CN213637073U - 一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，包括：依次连接的高压共模抑制电路、延时电路、高压差模抑制电路、滤波电路和关断电路；所述高压共模抑制电路的输入端与外部电源输入电路相连；所述关断电路的输出端与用电负载相连；所述高压共模抑制电路包括：气体放电管G1，所述延时电路包括电感L1、电感L2，所述高压差模抑制电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管VD1、二极管VD2和气体放电管G2，所述滤波电路包括：电容C1、电容C2和电容C3；本实用新型具有能够有效地抑制雷电浪涌电流，可靠性较高的的有益效果，适用于航标设备安全防护的领域。

Description

一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路

技术领域

本实用新型涉及航标设备保护的技术领域，具体涉及一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路。

背景技术

随着我国现代化程度的提高，电子系统向网络化、智能化迅猛发展，而电子器件普遍存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等弱点，一旦受到直接雷击或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电磁场会通过供电线、仪表信号线、电缆汇线槽、穿线管等途径到达电子设备，威胁电子设备的正常工作和安全运行。

尤其是航标设备，由于其安装在户外，当雷击浪涌到来时，浪涌能量很容易传输到设备里面，如果防护不当，轻则使仪表设备工作失灵，重则使仪表设备永久性损坏，威胁过往船舶的航行安全。

因此，一种能够有效地抑制雷电浪涌电流，可靠性较高的用于航标设备的雷电浪涌防护电路就显得尤为重要。

实用新型内容

针对相关技术中存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种能够有效地抑制雷电浪涌电流，可靠性较高的用于航标设备的雷电浪涌防护电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，包括：依次连接的高压共模抑制电路、延时电路、高压差模抑制电路、滤波电路和关断电路；所述高压共模抑制电路的输入端与外部电源输入电路相连；所述关断电路的输出端与用电负载相连。

优选地，所述高压共模抑制电路包括：气体放电管G1，所述延时电路包括电感L1、电感L2，所述高压差模抑制电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管VD1、二极管VD2和气体放电管G2，所述滤波电路包括：电容C1、电容C2和电容C3；所述气体放电管G1的一端分别与电感L1的一端、外部电源输入电路的第一输出端相连，所述气体放电管G1的另一端分别与电感L2的一端、外部电源输入电路的第一输出端相连，所述气体放电管G1的接地端接地；所述电感L1的另一端串接电阻R1后分别与二极管VD1的一端、电容C1的一端、电容C2的一端、关断电路的第一输入端相连，所述二极管VD1的另一端分别与气体放电管G2的一端、二极管VD2的一端相连，所述气体放电管G2的另一端接地；所述电感L2的另一端串接电阻R2后分别与二极管VD2的另一端、电容C1的另一端、电容C3的一端、关断电路的第二输入端相连；所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地。

优选地，关断电路包括：二极管D1、二极管D2、电阻R3、电阻R4和电容C4；

所述二极管D1的正极与关断电路的第一输入端相连，所述二极管D1的负极并接三极管Q1的发射极后与场效应管Q2的漏极相连，所述三极管Q1的基极串接二极管D2、电阻R3后分别与电阻R4的一端、电容C4的一端、关断电路的第二输入端、用电负载的第二输入端相连；所述电阻R4的另一端并接三极管Q1的集电极后与场效应管Q2的栅极相连，所述场效应管Q2的源极并接电容C4的另一端后与用电负载的第一输入端相连。

优选地，所述外部电源输入电路与高压共模抑制电路之间串接保险丝F1。

优选地，所述气体放电管G1为三端放电管，所述气体放电管G1的击穿电压为1000Vp~3000Vp；

所述气体放电管G2的击穿电压小于气体放电管G1的击穿电压。

优选地，所述二极管VD1、二极管VD2均为瞬态抑制二极管

优选地，所述电容C2和电容C3为共模滤波电容，其电容值为470pF。

本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型包括高压共模抑制电路、延时电路、高压差模抑制电路、滤波电路和关断电路，使用时：当输入端出现浪涌电压时，通过高压共模抑制电路能够对高压共模浪涌进行脉冲抑制，通过高压差模抑制电路能够对高压差模浪涌进行脉冲抑制，通过滤波电路能够滤除线路上的共模干扰，通过关断电路能够实现关断功能，防止负向浪涌电流进入用电负载，大大提升防浪涌能力；此外，本实用新型中的延时电路是高压共模抑制电路和高压差模抑制电路之间的匹配电路，不仅起到延时作用，同时也能够消除并行线路上的共模干扰，能够有效提升高压差模抑制电路防浪涌能力，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构示意图；

