CN201937264U - 信号浪涌保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种信号浪涌保护电路,有效解决了现有技术中信号浪涌保护电路硬件抗雷性差、对传输信号减弱幅度大、只能保护一对信号回路的问题。本实用新型涉及一种信号浪涌保护电路,包括分别与两对信号线连接的两个保护回路,每个保护回路包括分别串接在两根信号传输线上的限流电阻;一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端之间的气体放电管;一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端之间的双向瞬态电压抑制器或两个并联在该两根信号传输线保护电路输出端之间的瞬态电压抑制器。本实用新型的有益效果在于,保护电路采用第一级粗保护和第二级精细保护,通过优选电路器件,使两级间能量配合达到最佳,保护效果最好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种保护电路,特别是一种信号浪涌保护电路。
背景技术
据不完全统计,我国每年由于雷电袭击所造成的直接经济损失高达几十亿元人民币,其中计算机系统、网络、通讯电子设备的损失更大,涉及范围更广。这些系统大多肩负着国防、军事、航空航天、金融、通讯等政治、经济重大任务,一旦遭到雷击破坏,其影响更是远远大于单纯孤立的设备事故。
尽管人类利用现代科学技术对防雷技术做了多年的研究,但随着各种输电用电系统、通信系统和家用电器品种的越来越多,对各种适配的防雷保护装置的功能需求也越来越大,由于现有的信号浪涌保护电路电子安装板本身抗雷击功能的脆弱性,保护电路寄生电容对传输信号的影响较大,传输的信号会大幅减小。此类电路只能保护一路信号回路,如果要同时保护两对信号回路,则需要增加同样一个保护器,并联在该保护器的两端,安装操作麻烦,而且安装空间较小时会受限制导致无法安装使用。
气体放电管包括二极放电管和三极放电管,电压范围从75V-3500V,放电范围2.5KA-100KA,绝缘电阻大,寄生电容小,常用于多级保护电路中的第一级或前两级,主要起到将暂态雷电大电流快速泄放到地的作用。三极气体放电管包括两个放电电极和一个接地电极,有的带有电极引线,有的则没有电极引线。气体放电管具有载流能力大、响应时间快、电容小、体积小、成本低、性能稳定及寿命长等特点,主要用来保护通信系统、交通信号系统、计算机数据系统以及各种电子设备的外部电缆、电子仪器的安全运行。
开放型气体放电管放电通路的电气特性主要取决于环境参数,因而工作的稳定性得不到保证。为了提高气体放电管的工作稳定性,目前的气体放电管大都采用金属化陶瓷绝缘体与电极进行焊接技术,从而保证了封接的外壳与放电间隙的气密性,这就为优化选择放电管中的气体种类和压力创造了条件,气体放电管内一般充电极有氖或氢气体。
瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressort)简称TVS,是一种二极管形式的高效能保护器件。其外形与普通二极管相同,但是能吸收高达数千瓦的浪涌功率。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,通过大电流,吸收高达数千瓦的浪涌功率,将两极间的电压稳定地箝位在一个预定值,有效地保护电子线路及其精密元件免受各种浪涌脉冲的侵害。TVS管有单向与双向之分,单向TVS管的特性与稳压二极管相似,双向TVS管的特性相当于两个稳压二极管反向并联。
实用新型内容
本实用新型提供一种信号浪涌保护电路,有效解决了现有技术中信号浪涌保护电路硬件抗雷性差、对传输信号减弱幅度大、只能保护一对信号回路的问题。
本实用新型涉及一种信号浪涌保护电路,包括与两对信号线连接的两个保护回路,其中:
一个保护回路包括
分别串接在两根信号传输线(11、12)上的限流电阻(R1、R2);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(101)和(102)之间的气体放电管(GDT1);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的双向瞬态电压抑制器(V1);
另一个保护回路包括分别串接在两根信号保护电路传输线(21、22)上的限流电阻(R3、R4);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(201)和(202)之间的气体放电管(GDT2);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(291)和(292)之间的双向瞬态电压抑制器(V2)。
两个反向并联在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的单向瞬态电压抑制器(V3、V4)代替双向瞬态电压抑制器(V1)。
两个反向并联在该两根信号传输线保护电路输出端(291)和(292)之间的单向瞬态电压抑制器(V5、V6)代替双向瞬态电压抑制器(V2)。
所述气体放电管(GDT1、GDT2)的接地电极通过总接地端子PE接地,所述气体放电管为陶瓷气体放电管,所述限流电阻为金属氧化膜电阻,所述瞬态电压抑制器为瞬态抑制二极管。
本实用新型的有益效果在于,保护电路采用第一级粗保护和第二级精细保护,通过优选电路器件,使两级间能量配合达到最佳,保护效果最好;第二级精细保护电路结电容小,对信号的响应速度快,插入损耗低,嵌位可靠;可方便地接入安装在被保护信号系统,整体结构设计也为今后提供多组信号线的保护电路预留了技术发展空间。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的电路原理图,
图2为本实用新型实施例2的电路原理图,
图3为本实用新型实施例3的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种信号浪涌保护电路,从信号输入端到信号输出端,依次包括一级粗保护电路、限流电阻以及二级精细保护电路。
本实用新型包括分别与两对信号线连接的两个保护回路,两个回路的原理和结构完全相同或相似,分别有两个输入端和输出端,可以同时保护两组传输信号,其中:
从信号输入端到信号输出端,每个保护回路依次包括一级粗保护电路、限流电阻以及二级精细保护电路。
所述一级粗保护电路是指在该两根信号传输线保护电路输入端101和102之间设有气体放电管GDT1;所述气体放电管GDT1为陶瓷气体放电管,它的公共端接地,另外两端分别与信号输入端101、102相连接,并与大地构成正、反向两个放电回路,提供一个将雷电大电流瞬间泄放到地和限制过电压作用。
所述限流电阻是指,在两根信号传输线11、12上分别串接R1、R2这两个大功率金属氧化膜电阻,优选精度高、功率大的金属氧化膜电阻,其阻值根据组成不同保护器产品取值在1Ω-5Ω之间,其主要功能是当有雷击大电流通过时限流和进行能量匹配。
