CN203339687U

CN203339687U - 一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路

Info

Publication number: CN203339687U
Application number: CN2013204598655U
Authority: CN
Inventors: 舒正福; 袁春
Original assignee: SHENZHEN ZHONGPENG ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SHENZHEN ZHONGPENG ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2023-07-30

Abstract

本实用新型涉及一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路。所述电路包括浪涌泄放电路、退耦电路、电压限制电路；所述退耦电路与所述电压限制电路串联形成一串联电路，该串联电路与所述浪涌泄放电路并联；所述浪涌泄放电路用于泄放浪涌能量；所述退耦电路用于控制当浪涌产生时所述电压限制电路两端的电压。与现有技术相比，由于气体放电管及双向瞬态抑制二极管的寄生电容小，因此，对信号传输的影响很小。双向瞬态抑制二极管具有极快的相应速度，在产生浪涌时可快速动作，实现电压限制电路的接通，同时，通过综合调节退耦电路与电压限制电路各元件规格可控制电压限制电路两端的电压水平，从而保护电压限制电路的后级电路。

Description

一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路

技术领域

本实用新型涉及安全用电技术领域，尤其涉及一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路。

背景技术

随着社会的不断发展与进步，消费者安全用电意识也在不断增强。然而，目前的电子设备中所使用的大规模集成电路容易遭受雷击过电压、操作过电压或电子设备本身内部的过电压而损坏。尤其是高清数字视频的普及，铜缆千兆网络和万兆网络等高速网络已经广泛应用，而且无线通信的射频信号频率越来越高，频带越来越宽，现有的防护技术已经不能满足需求。对于高清数字视频信号、铜缆千兆网等高速和高频信号端口，现行的保护方式一般采用气体放电管作为浪涌电流泄放器件，电阻作为退耦器件，以及用低电容瞬态电压抑制二极管简单并联。这种浪涌防护方式的缺点在于低电容瞬态电压抑制二极管的功率较小、耐受浪涌电流能力较差，用作退耦的电阻阻值较大，严重影响信号的质量；另外，由于瞬态电压抑制二极管的响应时间极快，简单的并联不能有效的达到均流的目的，故器件容易损坏，可靠性差。对于无线通信的射频端口：现行技术一是用一个气体放电管保护，其缺点在于气体放电管的响应时间长，保护能力弱；二是采用高频滤波电路，直接用电感对地泄放浪涌电流，或用电感和气体放电管以及瞬态电压抑制二极管的组合电路保护，其缺点在于分布参数难于控制，设计和生产难度大，其适用频带较窄。

实用新型内容

为本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，在具有较强浪涌防护性能的同时对信号传输性能影响较小。

本实用新型提供的高速和高频信号端口的浪涌保护电路，包括浪涌泄放电路、退耦电路、电压限制电路；

所述退耦电路与所述电压限制电路串联形成一串联电路，该串联电路与所述浪涌泄放电路并联；

所述浪涌泄放电路用于泄放浪涌能量；

所述退耦电路用于控制当浪涌产生时所述电压限制电路两端的电压。

进一步地，所述浪涌泄放电路为一个气体放电管或多个气体放电管并联；所述气体放电管接地。

进一步地，所述退耦电路为如下三种方式中的任意一种：

1）无极性电容与电阻的并联组合；

2）无极性电容与电感的并联组合；

3）一个电阻或多个电阻的组合。

进一步地，所述一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路为交流电路；所述退耦电路为：一个无极性电容或多个无极性电容的组合。

进一步地，所述电压限制电路为电阻与双向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管组的串联电路，或多个该串联电路的并联组合。

进一步地，所述双向瞬态抑制二极管组为多个双向瞬态抑制二极管串联或并联组合。

进一步地，所述多个该串联电路的并联组合中，各电阻及双向瞬态抑制二极管的规格相同。

本实用新型还提供了另一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，所述电路为交流电路，包括：浪涌泄放电路、变压器、电压限制电路；

