CN201623476U - 雷击滤波保护模块 - Google Patents

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霍跃庆
王勃
高栋
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    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

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Abstract

一种雷击滤波保护模块，包括保护电路和防雷地，保护电路包括地线的保护电路，地/开信号线路的保护电路，高频信号的保护电路以及一般信号的保护电路；防雷地为计算机外壳。本实用新型使计算机满足了对雷击保护和电磁兼容方面的要求；同时该实用新型在结构设计的过程中充分考虑了快速拆卸和可维护性能。

Description

雷击滤波保护模块
技术领域
本实用新型涉及一种保护模块，具体涉及一种能保护飞机上电子设备的雷击滤波保护模块。
背景技术
飞机在空中飞行，尤其在穿越云层时，很容易受到云层之间放电的影响，雷电发生时产生的感应雷击在电路中产生的电磁脉冲通过磁和电的转化以电流脉冲形式出现，持续时间很短(约几十个微秒)，但瞬时能量很高。这种高危害能量主要通过耦合和回路感应两种方式影响飞机上的电子设备。
a.耦合：感应雷击产生的电磁脉冲通过线路、电容或电感耦合到另一个回路上，产生一个或者一系列的高压脉冲。
b.回路感应：感应雷击形成的电磁脉冲在回路中以电流脉冲形式出现，在回路中一个交变的电流脉冲其瞬间变化率越高，那么在回路中的感应电压就越高。
其表达形式见公式(1)。
U = M di dt - - - ( 1 )
U：感应电压
M：互感系数
Figure G200920318245320091223D000012
感应电流变化率
这样产生的幅度很高的感应电压如果不加以处理就很有可能使计算机受到损伤。所以针对感应雷击对计算机的危害巨大，增加相对应的保护是必须的。
现阶段各种接地保护中，分散的独立接地可有效地防止信号之间的相互干扰，但在遭受雷击时，如果几个地被同时泄入雷电流时会引起电位不均，高电位的地会反击低电位的地，使设备工作不正常或损坏。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种雷击滤波保护模块，其解决了背景技术中感应雷击对计算机的危害巨大的技术问题。
本实用新型的技术解决方案是：
一种雷击滤波保护模块，包括保护电路和防雷地，其特殊之处在于：所述保护电路包括地线的保护电路，地/开信号线路的保护电路，高频信号的保护电路以及一般信号的保护电路；所述防雷地为计算机外壳。
上述地线的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管实现。
上述地/开信号线路的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管，再并联一加瞬态抑制器来实现。
上述高频信号的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联一个瞬态抑制器管和一个二极管以背对背的形式与一个瞬态抑制器管和一个二极管以面对面的形式来实现。
上述一般信号的保护电路是通过在信号输入端直接并联瞬态抑制器或者压敏电阻来实现。
上述保护电路在滤波上除了常用的陶瓷电容，还使用了很多穿心电容，所述穿心电容安装在金属面板隔离滤波器的金属面板上。
上述高频信号的保护电路中的二极管是快恢复二极管，所述快恢复二极管具有较小的结电容。
本实用新型的优点在于：
本模块使计算机满足了对雷击保护和电磁兼容方面的要求；同时该模块在结构设计的过程中充分考虑了快速拆卸和可维护性能。
整个模块设计可以适用于飞机计算机的保护。在适当更换相应工业、民档元器件，在不影响产品功能齐全性的条件下，还可以很方便的应用于工业、民用等领域，前景广阔。
附图说明
图1为地线的保护电路示意图；
图2为地/开信号线路的保护电路示意图；
图3为高频信号的保护电路示意图；
图4为一般信号的保护电路示意图；
其中A是连接联瞬态抑制器的方式；
B是连接者压敏电阻的方式。
具体实施方式
一种雷击滤波保护模块，包括保护电路和防雷地，保护电路包括地线的保护电路，地/开信号线路的保护电路，高频信号的保护电路以及一般信号的保护电路；所述防雷地为计算机外壳。
地线的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管实现。
