CN109004633A - 一种雷击浪涌的防护装置 - Google Patents
一种雷击浪涌的防护装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109004633A CN109004633A CN201810826269.3A CN201810826269A CN109004633A CN 109004633 A CN109004633 A CN 109004633A CN 201810826269 A CN201810826269 A CN 201810826269A CN 109004633 A CN109004633 A CN 109004633A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tip
- ground terminal
- signal wire
- lightning surge
- protective device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/005—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种雷击浪涌的防护装置。包括信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，所述信号线包括第一信号线和第二信号线，所述接地端包括第一接地端和第二接地端，所述第一信号线和所述第二信号线设置在所述第一接地端和所述第二接地端之间，所述第一信号线上设置有第一尖端和第二尖端，所述第二信号线上设置有第三尖端和第四尖端，所述第一接地端上设置有第五尖端，所述第二接地端上设置有第六尖端。采用本发明的雷击浪涌的防护装置，通过设置对立的尖端，当信号线上高压出现时，尖端之间会形成电场，形成空气电离导通路径，将雷击浪涌的能量泄放到地或者低压回路上，形成防护效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信网络防护设计，尤其涉及一种雷击浪涌的防护装置。
背景技术
目前，通信类设备的通信端口因为需要接到通信网络，而庞大的通信网络作为户外网络雷击浪涌的情况会较为常见，所以对雷击浪涌的规格要求较高，其中国家家电下乡规格达到共模4KV、差模1KV。雷击浪涌的能量较大，需要在通信端口上采取较为全面的防护方案以避免次级电路被雷击浪涌的大电压和大电流能量所损坏。在现有技术中，通常会使用4颗TSS或4颗GDT、1颗TSS或GDT方案及TVS方案进行防护。
在4颗TSS或GDT方案中，采用标准Bob-Smith电路，差分线对之间阻抗150欧姆，EMI/EMS/SI等性能都可以兼顾，为了节省成本，TSS/GDT接在一次侧抽头上。4颗TSS或GDT方案缺点是：1、4颗TSS或GDT，成本较高；2、无法防护差模浪涌；3、一次侧电容容易损坏(可增加一颗TSS或GDT解决，但成本更高)；4、浪涌能量需要进入线圈以后再经过防护器件，二次侧会耦合到浪涌能量，且对变压器耐流耐压能力有较高限制；
在1颗TSS或GDT方案中，采用标准Bob-Smith电路，差分线对之间阻抗150欧姆，EMI/EMS/SI等性能都可以兼顾，为了节省成本，TSS/GDT接在一次侧抽头上。1颗TSS或GDT方案缺点是：1、差分线对之间阻抗由150欧姆变为0，对Function、SI、EMI以及EMS都有一定影响；2、无法防护差模浪涌；3、浪涌能量需要进入变压器线圈以后再经过防护器件，二次侧会耦合到浪涌能量，且对变压器耐流耐压能力有较高限制；
在TVS方案中，采用标准Bob-Smith电路，一次侧加TVS，可以实现共模和差模同时防护。但耐流能力有限。TVS方案缺点是：1、TVS耐流能力较低，无法防护大电压大电流浪涌；2、两颗大电流TVS，成本较高；3、此设计无法满足国家家电下乡浪涌规格要求，无法满足共模6K浪涌规格要求。
针对现有技术中所存在的问题，提供一种雷击浪涌的防护装置具有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例提供一种雷击浪涌的防护装置。
为实现上述目的，本发明实施例的雷击浪涌的防护装置，包括信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，所述信号线包括第一信号线和第二信号线，所述接地端包括第一接地端和第二接地端，所述第一信号线和所述第二信号线设置在所述第一接地端和所述第二接地端之间，所述第一信号线上设置有第一尖端和第二尖端，所述第二信号线上设置有第三尖端和第四尖端，所述第一接地端上设置有第五尖端，所述第二接地端上设置有第六尖端，所述第一尖端与所述第五尖端相对立设置，所述第二尖端与所述第三尖端相对立设置，所述第四尖端与所述第六尖端相对立设置；所述第一尖端与所述第五尖端之间，所述第二尖端与所述第三尖端之间，所述第四尖端与所述第六尖端之间均存在间隙；
进一步地，所述第一信号线与所述第二信号线为互耦的差分信号线；
进一步地，所述第一信号线和所述第二信号线的通讯端口连接广域的通信网络；
进一步地，所述通讯端口设置有电气隔离模组；
进一步地，所述尖端为金属尖端。
