低电容二极管结合单向二极管，降低了整个线路的等效电容，等效电容Cj≤3pF，对整个线间实现充分保护，并实现高速率的数据传输。
如表一所示，表一为25℃时测得的电特性数据表，从表中可以得出，结电容即等效电容很小，可以对整个线间实现充分保护，并实现高速率的数据传输。
表一
进一步地，当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥10MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥10Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤60pF。
进一步地，当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥100MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥100Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤20pF。
进一步地，低电容二极管F1和低电容二极管F2均采用SELC08CI系列二极管。
进一步地，RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的电路以及器件集成在PCB板上，所述PCB板为四层结构，PCB板由上至下依次为顶层、PE1层、PE2层和底层，其中，每个防雷单元的对地放电管G3、对地放电管G4设置在PE2层和PE1层；靠近RJ45接口端子J1的桥路、靠近RJ45接口端子J2的桥路设置在底层和顶层；3号线与6号线之间的桥路以及7号线与8号线之间的桥路设置在顶层/底层，1号线与2号线之间的桥路以及4号线与5号线之间的桥路设置在底层/顶层。
目前，浪涌保护器中使用的都是双层布线，由于高速数据信号在传输时会有很强的穿透性，容易产生线间、线对的噪声干扰，因此，本发明在顶层和底层之间设置了PE1层和PE2层两层隔离层地，并与内外层板引出的地线连在一起，这样组合成多层电路板，实现良好的接地和隔离，降低了线间、线对的噪声干扰，保证了高速信号的高速率传输。现有技术中高速信号也就是网络数据的传输速率为100Mbps，少数产品能达到1000Mbps，本发明能达到的传输速率为10Gbps，在目前现有技术中的传输速率上提升了10倍以上。
进一步地，PCB板厚度为1.60±0.18mm。板材越厚对数据穿透性和干扰越小，而1.60±0.18mm是板材厚度与抗干扰性能双保证的较好的厚度保证，既节约了板材，保证了尺寸较小，又能实现抗干扰性能。
进一步地，PCB板上使用的铜箔厚度为1/1oz，即1盎司分之一。铜箔越厚通耐冲击越强，但是铜箔的厚度越大，成本越高，1盎司分之一能很好的平衡成本与耐冲击性能之间的矛盾。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明可以同时对监控摄像机的电源线路、控制线路及数据传输线路进行电涌保护，并且实现了双向电涌保护；
2、本发明提供了四层布线，在顶层和底层之间增设两层隔离层地，降低了线间、线对的噪声干扰，保证了了高速信号的高速率传输；
3、本发明的网络数据传输能达到的传输速率为10Gbps，而现有技术中存在的最高速率是1000Mbps，在目前现有技术中的传输速率上提升了10倍以上。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构整体示意图；
图2为本发明网络数据传输模块示意图；
图3为本发明直流电源及控制部分以及网络控制模块的综合示意图；
图4为本发明PCB板层状结构示意图；
图5为现有技术中RJ45接口端子的引脚布局；
图6为本发明改进后的RJ45接口端子的引脚布局；
图7和图8为现有技术中防雷器的简易电路图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-电源控制模块，3-第一电源模块，4-第二电源模块，5-网络控制模块，6-网络数据传输模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1至图3所示，网络监控摄像机的多功能电涌保护器，包括直流电源及控制部分和网络及控制部分，
直流电源及控制部分包括电源控制模块1、第二电源模块4，其中，
电源控制模块1包括两个电源控制单元，每个电源控制单元包括两条控制线路、三级放电管G5、电阻R2、电阻R3和低电容二极管F3，所述电阻R2、电阻R3分别设置在两条控制线路上；所述三级放电管G5的两个保护引脚桥接在两条控制线路上；所述低电容二极管F3分别桥接在两条控制线路之间；所述三级放电管G5与低电容二极管F3并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的控制线路上；两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
第二电源模块4包括一条正极电源线、一条负极电源线、三级放电管G7、电感L1、电感L2、低电容二极管F6、低电容二极管F7、低电容二极管F8，所述电感L1、电感L2分别设置在正极电源线和负极电源线上；所述三级放电管G7的两个保护引脚桥接在正极电源线和负极电源线之间，其中间引脚接地；所述低电容二极管F8分别桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述三级放电管G7与低电容二极管F8并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的电源线上；所述低电容二极管F6一端连接在正极电源线上，其另一端接地；所述低电容二极管F7一端连接在负极电源线上，其另一端接地；
