CN201234127Y

CN201234127Y - 非平衡接口的漏电防护电路和装置

Info

Publication number: CN201234127Y
Application number: CNU2008201094928U
Authority: CN
Inventors: 曾利伟
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2009-05-06
Anticipated expiration: 2018-07-28

Abstract

本实用新型公开了一种非平衡接口中的漏电防护电路，该电路由瞬态电压抑制器(TVS)和正温度系数(PTC)热敏电阻组成；所述TVS跨接在所述非平衡接口中靠近接口连接器的地线和信号线之间，为信号线提供过压保护；所述TVS和所述接口连接器之间的地线和信号线上分别串接PTC热敏电阻，为信号线和地线提供过流保护。在信号速率较高的场合，PTC上并联电容可以改善因信号线串联PTC热敏电阻对信号质量的不良影响。本实用新型还公开了一种应用于非平衡接口的漏电防护装置。使用本实用新型能够对漏电加以抑制，保护非平衡接口不受漏电损伤。

Description

非平衡接口的漏电防护电路和装置

技术领域

本实用新型涉及电路中的漏电防护技术，具体涉及一种非平衡接口中的漏电防护电路，以及一种应用于非平衡接口的漏电防护装置。

背景技术

非平衡接口的特点是所有信号线均共享一个公共的地线，信号线的信号电平以地线电平为参照电平。非平衡接口的典型代表为RS232接口和诸如RCA(Radio Corporation of American)接口的标准视频接口，等等。这些非平衡接口在通信设备中经常用到，采用非平衡接口的通讯设备需要正常接地。

与接地设备不同的是，很多终端设备采用浮地设计，即地线不直接接地，因此浮地设计的终端设备的信号线不采用大地电平作为参照电平。

图1为现有技术中接地通信设备与采用浮地设计的摄像头通过非平衡接口相连的示意图。如图1所示，通信设备RCA接口10和摄像头RCA接口20通过视频线缆相连。摄像头为浮地设备，当摄像头电源绝缘等级不够、或接地不规范时，将可能出现较强漏电。此时，如果通信设备不与摄像头相连，那么摄像头产生的漏电没有泄放路径。而如图1所示，当通信设备通过其RCA接口10与摄像头相连时，由于通信设备上有接地螺钉17，且可以通过3线电源插座实现接地，因此，接地良好的通信设备将为摄像头提供漏电泄放路径，那么，摄像头产生的漏电就可以通过此泄放路径进入通信设备。那么，漏电的高电压和高电流将造成通信设备的RCA接口10损伤。目前通常的防护做法是在通信设备的RCA接口10中靠近接口连接器12一侧设置跨接在地线14和信号线13之间的瞬态电压抑制器(TVS，Transient VoltageSuppressor)11，用于过压保护。但是，单单进行漏电过压保护，还不能对漏电进行有效防护。漏电的高电流也会损伤通信设备RCA接口10。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种非平衡接口的漏电防护电路，能够对漏电加以抑制，保护非平衡接口不受漏电损伤。