所述变压器，其初级线圈与所述浪涌泄放电路并联，次级线圈与所述电压限制电路并联；

所述浪涌泄放电路用于泄放浪涌能量；

所述变压器用于控制当浪涌产生时所述电压限制电路两端的电压。

与现有技术相比，由于气体放电管及双向瞬态抑制二极管的寄生电容小，因此，对信号传输的影响很小。双向瞬态抑制二极管具有极快的相应速度，在产生浪涌时可快速动作，实现电压限制电路的接通，同时，通过综合调节退耦电路与电压限制电路各元件规格可控制电压限制电路两端的电压水平，从而保护电压限制电路的后级电路。

附图说明

图1：本发明实施例提供的采用电阻串联作为退耦电路的高速和高频信号端口的浪涌保护电路示意图；

图2：本发明实施例提供的采用无极性电容与电阻并联作为退耦电路的高速和高频信号端口的浪涌保护电路示意图；

图3：本发明实施例提供的采用无极性电容与电感并联作为退耦电路的高速和高频信号端口的浪涌保护电路示意图；

图4：本发明实施例提供的采用无极性电容作为退耦电路的高速和高频信号端口的浪涌保护电路示意图；

图5：本发明实施例提供的采用变压器作为退耦电路的高速和高频信号端口的浪涌保护电路示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

根据图1至图4所示，本实用新型提供的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路包括浪涌泄放电路1、退耦电路2、电压限制电路3；

退耦电路2与电压限制电路3串联形成一串联电路，该串联电路与浪涌泄放电路1并联；

浪涌泄放电路1用于泄放浪涌能量；

退耦电路2用于控制当浪涌产生时电压限制电路3两端的电压。

浪涌泄放电路1由一个气体放电管4组成，气体放电管4接地，用于泄放浪涌能量。实际上，浪涌泄放电路1可根据需要采用一个气体放电管4或采用多个气体放电管4并联的结构以实现更好的浪涌泄放效果。气体放电管4具有绝缘电阻大，浪涌防护能力强，寄生电容小等优点。

退耦电路2与电压限制电路3串联，因此，可调节退耦电路2以控制当浪涌产生时加在电压限制电路3上的电压，通过适当设置退耦电路2即可控制当浪涌产生时电压限制电路3上的电压水平，使电压限制电路3的后级电路正常工作，不被损坏。退耦电路2可以有多种结构形式。具体地，可以按照图1所示，由两个第一电阻5与电压限制电路3串联，也可以根据具体情况只设置一个第一电阻5，或多个第一电阻5的组合；或按照图2所示采用无极性电容6与第一电阻5的并联组合；或按照图3所示采用无极性电容6与电感9的并联组合；或按照图4所示只设置一个无极性电容6，当然也可以是多个无极性电容6的组合。需要指出的是，由于电容具有隔直流通交流的作用，因此，图4所示的单纯采用一个无极性电容6作为退耦电路2的实施方式或者单纯采用多个无极性电容6的组合作为退耦电路2的实施方式只能应用于交流电路的浪涌防护。

电压限制电路3可根据图1至图4所示，采用多组由第二电阻7与双向瞬态抑制二极管8组成的串联电路的并联组合，也可以只采用一组该串联电路。其中的双向瞬态抑制二极管8也可以采用多个双向瞬态抑制二极管8的串联或并联组合代替。以上电压限制电路3的设置方式可根据具体情况灵活调节。调节第二电阻7的阻值可调节加在双向瞬态抑制二极管8上的电压，使该电压处于双向瞬态抑制二极管8的耐受值之内，以保证其不损坏。电压限制电路3中，各第二电阻7及双向瞬态抑制二极管8的规格相同。这样可以使得由第二电阻7与双向瞬态抑制二极管8组成的各串联电路具有相同的性能。