本发明实施例的一种雷击浪涌的防护装置，在端口的一次侧的信号线之间，信号线与接地端之间，设置对立的尖端，当信号线上有高压出现时，尖端之间会形成强大的电场，直至击穿空气间隙，形成空气电离导通路径，从而将雷击浪涌的能量泄放到地或者低压回路上。从而对后级电路形成防护效果。采用本发明所述雷击浪涌的防护装置之后的优点是：1、PCB走线实现防护，无成本；2、高可靠度：因为没有防护器件，不存在器件品质影响防护效果；3、共模差模防护：共模差模浪涌能量均可通过放电路径泄放到回路；4、耐流能力大：空气电离后即形成放电路径，对电流大小无限制；5、灵敏度高：因为放电现象反应速度极快，无需像防护器件一样需要等待PN节击穿；6、效费比高：因为几乎没有成本、负面效应较小，所以效费比高，可以大量使用；7、应用范围广：针对所有对称通信线端口雷击浪涌都可以实现防护。
附图说明
图1为本发明实施例所述的雷击浪涌的防护装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的雷击浪涌的第一防护工作原理图；
图3为本发明实施例所述的雷击浪涌的第二防护工作原理图。
具体实施方式
下面，结合附图，对本发明实施例的结构以及工作原理等作进一步的说明。
如图1所示，图1为本发明实施例的所述雷击浪涌的防护装置的结构示意图，包括信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，在本发明优选的实施例中，所述尖端为金属尖端；所述信号线包括第一信号线1和第二信号线2，所述接地端包括第一接地端3和第二接地端4，所述第一信号线1和所述第二信号线2设置在所述第一接地端3和所述第二接地端4之间，所述第一信号线1上设置有第一尖端11和第二尖端12，所述第二信号线2上设置有第三尖端21和第四尖端22，所述第一接地端3上设置有第五尖端31，所述第二接地端4上设置有第六尖端41，所述第一尖端11与所述第五尖端31相对立设置，所述第二尖端12与所述第三尖端21相对立设置，所述第四尖端22与所述第六尖端41相对立设置；所述第一尖端11与所述第五尖端31之间，所述第二尖端12与所述第三尖端21之间，所述第四尖端22与所述第六尖端41之间均存在间隙。在本发明优选的实施例中，所述所述第一信号线1与所述第二信号线2为互耦的差分信号线。所述间隙通常为1mm，也可以根据不同的规格进行调整。
所述第一信号线1和所述第二信号线2的通讯端口连接广域的通信网络；所述通讯端口设置有电气隔离模组。在本发明优选的实施例中，所述电气隔离膜组通常包括所设置的变压器、耦合线圈等电气隔离模组，其对高电压、小电流或持续时间端的电流能量具有较强的抗干扰能力，能够解决的主要为高电压、大电流、持续时间长，能量巨大的浪涌能量，其能量相比于ESD等要高多个数量级。同样地，因为电压高、电流大、持续时间长，所以能够形成相对稳定的空气电离放电路径，对能量巨大的浪涌进行较好的泄放，且因为变压器与耦合线圈等电气隔离模组对小电流等能量具有较好的承受与隔离能力，所以防护后的惨压对后级被防护电路影响较小，因此，防护效果更好、防护方案更为匹配被防护电路，实用性更高。
本发明实施例所述雷击浪涌的防护装置所设计的基本原则是，为雷击浪涌的过压过流能量提供一个确定的泄放路径，以保护电流电压敏感电路与元器件免受雷击能量的破坏。常用的构建泄放路径的关键部件有气体放电管、GDT、TVS等。本发明所述雷击浪涌的防护装置采用尖端来取代以上部件，所述尖端为金属尖端，其基本工作原理是，在导体的带电量及其周围环境相同情况下,导体表面越尖，即导体表面曲率越大，面电荷密度越高，等电位面越密，其附近电场强度就越强。电场强度越强，其附近的空气越容易被电离。空气被电离后，空气中的带正负电荷的离子就会在电场的作用下移动，因此形成一个电离路径，雷击能量可以通过这个电离路径从信号线泄放至机壳地，最终回到大地。当雷击能量过去之后，没有大电压维持较高的电场强度，空气无法继续电离，最终电离路径消失，恢复至正常工作状态。
如图2所示，图2为本发明所述雷击浪涌的第一防护工作原理图，在本发明的实施例一中，为多组所述雷击浪涌的防护装置的结合设置，每一组所述雷击浪涌的防护装置均设置有信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，所述尖端为金属尖端，所述信号线包括第一信号线和第二信号线，所述接地端包括第一接地端和第二接地端，所述第一信号线和所述第二信号线设置在所述第一接地端和所述第二接地端之间，所述第一信号线上设置有第一尖端和第二尖端，所述第二信号线上设置有第三尖端和第四尖端，所述第一接地端上设置有第五尖端，所述第二接地端上设置有第六尖端，所述第一尖端与所述第五尖端相对立设置，所述第二尖端与所述第三尖端相对立设置，所述第四尖端与所述第六尖端相对立设置。所述所述第一信号线与所述第二信号线为互耦的差分信号线。
当共模浪涌能量涌入的时候，所述信号线与所述接地端之间的尖端会击穿空气间隙，形成电离回路，因为空间是开放的，只要高压存在，电离路径会一直保持，直到电压降低，电流泄放完成，将所述第一信号线上的浪涌电流泄放至所述第一接地端，所述第二信号线上的浪涌电流泄放至所述第二接地端，到达防护效果。