该电路包括瞬态电压抑制器TVS和正温度系数PTC热敏电阻；

所述TVS跨接在所述非平衡接口中靠近接口连接器的地线和信号线之间；所述TVS和所述接口连接器之间的地线和信号线上分别串接所述PTC热敏电阻。

较佳地，该电路进一步包括并联在每个PTC热敏电阻上的电容。

较佳地，所述PTC热敏电阻的耐压范围大于或等于260V。

较佳地，所述PTC热敏电阻的工作电流小于或等于50mA。

较佳地，在所述PTC热敏电阻远离所述TVS的一端到所述接口连接器之间，

各信号线两两之间的间距为抗高压空气击穿和绝缘击穿的安全距离；

所述信号线与所述地线两两之间的间距为抗高压空气击穿和绝缘击穿的安全距离。

较佳地，所述安全距离为大于或等于1.4mm。

较佳地，所述信号线或地线分别与所述接口连接器的屏蔽壳之间保持至少1.4mm的间距。

所述TVS为双向防护的TVS。

其中，所述非平衡接口为标准视频接口或RS232接口。

本实用新型还提供了一种应用于非平衡接口的漏电防护装置，不仅能够对漏电加以抑制，保护非平衡接口不受漏电损伤，而且能够保护人体不受漏电损伤。

该装置包括具有上述任意一种漏电防护电路的非平衡接口，以及接入所述非平衡接口的线缆；

所述线缆的接头包括环绕于接头外部的绝缘层。

根据以上技术方案可见，本实用新型在非平衡接口中的地线和信号线之间跨接TVS，实现对信号线的过压保护；在TVS与非平衡接口中的接口连接器之间的地线和信号线上分别串接PTC，实现对地线和每条信号线的过流保护，保护非平衡接口不受漏电损伤。

附图说明

图1为现有技术中接地通信设备与采用浮地设计的摄像头通过非平衡接口相连的示意图。

图2为本实用新型中对图1的漏电泄放路径进行分析的示意图。

图3为本实用新型中漏电防护电路应用于图1中接地通信设备的示意图。

具体实施方式

要实现对非平衡接口的漏电防护，首先需要了解漏电情况下，能量从非平衡接口泄放的路径。下面，对图1中浮地摄像头产生的漏电通过接地通信设备泄放路径进行分析。

图2为图1中漏电泄放路径示意图。如图2所示，摄像头为浮地设备，当摄像头产生漏电时，漏电首先沿着摄像头RCA接口20(以下简称RCA接口20)与通信设备RCA接口10(以下简称RCA接口10)之间的地线14进入RCA接口10。图2中的单箭头虚线表示漏电沿地线14的泄放路径。由于漏电电流较大，可能会烧断地线14(图2中地线14“X”表示地线被烧断)，此时，漏电将沿着RCA接口20与RCA接口10之间的信号线13进入RCA接口10。进入RCA接口10后，漏电可能通过RCA接口10中的TVS11泄放到地线14，然后泄放到地，也可能通过RCA接口10中地线14和信号线13之间的跨接电阻16泄放到地线14，还可能通过RCA接口10中的接口集成芯片(IC)15泄放到地线14。由于漏电电流和电压都很大，因此漏电的泄放会导致TVS11、跨接电阻16和接口IC15等RCA接口10组件被烧毁。

漏电在RS232接口中的泄放路径与RCA接口相似。

可见，非平衡接口中漏电的泄放路径不仅包括地线14，还包括信号线13。因此，需要分别在RCA接口10中的地线14和信号线13上做过流保护，在地线14和信号线13之间做过压保护。

图3为本实用新型中漏电防护电路应用于图1中接地通信设备的示意图。如图3所示，该漏电防护电路30包括TVS31和正温度系数(PTC，PositiveTemperature Coefficient)热敏电阻32，以下简称PTC32。

TVS31跨接在RCA接口10中靠近接口连接器12的地线14和信号线13之间，以实现过压保护；TVS31和接口连接器12之间的地线14和信号线13上，分别串接PTC32。

PTC32是一种具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。因此，该PTC32的电阻在漏电泄放时急剧增大，电阻增大导致通过PTC的电流急剧降低，使得通过PTC32的电流值保持在RCA接口10中各组件能够承受的范围内。由于PTC32同时串接在地线14和信号线13上，因此实现了对地线14和信号线13的过流保护。由于地线14和信号线13之间还跨接TVS31还实现了过压保护，从而实现保护非平衡接口不受损伤。

由于RCA接口10通常传输速率较大的信号，因此，PTC32的内阻会增大RCA接口10的输入阻抗，从而影响RCA接口10的信号质量。为了减小串入PTC32对RCA接口10信号质量的影响，本实用新型实施例中，在每个PTC32上并联一个电容，从而减小RCA接口10的输入阻抗，进而改善RCA接口10的信号质量。