网络及控制部分包括网络控制模块5和网络数据传输模块6，其中，
网络控制模块包括两个网络控制单元，每个控制单元包括一条主控制线路、一条从控制线路，从控制线路的一端连接在主控制线路上，从控制线路与主控制线路的连接点记为节点x；还包括低电容二极管F9、三级放电管G8、电阻R8、电阻R9，所述低电容二极管F9两端分别连接在主控制线路与从控制线路上，低电容二极管F9与主控制线路的连接点记为节点z，低电容二极管F9与从控制线路的连接点节点y；三级放电管G8的两个保护引脚以及电阻R9依次串联在节点x与节点z之间的主控制线路上，电阻R8串联在节点x与节点y之间的从控制线路上；两个网络控制单元的三级放电管G8的中间引脚与两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
网络数据传输模块6包括网络双向防雷传输装置、多个对地放电管G3和多个对地放电管G4，每个对地放电管G3的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；每个对地放电管G4的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；多个对地放电管G3、多个对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
网络双向防雷传输装置包括RJ45接口端子J1、RJ45接口端子J2，所述RJ45接口端子J1的引针与RJ45接口端子J2的引针均按照引针1、引针2、引针3、引针6、引针4、引针5、引针7、引针8的顺序或倒序设置，使用8条线路分别对应连接，将8条线路对应记为1号线、2号线、3号线、6号线、4号线、5号线、7号线、8号线，8条线路中相邻两条线路构成一个防雷单元，线路不重复使用；每个防雷单元中小号线即1号线、3号线、4号线、7号线记为A信号线，对应的另一条线路即2号线、6号线、5号线、8号线记为B信号线，每个防雷单元中的A信号线与B信号线之间设置有两个桥路，两个桥路并联，其中，
靠近RJ45接口端子J1的桥路包括线间放电管G1、低电容二极管F1，所述线间放电管G1一端连接在B信号线上，线间放电管G1与B信号线的连接点记为节点c，线间放电管G1的另一端与低电容二极管F1一端连接；所述低电容二极管F1连接线间放电管G1端的另一端连接在A信号线上，低电容二极管F1与A信号线的连接点记为节点a；
靠近RJ45接口端子J2的桥路包括线间放电管G2、低电容二极管F2，所述线间放电管G2一端连接在A信号线上，线间放电管G2与A信号线的连接点记为节点b，线间放电管G2的另一端与低电容二极管F2一端连接；所述低电容二极管F2连接线间放电管G2端的另一端连接在B信号线上，低电容二极管F2与B信号线的连接点记为节点d；
每个防雷单元均连接一个对地放电管G3和一个对地放电管G4，所述对地放电管G3一端连接在A信号线上，对地放电管G3与A信号线的连接点处于节点a与节点b之间，对地放电管G3的另一端接地；所述对地放电管G4一端连接在B信号线上，对地放电管G4与B信号线的连接点处于节点c与节点d之间，对地放电管G4的另一端接地；每个防雷单元的对地放电管G3与对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
直流电源及控制部分还包括第一电源模块3，所述第一电源模块包括一条正极电源线、一条负极电源线、压敏电阻V5、压敏电阻V6、压敏电阻V7、电阻R6、电阻R7、低电容二极管F5，所述压敏电阻V5桥接在正极电源线和负极电源线之间，低电容二极管F5桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述电阻R6串联在正极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V6一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地；所述电阻R7串联在负极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V7一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地。
每个防雷单元中的节点a与相应的低电容二极管F1之间的线路上还串联有单向二极管D1，所述单向二极管D1的阳极与低电容二极管F1连接，所述单向二极管D1的阴极与节点a连接；节点d与低电容二极管F2之间的线路上还串联有单向二极管D2，所述单向二极管D2的阳极与低电容二极管F2连接，所述单向二极管D2的阴极与节点d连接。
当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥10MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥10Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤60pF。
当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥100MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥100Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤20pF。
低电容二极管F1和低电容二极管F2均采用SELC08CI系列二极管。