当电路正常工作时，气体放电管4与双向瞬态抑制二极管8都处于高阻抗状态，电压限制电路3两端处于正常电压输出状态。当浪涌产生时，由于双向瞬态抑制二极管8的响应极快，因此，电压限制电路3必先于浪涌泄放电路1动作，即双向瞬态抑制二极管8由高阻抗变为低阻抗，于是有浪涌电流流过退耦电路2及电压限制电路3。这时，浪涌泄放电路1上的电压等于退耦电路2上的电压与电压限制电路3上的电压之和。浪涌泄放电路1上的电压即为加在气体放电管4上的电压。而电压限制电路3上的电压等于第二电阻7上的电压与与其串联的双向瞬态抑制二极管8或双向瞬态抑制二极管8的组合上的电压之和。通过设置一个适合规格的气体放电管4，就可使当浪涌产生时，气体放电管4被击穿，从而导通。这样，浪涌能量就通过气体放电管4的接地端泄放出去。浪涌泄放过程中，气体放电管4及双向瞬态抑制二极管8两端的电压会逐渐降低，当降低到低于其击穿电压之后，气体放电管4又会回到绝缘状态，双向瞬态抑制二极管8又会重新回到高阻抗状态，使电路恢复正常工作。电压限制电路3可连接其他电路用于差模保护，也可接地用于共模保护。

通过综合调节退耦电路2、双向瞬态抑制二极管8及第二电阻7的规格、可控制浪涌产生时双向瞬态抑制二极管8两端的电压值，使其在双向瞬态抑制二极管8的耐受值内，同时，限制电压限制电路3的电压水平，使电压限制电路3的后级电路能够正常工作，不被浪涌损坏。

如图5所示，本实用新型还提供了另一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，所述电路为交流电路，包括浪涌泄放电路1、变压器10、电压限制电路3；

变压器10的初级线圈与浪涌泄放电路1并联；变压器10的次级线圈与电压限制电路3并联。

图5相当于是两个一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，变压器10即为退耦电路2，其浪涌泄放电路1与电压限制电路3可参照前一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路中的相应设置。

这种一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路是通过变压器10来调节当浪涌产生时电压限制电路3的电压水平的。

本实用新型主要应用于高速和高频信号端口的浪涌保护，因此，可将电压限制电路3连接高速和高频信号端口，但根据本实用新型的工作原理可知，还可将电压限制电路3连接除高速和高频信号端口之外的其他线路，以对其进行浪涌保护。

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，均应包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，包括浪涌泄放电路、退耦电路、电压限制电路；

所述浪涌泄放电路用于泄放浪涌能量；

2.如权利要求1所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述浪涌泄放电路为一个气体放电管或多个气体放电管并联；所述气体放电管接地。

3.如权利要求1所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述退耦电路为如下三种方式中的任意一种：

1）无极性电容与第一电阻的并联组合；

2）无极性电容与电感的并联组合；

3）一个第一电阻或多个第一电阻的组合。

4.如权利要求1所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路为交流电路；所述退耦电路为：一个无极性电容或多个无极性电容的组合。

5.如权利要求1所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述电压限制电路为第二电阻与双向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管组的串联电路，或多个该串联电路的并联组合。

6.如权利要求5所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述双向瞬态抑制二极管组为多个双向瞬态抑制二极管串联或并联组合。

7.如权利要求5所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述多个该串联电路的并联组合中，各第二电阻及双向瞬态抑制二极管的规格相同。

8.一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述电路为交流电路，包括：浪涌泄放电路、变压器、电压限制电路；

所述浪涌泄放电路用于泄放浪涌能量；

9.如权利要求8所述的一种高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述电压限制电路为第二电阻与双向瞬态抑制二极管或双向瞬态抑制二极管组的串联电路，或多个该串联电路的并联组合。

10.如权利要求9所述的高速和高频信号端口的浪涌保护电路，其特征在于，所述双向瞬态抑制二极管组为多个双向瞬态抑制二极管串联或并联组合。