图2是本实用新型的电路原理图；

图中：10为高压共模抑制电路，20为延时电路，30为高压差模抑制电路，40为滤波电路，50为关断电路，60为外部电源输入电路，70为用电负载。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

以下结合附图详细说明所述一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路的一个实施例。

实施例一

图1是本实用新型的电路结构示意图；如图1所示，一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，包括：依次连接的高压共模抑制电路10、延时电路20、高压差模抑制电路30、滤波电路40和关断电路50；所述高压共模抑制电路10的输入端与外部电源输入电路60相连；所述关断电路50的输出端与用电负载70相连。

本实用新型包括高压共模抑制电路10、延时电路20、高压差模抑制电路30、滤波电路40和关断电路70，使用时：当输入端出现浪涌电压时，通过高压共模抑制电路10能够对高压共模浪涌进行脉冲抑制，通过高压差模抑制电路30能够对高压差模浪涌进行脉冲抑制，通过滤波电路40能够滤除线路上的共模干扰，通过关断电路50能够实现关断功能，防止负向浪涌电流进入用电负载70，大大提升防浪涌能力；此外，本实用新型中的延时电路20是高压共模抑制电路10和高压差模抑制电路30之间的匹配电路，不仅起到延时作用，同时也能够消除并行线路上的共模干扰，能够有效提升高压差模抑制电路30防浪涌能力，实用性强。

实施例二

图2是本实用新型的电路原理图；如图2所示，在实施例一的基础上，一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，所述高压共模抑制电路10包括：气体放电管G1，所述延时电路20包括电感L1、电感L2，所述高压差模抑制电路30包括：电阻R1、电阻R2、二极管VD1、二极管VD2和气体放电管G2，所述滤波电路40包括：电容C1、电容C2和电容C3；所述气体放电管G1的一端分别与电感L1的一端、外部电源输入电路60的第一输出端相连，所述气体放电管G1的另一端分别与电感L2的一端、外部电源输入电路60的第一输出端相连，所述气体放电管G1的接地端接地；所述电感L1的另一端串接电阻R1后分别与二极管VD1的一端、电容C1的一端、电容C2的一端、关断电路50的第一输入端相连，所述二极管VD1的另一端分别与气体放电管G2的一端、二极管VD2的一端相连，所述气体放电管G2的另一端接地；所述电感L2的另一端串接电阻R2后分别与二极管VD2的另一端、电容C1的另一端、电容C3的一端、关断电路50的第二输入端相连；所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地。

气体放电管的工作原理是气体放电，当外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平；本实施例中，所述气体放电管G1为三端放电管，所述气体放电管G1的击穿电压为1000Vp~3000Vp；所述气体放电管G2的击穿电压小于气体放电管G1的击穿电压；其中，所述的气体放电管G1主要用于对高压共模浪涌脉冲抑制，所述的气体放电管G2主要用于对高压差模浪涌脉冲抑制，经过气体放电管G1、气体放电管G2、二极管VD1、二极管VD2抑制后，共模和差模浪涌脉冲的幅度和能量均大幅度降低。

进一步地，所述电容C2和电容C3为共模滤波电容，其电容值为470pF；本实施例中，所述的电容C2和电容C3为共模滤波电容，当雷电信号传输至电容端时，绝大多数能量已经被吸收，当设备壳体为金属壳体时，电容C2和电容C3将干扰信号滤除到地，保护通信信号；

进一步地，所述二极管VD1、二极管VD2均为瞬态抑制二极管，本实施例中的二极管VD1、二极管VD2是一种具有双向稳压特性和双向负阻特性的过压保护器件，能够应用于各种交流及直流电源电路中，用来抑制瞬间过电压，当被保护电路瞬间出现浪涌脉冲电压时，双向击穿二极管能迅速击穿，由高阻状况变为低阻状况，对浪涌电压进行分流和箝位，从而保护电路中各元件不被瞬间浪涌脉冲电压损坏。