所述二级精细保护电路是指一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端之间的双向瞬态电压抑制器,或者是,两个并联在该两根信号传输线保护电路输出端之间的单向瞬态电压抑制器。
由于二级精细保护电路有上述两种不同结构的电路,因此,本实用新型有如下的三种实施例。
以下结合附图,对本实用新型作进一步详细说明。应理解,以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
信号浪涌保护电路,包括与两对信号线连接的两个保护回路,其中:
一个保护回路包括
分别串接在两根信号传输线(11、12)上的限流电阻(R1、R2);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(101)和(102)之间的气体放电管(GDT1);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的双向瞬态电压抑制器(V1);
另一个保护回路包括分别串接在两根信号保护电路传输线(21、22)上的限流电阻(R3、R4);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(201)和(202)之间的气体放电管(GDT2);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(291)和(292)之间的双向瞬态电压抑制器(V2)。
所述气体放电管(GDT1、GDT2)的接地电极通过总接地端子PE接地。所述气体放电管为陶瓷气体放电管。所述限流电阻为金属氧化膜电阻。所述瞬态电压抑制器为瞬态抑制二极管。
实施例2
信号浪涌保护电路,包括与两对信号线连接的两个保护回路,其中:
一个保护回路包括
分别串接在两根信号传输线(11、12)上的限流电阻(R1、R2);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(101)和(102)之间的气体放电管(GDT1);
两个反向并联在该两根信号传输线保护电路输出端的(191)和(192)之间的单向瞬态电压抑制器(V3、V4);
另一个保护回路包括分别串接在两根信号保护电路传输线(21、22)上的限流电阻(R3、R4);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(201)和(202)之间的气体放电管(GDT2);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(291)和(292)之间的双向瞬态电压抑制器(V2)。
所述气体放电管(GDT1、GDT2)的接地电极通过总接地端子PE接地。所述气体放电管为陶瓷气体放电管。所述限流电阻为金属氧化膜电阻。
两个单向瞬态电压抑制器为瞬态抑制二极管,优选功率大,结电容小,嵌位电压低的瞬态抑制二极管。本实用新型通过选择合适的保护元件,达到两级间的最佳能量配合,尤其第二级精细保护的两只单向瞬态抑制二极管反向并联后大大降低了结电容,因而对被保护信号线的插入损耗小,响应速度快,保护电压低。
实施例3
信号浪涌保护电路,包括与两对信号线连接的两个保护回路,其中:
一个保护回路包括
分别串接在两根信号传输线(11、12)上的限流电阻(R1、R2);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(101)和(102)之间的气体放电管(GDT1);
两个反向并联在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的单向瞬态电压抑制器(V3、V4)
另一个保护回路包括分别串接在两根信号保护电路传输线(21、22)上的限流电阻(R3、R4);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(201)和(202)之间的气体放电管(GDT2);
两个反向并联在该两根信号传输线保护电路输出端(291)和(292)之间的单向瞬态电压抑制器(V5、V6)。
所述气体放电管(GDT1、GDT2)的接地电极通过总接地端子PE接地。所述气体放电管为陶瓷气体放电管。所述限流电阻为金属氧化膜电阻。
两个单向瞬态电压抑制器为瞬态抑制二极管,优选功率大,结电容小,嵌位电压低的瞬态抑制二极管。本实用新型通过选择合适的保护元件,达到两级间的最佳能量配合,尤其第二级精细保护的两只单向瞬态抑制二极管反向并联后大大降低了结电容,因而对被保护信号线的插入损耗小,响应速度快,保护电压低。
利用本实用新型的电路原理构成的防雷保护器,可方便地串接于被保护数据信号及其设备的输入端。由于壳体内的两对信号线保护电路排列设计优化,使两对信号传输线的近端串扰达到最小。
Claims (7)
1.信号浪涌保护电路,其特征在于,包括与两对信号线连接的两个保护回路,其中:
一个保护回路包括
分别串接在两根信号传输线(11、12)上的限流电阻(R1、R2);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(101)和(102)之间的气体放电管(GDT1);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的双向瞬态电压抑制器(V1);
另一个保护回路包括分别串接在两根信号保护电路传输线(21、22)上的限流电阻(R3、R4);
一个连接在该两根信号传输线保护电路输入端(201)和(202)之间的气体放电管(GDT2);
一个连接在该两根信号传输线的保护电路输出端(291)和(292)之间的双向瞬态电压抑制器(V2)。
2.如权利要求1所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,两个反向并联在该两根信号传输线的保护电路输出端(191)和(192)之间的单向瞬态电压抑制器(V3、V4)代替双向瞬态电压抑制器(V1)。
3.如权利要求2所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,两个反向并联在该两根信号传输线保护电路输出端(291)和(292)之间的单向瞬态电压抑制器(V5、V6)代替双向瞬态电压抑制器(V2)。
4.如权利要求1、2或3所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,所述气体放电管(GDT1、GDT2)的接地电极通过总接地端子PE接地。
5.如权利要求1、2或3所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,所述气体放电管为陶瓷气体放电管。
6.如权利要求1、2或3所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,所述限流电阻为金属氧化膜电阻。
7.如权利要求1、2或3所述的信号浪涌保护电路,其特征在于,所述瞬态电压抑制器为瞬态抑制二极管。
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