CN203261018U

CN203261018U - 百兆网防雷器

Info

Publication number: CN203261018U
Application number: CN 201320147221
Authority: CN
Inventors: 王旭明; 李日寿
Original assignee: SHENZHEN RUILONGYUAN ELECTRONICS Co Ltd
Current assignee: SHENZHEN RUILONGYUAN ELECTRONICS Co Ltd
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2023-03-28

Abstract

本实用新型公开了一种百兆网防雷器，包括信号保护电路，所述信号保护电路包括依次连接在信号线输入端与信号线输出端之间的初级保护电路与次级保护电路；所述初级保护电路与次级保护电路串联一陶瓷放电管G7接地，还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括依次连接在电源线输入端与输出端之间的初级电源保护电路和次级电源保护电路。本实用新型选用最新高速保护元器件，具有元件电容低，反应速度快，输出残压低等优点。

Description

百兆网防雷器

技术领域

本实用新型涉及弱电防雷领域，尤其涉及一种用于电源和网络通讯的百兆网防雷器。

背景技术

当今社会，随着互联网科技的迅速发展，人类已经从科技时代进入信息时代，互联网是人们生活和工作不可缺少的工具。但是自然界的雷电发生时，会在电源和通讯线路中引起感应的电流浪涌，毁坏设备。其原因在于一方面是因为电子设备内部结构高度集成化，例如超大规模集成电路(VLSI)芯片，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电如感应雷或操作过电压浪涌的承受能力下降；另一方面是由于信号来源路径增多，系统比以前更容易遭受雷电波的侵入，并且浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备中。

目前，市场上的网络防雷器有很多种类型，比如说单路网络防雷器、网络视频二合一防雷器、多路网络防雷器等等，可是内部的保护电路却是大同小异。在信号保护方面，它们通常采用的结构是在两根信号线间并联了一个瞬态抑制二极管（TVS管），或是并联了一个半导体放电管（TSS管），实现差模（线间）保护。众所周知，TVS管的结电容是非常大的，少说也有几十皮法，可对于百兆网来说，已经足够影响它的传输速率，特别是对传输速率快的网络，已经不能满足用户的需求；而TSS在吸收浪涌后残压非常高，将有可能会影响信号的正常通信，严重时将会损坏后端的网络交换机，若雷击打到所连接的大地线路上，还会有雷击电压反串的隐患。

因此，如何提供一种安全性能较高的百兆网防雷器是业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种百兆网防雷器，该百兆网防雷器的安全性能较高，并且不影响网络传输速率。

本实用新型提出的百兆网防雷器，所采用的技术方案包括：信号保护电路，所述信号保护电路包括依次连接在信号线输入端与信号线输出端之间的初级保护电路与次级保护电路；所述初级保护电路包括陶瓷放电管G1、陶瓷放电管G2、陶瓷放电管G3、陶瓷放电管G4以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4，各陶瓷放电管一端连接信号线的输入端，另一端接地，各电阻分别串联在各信号线上；所述次级保护电路包括快恢复二极管D1、快恢复二极管D2、快恢复二极管D3、快恢复二极管D4、快恢复二极管D5、快恢复二极管D6、快恢复二极管D7、快恢复二极管D8、快恢复二极管D9、快恢复二极管D10、快恢复二极管D11、快恢复二极管D12和瞬态抑制二极管T1、瞬态抑制二极管T2，瞬态抑制二极管T1的两端分别接快恢复二极管D2、快恢复二极管D4、快恢复二极管D6的连接点和快恢复二极管D1、快恢复二极管D3、快恢复二极管D5的连接点，瞬态抑制二极管T2的两端分别接快恢复二极管D8、快恢复二极管D10、快恢复二极管D12的连接点和快恢复二极管D7、快恢复二极管D9、快恢复二极管D11的连接点，其中快恢复二极管D2和快恢复二极管D1、快恢复二极管D5和快恢复二极管D6、快恢复二极管D8和快恢复二极管D7、快恢复二极管D11和快恢复二极管D12的另一端分别接各信号线输出端，快恢复二极管D4、D3、D10、D9的另一端与各陶瓷放电管拼接接地。