如图3所示，图3为本发明所述雷击浪涌的第二防护工作原理图，在本发明的实施例二中，为多组所述雷击浪涌的防护装置的结合设置，每一组所述雷击浪涌的防护装置均设置有信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，所述尖端为金属尖端，所述信号线包括第一信号线和第二信号线，所述接地端包括第一接地端和第二接地端，所述第一信号线和所述第二信号线设置在所述第一接地端和所述第二接地端之间，所述第一信号线上设置有第一尖端和第二尖端，所述第二信号线上设置有第三尖端和第四尖端，所述第一接地端上设置有第五尖端，所述第二接地端上设置有第六尖端，所述第一尖端与所述第五尖端相对立设置，所述第二尖端与所述第三尖端相对立设置，所述第四尖端与所述第六尖端相对立设置。所述所述第一信号线与所述第二信号线为互耦的差分信号线。
当差模浪涌能量涌入信号线的时候，差分线之间的空气间隙会被高压击穿，形成空气电离放电路径，因为空间是开放的，只要高压存在，电离路径会一直保持，直到电压降低，电流泄放完成，浪涌电流通过电离路径，即通过所述第一信号线的第二尖端传至相对立设置的所述第二信号线的第三尖端，再由所述第二信号线将电流泄放至浪涌发生器的低压侧，从而达到差模防护效果。
以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种雷击浪涌的防护装置，其特征在于，包括信号线和接地端，所述信号线和所述接地端上均设置有尖端，所述信号线包括第一信号线和第二信号线，所述接地端包括第一接地端和第二接地端，所述第一信号线和所述第二信号线设置在所述第一接地端和所述第二接地端之间，所述第一信号线上设置有第一尖端和第二尖端，所述第二信号线上设置有第三尖端和第四尖端，所述第一接地端上设置有第五尖端，所述第二接地端上设置有第六尖端，所述第一尖端与所述第五尖端相对立设置，所述第二尖端与所述第三尖端相对立设置，所述第四尖端与所述第六尖端相对立设置；所述第一尖端与所述第五尖端之间，所述第二尖端与所述第三尖端之间，所述第四尖端与所述第六尖端之间均存在间隙。
2.如权利要求1所述的雷击浪涌的防护装置，其特征在于，所述第一信号线与所述第二信号线为互耦的差分信号线。
3.如权利要求1所述的雷击浪涌的防护装置，其特征在于，所述第一信号线和所述第二信号线的通讯端口连接广域的通信网络。
4.如权利要求3所述的雷击浪涌的防护装置，其特征在于，所述通讯端口设置有电气隔离模组。
5.如权利要求1所述的雷击浪涌的防护装置，其特征在于，所述尖端为金属尖端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810826269.3A CN109004633A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 一种雷击浪涌的防护装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810826269.3A CN109004633A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 一种雷击浪涌的防护装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109004633A true CN109004633A (zh) | 2018-12-14 |
Family
ID=64597752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810826269.3A Pending CN109004633A (zh) | 2018-07-25 | 2018-07-25 | 一种雷击浪涌的防护装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109004633A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86204920U (zh) * | 1986-06-23 | 1987-01-14 | 曾光银 | 避雷抗噪器 |
| CN101178838A (zh) * | 2006-11-07 | 2008-05-14 | 西安神电电器有限公司 | 避雷器在线监测方法及其系统 |
| CN102610890A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-25 | 中国科学院微电子研究所 | 一种毫米波波导通信系统 |
| CN103259256A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-08-21 | 北京捷安通达科贸有限公司 | 一种电源信号共缆传输型防雷保护装置和方法 |
| CN103473203A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种具有静电保护的usb接口电路 |
| CN105846047A (zh) * | 2015-02-04 | 2016-08-10 | 摩托罗拉移动有限责任公司 | 具有一体天线的单件金属壳 |
| CN106354124A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-25 | 北京广利核系统工程有限公司 | 基于fpga模拟量输入装置通道的自诊断系统和方法 |