地/开信号线路的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管，再并联一加瞬态抑制器来实现。
高频信号的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联一个瞬态抑制器管和一个二极管以背对背的形式与一个瞬态抑制器管和一个二极管以面对面的形式来实现。
上述一般信号的保护电路是通过在信号输入端直接并联瞬态抑制器或者压敏电阻来实现。
保护电路在滤波上除了常用的陶瓷电容，还使用了很多穿心电容，所述穿心电容安装在金属面板隔离滤波器的金属面板上。高频信号的保护电路中的二极管是快恢复二极管，所述快恢复二极管具有较小的结电容。
具体保护电路设计
计算机里信号线路众多，有高频信号线路，功率线，地线等等，各种线路的保护滤波要求都不一样，滤波上的处理除了常用的陶瓷电容等，为了解决高频滤波不足问题该模块使用了很多穿心电容组成的滤波网络，普通引腿电容在焊接后不同程度的存在寄生电感，当频率低的时候，影响不明显，但是当频率较高的时候，他们的影响是不能忽略的，因为低通滤波电路，在高频的下就变成了带阻滤波。但是穿心电容安装在金属面板上，具有很好的接地阻抗，并且利用金属面板隔离滤波器的输入输出，因此具有很好的高频滤波效果。
在雷击保护的设计中，因为各种信号的性质区别，所以需要采用不同的保护措施，比如：
1)地线的保护
参见图1，正常工作时两个地线相互不干扰，当某一路上有高电位时，某一个二极管就会导通，另一个截止，这样正反向的电压就会被钳制在二极管的正向导通压降0.5～0.7V以下，从而使两个地系统电位基本保持一致，避免了低电位反击，也可以将雷电流的能量通过外壳地释放出去。地线保护示意图见图1
2)地/开信号线路的保护
参见图2，信号性质为接地和悬空状态，后端加瞬态抑制器可以将前端没有及时吸收的高电压抑制在合理的范围。
3)高频信号的保护
高频信号的防护对等效电容有一定的要求，因为瞬态抑制器存在的结电容C，如果C太大会使高频信号衰减，，因此C是高频信号选用瞬态抑制器的重要参数，所以采用一个瞬态抑制器管和一个快恢复二极管以背对背的形式连接，由于快恢复二极管较小的结电容，因此二者串联的等效电容也比较小，可以满足高频使用要求。高频信号线路的保护电路见图3。
4)一般信号的保护
一般信号主要采用在信号输入端直接并联瞬态抑制器或者压敏电阻来进行防护，信号线路的保护电路见图4。
整个模块设计可以适用于某型飞机计算机的保护。在适当更换相应工业、民档元器件，在不影响产品功能齐全性的条件下，还可以很方便的应用于工业、民用等领域，前景广阔。

Claims (7)

1.一种雷击滤波保护模块，包括保护电路和防雷地，其特征在于：所述保护电路包括地线的保护电路，地/开信号线路的保护电路，高频信号的保护电路以及一般信号的保护电路；所述防雷地为计算机外壳。
2.根据权利要求1所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述地线的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管实现。
3.根据权利要求1所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述地/开信号线路的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联两个方向相反的二极管，再并联一加瞬态抑制器来实现。
4.根据权利要求1所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述高频信号的保护电路是通过在直流电源地线和外壳地之间并联一个瞬态抑制器管和一个二极管以背对背的形式与一个瞬态抑制器管和一个二极管以面对面的形式来实现。
5.根据权利要求1所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述一般信号的保护电路是通过在信号输入端直接并联瞬态抑制器或者压敏电阻来实现。
6.根据权利要求1～5所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述保护电路在滤波上除了常用的陶瓷电容，还使用了很多穿心电容，所述穿心电容安装在金属面板隔离滤波器的金属面板上。
7.根据权利要求6所述雷击滤波保护模块，其特征在于：所述高频信号的保护电路中的二极管是快恢复二极管，所述快恢复二极管具有较小的结电容。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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