线间放电管：1206封装，精度1％，90V或350V(释：90V与350V之间的选用限于POE供电时的选择)
对地放电管：1812封装，精度1％，90V
低电容二极管：SELC08CI系列，3216封装，12.0CA
单向二极管：1210封装，12.0CA
三级放电管G5、G7、G8：3R90
电阻R2、R3、R8、R9：2512 1W 1R0
低电容二极管F3、F5、F6、F7、F8、F9：P6KE47CA
压敏电阻V5、V6、V7：14D560
电阻R6：1W 2R2
电感L2、L3：3.3UH
如图7和图8所示，都是现有技术中网络防雷器的工作电路，都严格区分了进出方向，这就不符合雷电流流窜特点即不分方向；使用器件的放电管和TVS的电容都较大，这就限制了带宽，达不到本发明能达到的高带宽。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的电路以及器件集成在PCB板上，如图4至图6所示，所述PCB板为四层结构，PCB板由上至下依次为顶层、PE1层、PE2层和底层，其中，每个防雷单元的对地放电管G3、对地放电管G4设置在PE2层和PE1层；靠近RJ45接口端子J1的桥路、靠近RJ45接口端子J2的桥路设置在底层和顶层；3号线与6号线之间的桥路以及7号线与8号线之间的桥路设置在顶层/底层，1号线与2号线之间的桥路以及4号线与5号线之间的桥路设置在底层/顶层。
PCB板厚度为1.60±0.18mm。PCB板材为FR4与Rogers4350射频板材混合压制而成。该板材的介质损耗在相同标准下测量，仅为0.0009，极低的介质损耗使其非常适用于要求最小化色散和损耗的高频和宽频段应用，其最高支持频率可达Ku波段甚至更高频率。此外还具有极低的吸湿率，仅为0.02％，该特性使它成为高湿度环境应用的理想选择。
顶层：由1/1oz铜箔结合特殊的RJ45接口端子引脚，布局3号线与6号线的线对以及7号线与8号线的线对；
PE1层：由1/1oz铜箔对地放电泄流；
PE2层：由1/1oz铜箔对地放电泄流；
底层：由1/1oz铜箔结合特殊的RJ45接口端子引脚，布局1号线与2号线的线对以及4号线与5号线的线对；
上述特殊的RJ45接口端子是对现有的RJ45接口端子改进之后的产品，如图5和图6所示，改变了调换了1/2-3/6的位置，从而实现了1/2-3/6线对之间的阻抗、分布电容和噪声干扰，进一步提高了网络数据的传输速率，同时提高了耐冲击抗浪涌能力。
PCB板上使用的铜箔厚度为1/1oz，即1盎司分之一。
内外层中间设计2层隔离地，对数据高速传输的穿透性有很好保护。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.网络监控摄像机的多功能电涌保护器，包括直流电源及控制部分和网络及控制部分，其特征在于，
直流电源及控制部分包括电源控制模块(1)、第二电源模块(4)，其中，
电源控制模块(1)包括两个电源控制单元，每个电源控制单元包括两条控制线路、三级放电管G5、电阻R2、电阻R3和低电容二极管F3，所述电阻R2、电阻R3分别设置在两条控制线路上；所述三级放电管G5的两个保护引脚桥接在两条控制线路上；所述低电容二极管F3分别桥接在两条控制线路之间；所述三级放电管G5与低电容二极管F3并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的控制线路上；两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
第二电源模块(4)包括一条正极电源线、一条负极电源线、三级放电管G7、电感L1、电感L2、低电容二极管F6、低电容二极管F7、低电容二极管F8，所述电感L1、电感L2分别设置在正极电源线和负极电源线上；所述三级放电管G7的两个保护引脚桥接在正极电源线和负极电源线之间，其中间引脚接地；所述低电容二极管F8分别桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述三级放电管G7与低电容二极管F8并联；所述电阻R2、电阻R3处于三级放电管G5以及低电容二极管F3形成的桥路之间的电源线上；所述低电容二极管F6一端连接在正极电源线上，其另一端接地；所述低电容二极管F7一端连接在负极电源线上，其另一端接地；
网络及控制部分包括网络控制模块(5)和网络数据传输模块(6)，其中，
网络控制模块包括两个网络控制单元，每个控制单元包括一条主控制线路、一条从控制线路，从控制线路的一端连接在主控制线路上，从控制线路与主控制线路的连接点记为节点x；还包括低电容二极管F9、三级放电管G8、电阻R8、电阻R9，所述低电容二极管F9两端分别连接在主控制线路与从控制线路上，低电容二极管F9与主控制线路的连接点记为节点z，低电容二极管F9与从控制线路的连接点节点y；三级放电管G8的两个保护引脚以及电阻R9依次串联在节点x与节点z之间的主控制线路上，电阻R8串联在节点x与节点y之间的从控制线路上；两个网络控制单元的三级放电管G8的中间引脚与两个电源控制单元的三级放电管G5的中间引脚共同接地；
网络数据传输模块(6)包括网络双向防雷传输装置、多个对地放电管G3和多个对地放电管G4，每个对地放电管G3的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；每个对地放电管G4的一端与网络双向防雷传输装置连接，其另一端接地；多个对地放电管G3、多个对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
