CN200983499Y

CN200983499Y - 监控采集设备网口防雷电路

Info

Publication number: CN200983499Y
Application number: CN 200620015972
Authority: CN
Inventors: 吕敬民; 周泽万; 蔡宁果; 冯涛; 曾朱文
Original assignee: Emerson Network Power Co Ltd
Current assignee: Vertiv Tech Co Ltd
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2016-11-23

Abstract

本实用新型公开了一种监控采集设备网口防雷电路，包括第一信号线和第二信号线，所述的第一信号线和第二信号线一端接网口输入输出端，另一端接网络变压器。在每一信号线中各串有1个第一限流电阻；第一限流电阻靠近网口输入输出端的一端通过放电管接保护地；在第一信号线的第一限流电阻网络变压器端与第二信号线的第一限流电阻网络变压器端之间接有双向瞬态电压泄放电路。所述的双向瞬态电压泄放电路包括2个方向相反的，由二极管和瞬态电压抑制二极管组成的瞬态电压泄放支路。本实用新型不仅为网络设备提供了防雷功能，防止了网络采集设备在基站中因雷击而损坏，而且不会影响网络的传输性能，网络传输距离和网口波形均可满足规范要求。

Description

监控采集设备网口防雷电路

[技术领域]

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种监控采集设备的网口防雷电路。

[背景技术]

监控采集设备使用的环境很复杂，特别是处在基站环境中。由于基站的物理位置，例如山顶和楼房高层，经常面临雷击的危险。实际使用中也发现有大量的设备由于雷击而损坏。随着IP技术在基站和机房监控中的应用，带网口的采集设备越来越多。以前网络设备大都用在机房或者大楼里面，机房和大楼本身的防雷措施很充分，所以以前的带网口的设备基本没有考虑防雷的问题，至多在网口处加一些瞬态电压抑制二极管(TVS管)防浪涌，其防护指标很低(差模500V，共模1000V)。当带网口的设备使用在基站中时，因如上所述的原因，大量网络采集设备在基站中因被雷击而损坏。

面临这种问题，用户处理策略是在网口外加信号防雷器，以提高设备的防雷性能。但是，外加防雷器有很多不便。例如，需要重新做设备和防雷器直接的连接线，这样连接点从原有的1个，增加为3个，故障率也增加了3倍。同时网口传输的是10M/100M高速信号，而外加防雷器的分布电容很大，对网络信号的传输会有影响，这种方式是以牺牲传输距离和速度来提高设备的防雷效果。

[实用新型内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种既能提高设备防雷效果，防止网络设备因雷击损坏，又不会影响网络传输性能，可以保证网络传输距离和速度的监控采集设备网口防雷电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种监控采集设备网口防雷电路，包括第一信号线和第二信号线，所述的第一信号线和第二信号线一端接网口输入输出端，另一端接网络变压器。在每一信号线中各串有1个第一限流电阻；第一限流电阻靠近网口输入输出端的一端通过放电管接保护地；在第一信号线的第一限流电阻网络变压器端与第二信号线的第一限流电阻网络变压器端之间接有双向瞬态电压泄放电路。所述的双向瞬态电压泄放电路包括2个方向相反的，由二极管和瞬态电压抑制二极管组成的瞬态电压泄放支路。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的放电管最好是气体放电管

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的气体放电管是二极放电管，此时第一信号线和第二信号线各通过一个二极放电管接保护地；所述的气体放电管也可以是三极放电管，此时第一信号线和第二信号线通过同一个三极放电管接保护地。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的第一限流电阻的电阻值最好在1至10欧姆之间。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，还可以包括在串接在每一信号线中从网络变压器端到每一信号线和双向瞬态电压泄放电路接点之间的第二限流电阻；第二限流电阻的电阻值在0至10欧姆之间。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的瞬态电压泄放支路可以由第一二极管、第二二极管和瞬态单向电压抑制二极管组成，第一二极管的阴极连接瞬态单向电压抑制二极管的阴极、瞬态单向电压抑制二极管的阳极接第二二极管的阳极；所述的双向瞬态电压泄放电路由2个瞬态电压泄放支路反向并接而成。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的瞬态电压抑制二极管可以是瞬态双向电压抑制二极管，它同4个二极管组成桥式双向瞬态电压泄放电路。