本实用新型串联于被保护设备前端，由于线路上串联了快恢复二极管，各电器元件之间的结电容很低，不会影响信号的传输速率，因此适用性广泛，可以用于网络交换机、路由器、网络服务器和计算机网络等设备的网络线路上，进行防雷保护。本实用新型设有两级保护电路，与现有技术相比残压可降至40V-70V，解除了安全隐患，并且将外接机壳地线与工作地隔开，完全避免了接地串扰的影响，使后端设备运行更加安全、稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型信号保护电路一实施例的电路图；

图2为本实用新型电源保护电路一实施例的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一实施例提出的百兆网防雷器串联在被保护的设备前端，包括信号保护电路和电源保护电路。

信号保护电路包括依次连接在信号线输入端与信号线输出端之间的初级保护电路与次级保护电路，其中，陶瓷放电管G1、G2、G3、G4以及电阻R1、R2、R3、R4构成了初级保护电路，各陶瓷放电管一端连接信号线的输入端，另一端接地，其主要目的是把雷击浪涌泄放到大地，它的优点是瞬态功率大，但是残压非常高。因此将各电阻分别串联在各信号线上，这四个大功率电阻起到延时、缓冲的作用。进一步地，因为次级保护电路的反应速度比初级保护电路快，所以电阻R1、R2、R3、R4的缓冲十分必要，次级保护电路包括快恢复二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12和瞬态抑制二极管T1、T2，瞬态抑制二极管T1的两端分别接快恢复二极管D2、D4、D6的连接点和快恢复二极管D1、D3、D5的连接点，瞬态抑制二极管T2的两端分别接快恢复二极管D8、D10、D12的连接点和快恢复二极管D7、D9、D11的连接点，其中快恢复二极管D2和D1、快恢复二极管D5和D6、快恢复二极管D8和D7、快恢复二极管D11和D12的另一端分别接各信号线输出端，快恢复二极管D4、D3、D10、D9的另一端与各陶瓷放电管拼接接地，为了防止干扰从大地反串，初级保护电路与次级保护电路可以串联一陶瓷放电管G7接地。初级保护电路剩余的残压经过次级保护电路的瞬态抑制二极管（TVS管）后会再次降低，从而将电压钳位到安全范围内。

当外围环境发生雷击时，产生的感应雷经过RJ45座子到信号保护电路，首先会经过陶瓷放电管G1、陶瓷放电管G7、电阻R1，陶瓷放电管（GDT）遇到大浪涌时会呈现低阻状态，雷击浪涌会经过GDT泄放到大地，电阻R1在这里起到一个缓冲的作用，因为TVS比GDT的反应速度快，所以在GDT把大部分浪涌泄放到大地后才会经过电阻R1，但是GDT对浪涌的泄放后会有残压存在，要进行处理，流过电阻R1之后会到快恢复二极管D1、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D4、陶瓷放电管G7泄放到大地，快恢复二极管D1、瞬态抑制二极管T1、D6和快恢复二极管D4、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D3是起到了差模（线间）保护的作用，快恢复二极管D1、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D4和快恢复二极管D3、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D2对信号线A起到了共模保护作用，快恢复二极管D3、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D6和快恢复二极管D4、瞬态抑制二极管T1、快恢复二极管D5对信号线B起到了共模保护作用，快恢复二极管D2、D4、D6和快恢复二极管D1、D3、D5与瞬态抑制二极管T1串联，在TVS的钳位下，电压将被钳位在安全范围内。其他信号线的保护原理也一样。在这个电路中，瞬态抑制二极管T1是双向TVS管，由于TVS的结电容是非常大的，会影响到信号的正常传输，但由于快恢复二极管D2、D4、D6和快恢复二极管D1、D3、D5与瞬态抑制二极管T1串联，结电容变的很低，将不会影响到信号传输，快恢复二极管的反应速度比TVS还要快，因此不会影响TVS对残压的钳位作用。