其中，PTC32的选用标准为：由于通过PTC32的漏电电压较高，因此PTC32需要选用具有较高耐压特性的类型，较佳地，其耐压范围大于或等于260V。此外，如果PTC32工作电流过大，PTC32过流保护的响应时间将较长，在这种情况下，TVS31将承受较大的能量，可能导致TVS31被烧毁。因此，PTC32还需要选用工作电流较小的类型，较佳地，其工作电流小于或等于50mA。

TVS31的选用标准为：TVS31选用具有较高的通流能力的TVS器件。通流能力即通过电流的能力，可以根据TVS在特定波形下的峰值电流确定。通流能力大TVS的防护能力大。在实际中，TVS31可以采用具有正反向电压防护能力的双向防护的TVS。

为了提高RCA接口10的安全性，在RCA接口10的PCB板上，从PTC32远离TVS31的一端到接口连接器12之间的部分，将信号线13与地线14之间间距以及各信号线13之间间距均设置为抗高压空气击穿和绝缘击穿的安全距离。较佳地，该安全距离为大于或等于1.4mm。此外，信号线13和地线14分别与接口连接器12的屏蔽壳之间保持至少1.4mm的绝缘间距。对于RCA电缆的接头来说，为了避免RCA电缆的接头插入RCA接口过程中可能造成的对人体的损伤，本实用新型为RCA电缆的接头增加环绕于接头外部的绝缘层，使得RCA电缆的接头中的信号线和地线与外部人体绝缘。

以上是以本实用新型应用于RCA接口为例进行的描述。对于RS232接口以及其他非平衡接口来说，TVS和PTC的连接方式与在RCA接口中的连接方式相同，且TVS和PTC的选用标准也与前述选用标准相同。不同之处在于，RS232接口信号线到地线之间没有并联电阻，因此在漏电串入信号线损伤器件之前，漏电主要从TVS向地线泻放。而且由于RS232接口信号速率较低，因此PTC的内阻对RS232接口的信号质量影响很小，可以忽略不计。因此，当本实用新型的漏电防护电路应用于RS232接口中时，可以不必在PTC上并联电容。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种非平衡接口中的漏电防护电路，其特征在于，该电路包括瞬态电压抑制器TVS和正温度系数PTC热敏电阻；

2、如权利要求1所述的漏电防护电路，其特征在于，该电路进一步包括并联在每个PTC热敏电阻上的电容。

3、如权利要求1或2所述的漏电防护电路，其特征在于，所述PTC热敏电阻的耐压范围大于或等于260V。

4、如权利要求1或2所述的漏电防护电路，其特征在于，所述PTC热敏电阻的工作电流小于或等于50mA。

5、如权利要求1或2所述的漏电防护电路，其特征在于，在所述PTC热敏电阻远离所述TVS的一端到所述接口连接器之间，各信号线两两之间的间距为抗高压空气击穿和绝缘击穿的安全距离；所述信号线与所述地线两两之间的间距为抗高压空气击穿和绝缘击穿的安全距离。

6、如权利要求5所述的漏电防护电路，其特征在于，所述安全距离为大于或等于1.4mm。

7、如权利要求1或2所述的漏电防护电路，其特征在于，所述信号线或地线分别与所述接口连接器的屏蔽壳之间保持至少1.4mm的间距。

8、如权利要求1或2所述的漏电防护电路，其特征在于，所述TVS为双向防护的TVS。

9、如权利要求1所述的漏电防护电路，其特征在于，所述非平衡接口为标准视频接口或RS232接口。

10、一种应用于非平衡接口的漏电防护装置，其特征在于，该装置包括具有如权利要求1或2任意一项所述漏电防护电路的非平衡接口，以及接入所述非平衡接口的线缆；

所述线缆的接头包括环绕于接头外部的绝缘层。