以上所述的监控采集设备网口防雷电路，所述的双向瞬态电压泄放电路还可以是集成电路。所述的集成电路型号可以是SLVU2.8-4.TB。

在本实用新型监控采集设备网口防雷电路中，在网络变压器和网口插座之间增加放电管和双向瞬态电压泄放电路组成的两级防护电路，极大增强了网口的差模防护能力。第一限流电阻和气体放电管组成了一级防护电路，对雷击的浪涌电压进行第一级保护，具有泄放雷电暂态过电流和限制过电压作用。一级防护电路可以产生很大的泄放电流(3KA)，大部分入侵能量通过地泻放。在此基础上，双向瞬态电压泄放电路组成了二级防护电路，对差分信号进行双向残压吸收，对雷击的浪涌电压进行第二级保护，剩余能量经过双向瞬态电压泄放电路泻放，到网络变压器的能量就很小了。在两级防护电路的作用下，本实用新型具有良好的防雷效果，可以防止网络设备因雷击而损坏。

在一级防护电路中，放电管寄生电容小，尤其是气体放电管寄生电容很小；在二级防护电路中，采用了由二极管、瞬态电压抑制二极管、二极管串接组成的瞬态电压泄放支路，也降低了二级防护电路的电容。所以，本网口防雷电路不会影响网络传输性能，可以保证原来网络传输距离和传输速度。

所以，本实用新型不仅为网络设备提供了防雷功能，防止了网络采集设备在基站中因雷击而损坏，而且不会影响网络的传输性能，网络传输距离和网口波形均可满足规范要求。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型监控采集设备网口防雷电路实施例1的电路原理图。

图2是本实用新型监控采集设备网口防雷电路实施例2的电路原理图。

图3是本实用新型监控采集设备网口防雷电路实施例3的电路原理图。

[具体实施方式]

在图1所示的本实用新型监控采集设备网口防雷电路的实施例1中，监控采集设备网口防雷电路包括从网络变压器接出的发送信号线的防雷电路和接收信号线的防雷电路。两个防雷电路的结构原理完全相同，在此仅描述发送信号线防雷电路的结构。发送信号线的防雷电路的一对发送信号线是第一发送信号线TX+和第二发送信号线TX-。第一发送信号线TX+一端是网口输出端PO_NET_TX+，接网口插座J1；另一端NET_TX+接网络变压器。第二发送信号线TX-一端是网口输出端PO_NET_TX-，接网口插座J1；另一端NET_TX-接网络变压器。第一发送信号线TX+网口输出端PO_NET_TX+至网络变压器端NET_TX+依次串接第一限流电阻R5和和第二限流电阻R1。第二发送信号线TX-网口输出端PO_NET_TX-至网络变压器端NET_TX-依次串接第一限流电阻R6和和第二限流电阻R2。第一发送信号线TX+的第一限流电阻R5靠近网口输出端PO_NET_TX+的一端通过1个三极气体放电管SP1接保护地PE，第二发送信号线TX-第一限流电阻R6靠近网口输出端PO_NET_TX-的一端也通过三极放电管SP1接保护地PE，构成第一级防护电路。本实施例的第二级防护电路由1个双向瞬态电压泄放电路和2个第二限流电阻R1、R2组成。双向瞬态电压泄放电路包括2条瞬态电压泄放支路。第一条瞬态电压泄放支路由二极管D4、瞬态电压抑制二极管TVS1和二极管D2依次串接组成；第二条瞬态电压泄放支路由二极管D1、瞬态电压抑制二极管TVS2和二极管D3依次串接组成。两条瞬态电压泄放支路反向并接构成1个双向瞬态电压泄放电路。上述双向瞬态电压泄放电路连接在第一发送信号线TX+的第一限流电阻R5同第二限流电阻R1的接点与第二信号线TX-的第一限流电阻R6同第二限流电阻R2的接点之间。