如图2所示，电源保护电路包括依次连接在电源线输入端与输出端之间的初级电源保护电路和次级电源保护电路，压敏电阻M1和陶瓷放电管G5串联之后并联在两电源线输入端，形成了差模保护，压敏电阻M2、M3一端接两电源线输入端，另一端拼接后通过陶瓷放电管G6接地，形成了共模保护，这样压敏电阻M1、M2、M3、陶瓷放电管G5就形成了初级电源保护电路。次级保护电路包括压敏电阻M4、M5、M6和磁芯电感L1、L2，其中压敏电阻M4、M5一端接两电源线输出端，压敏电阻 M4、M5另一端与陶瓷放电管G6拼接接地，压敏电阻M6的两端分别接电源线输出端，压敏电阻M4、M5与压敏电阻M2、M3的保护模式一样，通过压敏电阻M4、M5将浪涌泄放到地，然后再通过电源线输出端之间的压敏电阻M6将浪涌的电压再次降低，以达到后期保护的效果。两个共模电感L1、L2分别串联于两电源线中，磁芯电感L1位于压敏电阻M2、M4之间，磁芯电感L2位于压敏电阻M3、M5之间，起到了耦合、缓冲的作用。次级电源保护电路中压敏电阻M4、M5、M6和GDT的保护模式一样，通过MOV将浪涌泄放到地，再通过线间的MOV将浪涌的电压再次降低，以达到后期保护的效果。

当外围环境发生雷击时，在电源线路的保护部分，浪涌先经过压敏电阻M1和陶瓷放电管G5的线间保护，压敏电阻M2和M3分别对陶瓷放电管G6的接地共模保护，将大部分的浪涌泄放到大地，然后经过电感的耦合和缓冲作用，第一级的压敏电阻M1、M2、M3是大功率的，而第二级的压敏电阻M4、M5、M6是小功率的，其主要目的是吸收泄放第一级的剩余残压，将电压钳位在工作安全范围内。由于陶瓷放电管是开关型元器件，正常状态下是开路（1兆欧）的，在浪涌泄放到大地之前，会有陶瓷放电管G6、G7两个隔开，当线路中有感应雷达到陶瓷放电管的阀值后，将会转到一个闭合的状态，它的最大瞬态通流量可以达到10KA，直接将浪涌泄放到大地，浪涌过后陶瓷放电管又呈现高阻状态，不会影响信号的正常传输，雷击浪涌在经过初级电源保护电路、次级电源保护电路的保护下，已将浪涌全部泄放到大地，不会影响后端被保护设备的正常工作。

本实用新型的原理是先将大部分的浪涌在前一级的保护电路中泄放到地，再经过后一级的保护电路将残压降到最低，使后端的的被保护设备不受雷击浪涌的影响。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种百兆网防雷器，其特征在于，包括信号保护电路，所述信号保护电路包括依次连接在信号线输入端与信号线输出端之间的初级保护电路与次级保护电路；

所述初级保护电路包括陶瓷放电管G1、G2、G3、G4以及电阻R1、R2、R3、R4，各陶瓷放电管一端连接信号线的输入端，另一端接地，各电阻分别串联在各信号线上；

所述次级保护电路包括快恢复二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12和瞬态抑制二极管T1、T2，瞬态抑制二极管T1的两端分别接快恢复二极管D2、D4、D6的连接点和快恢复二极管D1、D3、D5的连接点，瞬态抑制二极管T2的两端分别接快恢复二极管D8、D10、D12的连接点和快恢复二极管D7、D9、D11的连接点，其中快恢复二极管D2和D1、快恢复二极管D6和D5、快恢复二极管D8和快恢复二极管D7、快恢复二极管D12和D11的另一端分别接各信号线输出端，快恢复二极管D4、D3、D10、D9的另一端与各陶瓷放电管拼接接地。

2.如权利要求1所述的百兆网防雷器，其特征在于，所述初级保护电路与次级保护电路串联一陶瓷放电管G7接地。

3.如权利要求1所述的百兆网防雷器，其特征在于，还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括依次连接在电源线输入端与输出端之间的初级电源保护电路和次级电源保护电路；

所述初级电源保护电路包括压敏电阻M1、M2、M3、陶瓷放电管G5，压敏电阻M1、陶瓷放电管G5串联后并联在两电源线输入端之间，压敏电阻M2、M3一端接两电源线输入端，另一端拼接后通过陶瓷放电管G6接地；

所述次级电源保护电路包括压敏电阻M4、M5、M6和磁芯电感L1、L2，其中压敏电阻M4、M5一端接两电源线输出端，压敏电阻M4、M5另一端与陶瓷放电管G6拼接接地，压敏电阻M6的两端分别接电源线输出端，磁芯电感L1、L2分别串联于两电源线中，磁芯电感L1位于压敏电阻M2、M4之间，磁芯电感L2位于压敏电阻M3、M5之间。