CN201234130Y - 一种通讯设备的防雷击电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种通讯设备的防雷击电路，包括第一压敏电阻、电感、第二压敏电阻，第一压敏电阻的两端分别与电源输入端正负极相连；电感的一端与电源输入端正极相连，另一端与第二压敏电阻的一端和电源输出端正极分别连接；第二压敏电阻的另一端与电源输入端负极相连，该防雷击电路还包括电解电容，其一端与电源输出端正极连接，另一端与电源输出端负极连接，并跨接在第二压敏电阻的一端上。本实用新型所提出的防雷电路中新增了电解电容，该电解电容可以有效地吸收雷击能量，抑制残压增加，保证了其后的负载器件可以安全稳定地工作，提高了防雷的可靠性和有效性；同时，电解电容价格低廉，技术成熟，所以本实用新型的实现成本较低。

Description

一种通讯设备的防雷击电路

技术领域

本实用新型涉及防雷技术领域，尤其涉及一种应用于通讯设备的防雷击电路。

背景技术

近些年，通讯行业发展速度十分迅猛，每年的发货量都在急剧增加。然而市场膨胀的同时，产品的可靠性也越来越成为大家关注的焦点。

通讯设备的防雷是影响产品可靠性非常重要的一个因素，每年都有大量设备的损坏是由雷击引起的。为了适应市场需求，很多设备制造商都在不断缩小其设备，尤其是设备上使用的器件的体积，选择小型化的设备对设备制造商的运输、维护以及产品的市场竞争力等等都会带来非常大的收益。由于器件的小型化，其面积和体积都较以往有比较大的减少，给设备小型化带来了极大的方便，然而其所能抵抗的干扰的能力却越来越弱，尤其是抵抗能量比较大的外界干扰信号。这也对设备的防雷电路要求越来越苛刻。

目前业界常用的防雷器件有压敏电阻，TVS(Twinkling VoltageSuppressor，瞬态电压抑制器)，放电管，热敏电阻等。防雷等级要求比较低的设备一般只需要一级防雷，通常采用单个压敏(或TVS)配合放电管进行差模共模防护；对于防雷等级较高的系统通常需要两级甚至更多级数的防雷电路。现今市场上通常用于雷击防护的TVS大部分功率比较小，而功率大的价格十分昂贵；而放电管具有放电慢且残压大的缺点，在应用时较为敏感或者体积小的芯片负载很容易失效或损坏，故TVS和放电管均不适合用于防雷等级较高的防护。

由于压敏电阻价格低廉，通流量较大，反应速度也较快，所以它是目前很多防雷电路的主要选择。如图1和图2所示，目前常用的二级防雷击电路主要包括：第一压敏电阻MOV1、退耦电路(即电感L)、第二压敏电阻MOV2；工作原理为：第一压敏电阻MOV1(ROAD1)能量等级较高、启动电压较高、残压也较高，第二压敏电阻MOV2(ROAD2)能量等级较低、启动电压低、残压低；当雷击信号从输入端口进入时，启动电压较低的第二压敏电阻MOV2首先达到开启电压，开始动作，泻放电流，此时输入回路中电流急剧增大，引电路中的电感L产生反向电动势，第一压敏电阻MOV1上的两端电压急剧增大，达到开启电压后开始导通，泻放电流，从而将大部分能量释放出去。这种方法虽然使用了两级防雷，但是由于压敏电阻存在残压较大的缺陷，其残压会随着雷击能量的增加而增加，很容易对后面的负载系统造成损害，因而雷击防护性能不可靠。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通讯设备的防雷电路，提高防雷的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种通讯设备的防雷击电路，包括第一压敏电阻、电感、第二压敏电阻，所述第一压敏电阻的一端与电源输入端正极相连，另一端与电源输入端负极相连；所述电感的一端与电源输入端正极相连，另一端与第二压敏电阻的一端以及电源输出端正极分别连接；所述第二压敏电阻的另一端与电源输入端负极相连，

该防雷击电路还包括电解电容，所述电解电容的一端与电源输出端正极连接，另一端与电源输出端负极连接，并跨接在第二压敏电阻的一端上。

上述电路中，所述第二压敏电阻与电解电容之间还跨接有缓启动电路。

上述电路中，所述缓启动电路包括MOS管。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所提出的防雷电路中新增了电解电容，该电解电容可以有效地吸收雷击能量，并抑制残压增加，保证了其后面的负载器件可以安全稳定地工作，提高了防雷的可靠性和有效性；同时，电解电容价格低廉，技术成熟，所以本实用新型的实现成本较低。

附图说明

图1是目前比较常用的二级防雷结构框图；

图2是目前比较常用的二级防雷电路图；

图3是本实用新型实施例一的二级防雷结构框图；

图4是本实用新型实施例一的二级防雷电路图；

图5是本实用新型实施例二的一级防雷电路图；

图6是本实用新型实施例三的三级防雷电路图。

具体实施方式

本实用新型的核心思想为：在通过两级压敏电阻进行防护的同时，增加合适的电解电容，用以吸收能量和抑制残压的增加，进一步提高防雷的可靠性和有效性。

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

实施例一

请参阅图3和图4，该图所示为具有两级压敏电阻的防雷击电路，该电路包括：第一压敏电阻MOV1、电感L、第二压敏电阻MOV2、电解电容C、缓启动电路，第一压敏电阻MOV1的通流量大于第二压敏电阻MOV2的通流量。