| CN206674432U (zh) * | 2017-05-03 | 2017-11-24 | 温州大学瓯江学院 | 一种无线网基站防雷击装置 |
-
2018
- 2018-07-25 CN CN201810826269.3A patent/CN109004633A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86204920U (zh) * | 1986-06-23 | 1987-01-14 | 曾光银 | 避雷抗噪器 |
| CN101178838A (zh) * | 2006-11-07 | 2008-05-14 | 西安神电电器有限公司 | 避雷器在线监测方法及其系统 |
| CN102610890A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-25 | 中国科学院微电子研究所 | 一种毫米波波导通信系统 |
| CN103259256A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-08-21 | 北京捷安通达科贸有限公司 | 一种电源信号共缆传输型防雷保护装置和方法 |
| CN103473203A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-25 | 上海斐讯数据通信技术有限公司 | 一种具有静电保护的usb接口电路 |
| CN105846047A (zh) * | 2015-02-04 | 2016-08-10 | 摩托罗拉移动有限责任公司 | 具有一体天线的单件金属壳 |
| CN106354124A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-25 | 北京广利核系统工程有限公司 | 基于fpga模拟量输入装置通道的自诊断系统和方法 |
| CN206674432U (zh) * | 2017-05-03 | 2017-11-24 | 温州大学瓯江学院 | 一种无线网基站防雷击装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2672656B1 (en) | Power over ethernet port protection circuit and ethernet power supply equipment | |
| US7755873B2 (en) | Device for protection against voltage surges with parallel simultaneously triggered spark-gaps | |
| JP5615406B2 (ja) | コネクタ回路及びサージ防護機器 | |
| TWI454211B (zh) | 具暫態能量防護能力的網路通訊裝置及其印刷電路板 | |
| CN201937264U (zh) | 信号浪涌保护电路 | |
| CN203027597U (zh) | 一种电源适配器及其静电放电保护电路 | |
| CN219513785U (zh) | 浪涌防护装置及充电系统 | |
| CN109004633A (zh) | 一种雷击浪涌的防护装置 | |
| US20240146078A1 (en) | Charging device interface circuit and charging device | |
| EP2575228B1 (en) | Lightning protection circuit | |
| CN201061140Y (zh) | 单相交流电源线路和信号线路双保护的防雷装置 | |
| CN104064333A (zh) | 一种户外防雷变压器 | |
| CN105680435A (zh) | 一种浪涌保护器件和用于该器件的气体放电管 | |
| CN202167847U (zh) | 一种间隙型电涌保护器的点火电路系统 | |
| CN205429713U (zh) | 一种过电压保护器 | |
| CN208723549U (zh) | 一种暂态过电压隔离装置及隔离电路 | |
| CN218275375U (zh) | 静电防护网络端口和网络通讯设备 | |
| CN204517086U (zh) | 一种防雷冗余线rj45网络转接头 | |
| CN213304976U (zh) | 离子导体泄流式电源防雷装置 | |
| CN214590589U (zh) | 一种新型小型化rf系统强电磁脉冲防护器 | |
| CN215498263U (zh) | 一种具有多重电涌保护的电路 | |
| CN208738838U (zh) | 八线网络电磁脉冲防护装置 | |
| CN207743693U (zh) | 一种用于pse交换机的防雷装置 | |
| CN208401571U (zh) | 充电电路和电路板 | |
| JP2000261957A (ja) | サージ吸収装置とこれを用いた屋内配線方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181214 |