本实施例电路的工作原理如下：网口插座的输入信号PO_NET_TX+、PO_NET_TX-、PO_NET_RX+、PO_NET_RX-受到雷击感应或其它干扰源产生的浪涌高电压入侵时，放电管SP1、SP2提供大电流泄放通路流到保护地PE，浪涌电压能量大部分被消耗掉；同时放电管在未放电或放电后形成的残压通过后面的R5、R6、D1、D2、D3、D4、TVS1、TVS2、R7、R8、D5、D6、D7、D8、TVS3、TVS4进行吸收，其中R5、R6、D1、D2、D3、D4、TVS1、TVS2组成双向保护网络对PO_NET_TX+、PO_NET_TX-差分信号进行吸收，R7、R8、D5、D6、D7、D8、TVS3、TVS4组成双向保护网络对PO_NET_RX+、PO_NET_RX-差分信号进行吸收；电阻R1、R2、R3、R4进一步对前两级保护后的信号进行限流。

图2所示的本实用新型监控采集设备网口防雷电路的实施例2的工作原理完全同实施例1，仅在结构上略有变动，主要区别有两点。首先，在本实施例发送信号线的防雷电路中，第一发送信号线TX+的第一限流电阻R5靠近网口输出端PO_NET_TX+的一端和第二发送信号线TX-第一限流电阻R6靠近网口输出端PO_NET_TX-的一端分别通过1个二极气体放电管SP3和SP4接保护地PE。另外，本实施例的双向瞬态电压泄放电路采用1个瞬态双向电压抑制二极管TVS5，和4个二极管D21、D22、D23、D24组成桥式双向瞬态电压泄放电路。其中，D21、TVS5、D22构成一条瞬态电压泄放支路；D23、TVS5、D24构成另一条反向的瞬态电压泄放支路。

图3所示的本实用新型监控采集设备网口防雷电路的实施例3的主要特点在于，双向瞬态电压泄放电路采用了集成电路IC，集成电路IC型号是SLVU2.8-4.TB。因为SLVU2.8-4.TB中含有4条由第一二极管、瞬态单向电压抑制二极管、第二二极管依次串接组成的瞬态电压泄放支路，所以每路网口发送信号线的防雷电路和接收信号线的防雷电路可以共用1个SLVU2.8-4.TB芯片，其接线方式如图3所示。

为了不影响网络波形和传输性能，第一限流电阻的阻值为欧姆级，在本实施例中，R5、R6、R7、R8的电阻值为4.7欧姆。为了保护网络变压器，又不影响网络传输性能，第二限流电阻(R1、R2、R3、R4)的阻值可以在0至10欧姆之间，最好在2至3欧姆之间。

由于防雷电路是嵌入在网口功能电路里面，既提供了防雷性能，又不影响网络的传输性能，经过试验，这种电路，网络传输距离完全可以满足规范要求，网口波形也可以满足规范要求。

Claims

1.一种监控采集设备网口防雷电路，包括第一信号线和第二信号线，所述的第一信号线和第二信号线一端接网口输入输出端，另一端接网络变压器，其特征在于，在每一信号线中各串有1个第一限流电阻；第一限流电阻靠近网口输入输出端的一端通过放电管接保护地；在第一信号线的第一限流电阻网络变压器端与第二信号线的第一限流电阻网络变压器端之间接有双向瞬态电压泄放电路。所述的双向瞬态电压泄放电路包括2个方向相反的，由二极管和瞬态电压抑制二极管组成的瞬态电压泄放支路。

2.根据权利要求1所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的放电管是气体放电管。

3.根据权利要求2所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的气体放电管是三极放电管，第一信号线和第二信号线通过同一个三极放电管接保护地。

4.根据权利要求2所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的气体放电管是二极放电管，第一信号线和第二信号线各通过一个二极放电管接保护地。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的第一限流电阻的电阻值为1至10欧姆。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，还包括在串接在每一信号线中从网络变压器端到每一信号线和双向瞬态电压泄放电路接点之间的第二限流电阻；第二限流电阻的电阻值为2至3欧姆。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的瞬态电压泄放支路由第一二极管、第二二极管和瞬态单向电压抑制二极管组成，第一二极管的阴极连接瞬态单向电压抑制二极管的阴极、瞬态单向电压抑制二极管的阳极接第二二极管的阳极；所述的双向瞬态电压泄放电路由2个瞬态电压泄放支路反向并接而成。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的瞬态电压抑制二极管是瞬态双向电压抑制二极管，它同4个二极管组成桥式双向瞬态电压泄放电路。

9.根据权利要求7所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的双向瞬态电压泄放电路是集成电路。

10.根据权利要求9所述的监控采集设备网口防雷电路，其特征在于，所述的集成电路型号是SLVU2.8-4.TB。