2.根据权利要求1所述的网络监控摄像机的多功能电涌保护器，其特征在于，网络双向防雷传输装置包括RJ45接口端子J1、RJ45接口端子J2，所述RJ45接口端子J1的引针与RJ45接口端子J2的引针均按照引针1、引针2、引针3、引针6、引针4、引针5、引针7、引针8的顺序或倒序设置，使用8条线路分别对应连接，将8条线路对应记为1号线、2号线、3号线、6号线、4号线、5号线、7号线、8号线，8条线路中相邻两条线路构成一个防雷单元，线路不重复使用；每个防雷单元中小号线即1号线、3号线、4号线、7号线记为A信号线，对应的另一条线路即2号线、6号线、5号线、8号线记为B信号线，每个防雷单元中的A信号线与B信号线之间设置有两个桥路，两个桥路并联，其中，
靠近RJ45接口端子J1的桥路包括线间放电管G1、低电容二极管F1，所述线间放电管G1一端连接在B信号线上，线间放电管G1与B信号线的连接点记为节点c，线间放电管G1的另一端与低电容二极管F1一端连接；所述低电容二极管F1连接线间放电管G1端的另一端连接在A信号线上，低电容二极管F1与A信号线的连接点记为节点a；
靠近RJ45接口端子J2的桥路包括线间放电管G2、低电容二极管F2，所述线间放电管G2一端连接在A信号线上，线间放电管G2与A信号线的连接点记为节点b，线间放电管G2的另一端与低电容二极管F2一端连接；所述低电容二极管F2连接线间放电管G2端的另一端连接在B信号线上，低电容二极管F2与B信号线的连接点记为节点d；
每个防雷单元均连接一个对地放电管G3和一个对地放电管G4，所述对地放电管G3一端连接在A信号线上，对地放电管G3与A信号线的连接点处于节点a与节点b之间，对地放电管G3的另一端接地；所述对地放电管G4一端连接在B信号线上，对地放电管G4与B信号线的连接点处于节点c与节点d之间，对地放电管G4的另一端接地；每个防雷单元的对地放电管G3与对地放电管G4以及网络控制模块的三级放电管G8共同接地。
3.根据权利要求2所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，每个防雷单元中的节点a与相应的低电容二极管F1之间的线路上还串联有单向二极管D1，所述单向二极管D1的阳极与低电容二极管F1连接，所述单向二极管D1的阴极与节点a连接；节点d与低电容二极管F2之间的线路上还串联有单向二极管D2，所述单向二极管D2的阳极与低电容二极管F2连接，所述单向二极管D2的阴极与节点d连接。
4.根据权利要求2所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥10MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥10Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤60pF。
5.根据权利要求2所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，当RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的信号频率W≥100MHz或者RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的传输速率R≥100Mb/s，A信号线与B信号线之间的线对间等效电容Cj≤20pF。
6.根据权利要求2所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，所述低电容二极管F1和低电容二极管F2均采用SELC08CI系列二极管。
7.根据权利要求1至6中任一所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，所述RJ45接口端子J1与RJ45接口端子J2之间的电路以及器件集成在PCB板上，所述PCB板为四层结构，PCB板由上至下依次为顶层、PE1层、PE2层和底层，其中，每个防雷单元的对地放电管G3、对地放电管G4设置在PE2层和PE1层；靠近RJ45接口端子J1的桥路、靠近RJ45接口端子J2的桥路设置在底层和顶层；3号线与6号线之间的桥路以及7号线与8号线之间的桥路设置在顶层/底层，1号线与2号线之间的桥路以及4号线与5号线之间的桥路设置在底层/顶层。
8.根据权利要求7所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，所述PCB板厚度为1.60±0.18mm。
9.根据权利要求7所述的超高速以太网监控电涌保护装置，其特征在于，所述PCB板上使用的铜箔厚度为1/1oz，即1盎司分之一。
10.根据权利要求1所述的网络监控摄像机的多功能电涌保护器，其特征在于，直流电源及控制部分还包括第一电源模块(3)，所述第一电源模块包括一条正极电源线、一条负极电源线、压敏电阻V5、压敏电阻V6、压敏电阻V7、电阻R6、电阻R7、低电容二极管F5，所述压敏电阻V5桥接在正极电源线和负极电源线之间，低电容二极管F5桥接在正极电源线和负极电源线之间；所述电阻R6串联在正极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V6一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地；所述电阻R7串联在负极电源线上，并处于压敏电阻V5与低电容二极管F5形成的两个桥路之间；压敏电阻V7一端连接在正极电源线上且构成的节点处于压敏电阻V5与电阻R6连接的线路上，另一端接地。
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