其中，第一压敏电阻MOV1的一端2与电源输入端正极INPUT+相连，另一端1与电源输入端负极INPUT一相连；电感L的一端1与电源输入端正极INPUT+相连，另一端2与第二压敏电阻MOV2的一端2和电源输出端正极OUTPUT+分别相连；第二压敏电阻MOV2的另一端1与电源输入端负极INPUT一相连，并跨接在所述电解电容C的一端2上；电解电容C的一端1与电源输出端负极OUTPUT一连接，另一端2与电源输出端正极OUTPUT+连接。

上述电路的工作原理为：电源输入端口的第一压敏电阻MOV1(ROAD1回路)进行一级防护，经过退耦电路(电感L)，然后第二压敏电阻MOV2(ROAD2)再做二级防护，电解电容吸收能量，作为第三级防护。雷击信号进入后，第二压敏电阻首先动作，释放电流，第一压敏电阻的电压达到启动电压后再动作，泻放能量，由于该电路有了第三级电解电容，电解电容可以抑制残压，吸收能量，在这种保护后，电源输出端的负载系统所接收到的雷击能量较以往的防雷电路有了非常大的减小，负载可以得到更为有效可靠的保护。由于电解电容启动时冲击电流较大，对前面的电路有一定的影响，故本实用新型在电解电容前增加缓启动电路减小冲击电流，该缓启动电路可以用MOS管或者继电器等搭建。

实施例二

本实施例对上述防雷击电路进行了扩展，如图5所示，一级防雷击电路包括：压敏电阻MOV1、电解电容C、缓启动电路，

其中，压敏电阻MOV1的两端分别与电源输入端的正负极连接，且端2与电源输出端的正极连接；电解电容C的两端分别与电源输出端的正负极连接；缓启动电路跨接在电解电容C和压敏电阻MOV1之间。

实施例三

本实施例对上述防雷击电路再次进行了扩展，如图6所示，三级防雷击电路包括：第一压敏电阻MOV1、第一电感L1、第二压敏电阻MOV2、第二电感L2、第三压敏电阻MOV3、电解电容C、缓启动电路；各压敏电阻的通流量大小关系为：第一压敏电阻MOV1＞第二压敏电阻MOV2＞第三压敏电阻MOV3。上述各部分的连接关系和原理与实施例一相同。

例证：

A、选择一个通讯的设备，设备自带保险丝，在正常供电状态的情况下工作。1)在通讯设备上设未使用电解电容的防雷击电路，模拟雷击冲击电流10KA信号进入输入端口后，负载系统工作失效，保险丝熔断，且负载上有部分器件损坏。2)在通讯设备上设增加了电解电容的防雷击电路，同样按上述模拟雷击信号加入输入端，雷击后，负载工作正常，无器件损坏，保险丝工作正常。这个实验证明了，电解电容确实可以吸收雷击能量，验证了电解电容能够明显改善了防雷效果。

B、选择一个电源模块作负载。在防雷击电路板带上电源模块负载后通电测试。1)未加电解电容时，浪涌发生器产生4KV8/20us的雷击模拟信号加在防雷击电路板的输入端口，电源模块保护后重新启动，输出有瞬间断电。2)在防雷击电路板上加上电解电容，按上述情况进行再次测试，电源模块工作正常，模块输出仅有几十毫伏的轻微波动。产生上述现象的原因是，未加电解电容时，防雷击电路板残压过大，超过模块最大输入范围，电源模块过压保护；而加上电解电容后，防雷击电路板残压降低，电解电容同时吸收能量，电源模块工作在安全输入范围内，工作正常。这个实验也证明了电解电容确实可以抑制残压的增加，提高防雷性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1、一种通讯设备的防雷击电路，包括第一压敏电阻(MOV1)、电感(L)、第二压敏电阻(MOV2)，

所述第一压敏电阻(MOV1)的一端(2)与电源输入端正极(INPUT+)相连，另一端(1)与电源输入端负极(INPUT—)相连；

所述电感(L)的一端(1)与电源输入端正极(INPUT+)相连，另一端(2)与第二压敏电阻(MOV2)的一端(2)和电源输出端正极(OUTPUT+)分别连接；

所述第二压敏电阻(MOV2)的另一端(1)与电源输入端负极(INPUT—)相连，

其特征在于，该防雷击电路还包括电解电容(C)，所述电解电容(C)的一端(2)与电源输出端正极(OUTPUT+)连接，另一端(1)与电源输出端负极(OUTPUT—)连接，并跨接在第二压敏电阻(MOV2)的一端(1)上。

2、如权利要求1所述通讯设备的防雷击电路，其特征在于，所述第二压敏电阻(MOV2)的一端(1)与电解电容(C)的一端(2)之间还跨接有缓启动电路。

3、如权利要求2所述通讯设备的防雷击电路，其特征在于，所述缓启动电路包括MOS管。

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