本实施例中，关断电路50包括：二极管D1、二极管D2、电阻R3、电阻R4和电容C4；所述二极管D1的正极与关断电路50的第一输入端相连，所述二极管D1的负极并接三极管Q1的发射极后与场效应管Q2的漏极相连，所述三极管Q1的基极串接二极管D2、电阻R3后分别与电阻R4的一端、电容C4的一端、关断电路50的第二输入端、用电负载70的第二输入端相连；所述电阻R4的另一端并接三极管Q1的集电极后与场效应管Q2的栅极相连，所述场效应管Q2的源极并接电容C4的另一端后与用电负载70的第一输入端相连；当正常工作时，关断电路50中的二极管D1正向导通、二极管D2处于断开状态，三极管Q1断开，场效应管Q2的栅极为低电平，场效应管Q2处于导通状态，关断电路50处于开启状态，可以为用电负载70正常提供电源；当发生负向浪涌时，电路中出现瞬间的反向电压，关断电路50中的二极管D1反向截止、二极管D2击穿，三极管Q1的发射极为高电平，三极管Q1的集电极为高电位，场效应管U2的栅极为高电位，场效应管U2截止，由C4放电输出电压给输出单元，得到稳定的正常电压；防止负向浪涌电流进入用电负载70。

实施例三

在实施例二的基础上，所述外部电源输入电路60与高压共模抑制电路10之间串接保险丝F1。

本实施例中，由于气体放电管G1、气体放电管G2击穿后会产生后续电流，所述的保险是F1能够防止后续电流过大使线路短路。

本实用新型一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，通过相互连接、相互配合的高压共模抑制电路、延时电路、高压差模抑制电路、滤波电路和关断电路，极大的提高了整个电路的防浪涌能力，保护了用电负载的用电安全性，实用性强。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：包括：依次连接的高压共模抑制电路（10）、延时电路（20）、高压差模抑制电路（30）、滤波电路（40）和关断电路（50）；

所述高压共模抑制电路（10）的输入端与外部电源输入电路（60）相连；

所述关断电路（50）的输出端与用电负载（70）相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述高压共模抑制电路（10）包括：气体放电管G1，所述延时电路（20）包括电感L1、电感L2，所述高压差模抑制电路（30）包括：电阻R1、电阻R2、二极管VD1、二极管VD2和气体放电管G2，所述滤波电路（40）包括：电容C1、电容C2和电容C3；

所述气体放电管G1的一端分别与电感L1的一端、外部电源输入电路（60）的第一输出端相连，所述气体放电管G1的另一端分别与电感L2的一端、外部电源输入电路（60）的第一输出端相连，所述气体放电管G1的接地端接地；

所述电感L1的另一端串接电阻R1后分别与二极管VD1的一端、电容C1的一端、电容C2的一端、关断电路（50）的第一输入端相连，所述二极管VD1的另一端分别与气体放电管G2的一端、二极管VD2的一端相连，所述气体放电管G2的另一端接地；所述电感L2的另一端串接电阻R2后分别与二极管VD2的另一端、电容C1的另一端、电容C3的一端、关断电路（50）的第二输入端相连；

所述电容C2的另一端并接电容C3的另一端后接地。

3.根据权利要求1所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述关断电路（50）包括：二极管D1、二极管D2、电阻R3、电阻R4和电容C4；

所述二极管D1的正极与关断电路（50）的第一输入端相连，所述二极管D1的负极并接三极管Q1的发射极后与场效应管Q2的漏极相连，所述三极管Q1的基极串接二极管D2、电阻R3后分别与电阻R4的一端、电容C4的一端、关断电路（50）的第二输入端、用电负载（70）的第二输入端相连；

所述电阻R4的另一端并接三极管Q1的集电极后与场效应管Q2的栅极相连，所述场效应管Q2的源极并接电容C4的另一端后与用电负载（70）的第一输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述外部电源输入电路（60）与高压共模抑制电路（10）之间串接保险丝F1。

5.根据权利要求2所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述气体放电管G1为三端放电管，所述气体放电管G1的击穿电压为1000Vp~3000Vp；

所述气体放电管G2的击穿电压小于气体放电管G1的击穿电压。

6.根据权利要求2所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述二极管VD1、二极管VD2均为瞬态抑制二极管。

7.根据权利要求2所述的一种用于航标设备的雷电浪涌防护电路，其特征在于：所述电容C2和电容C3为共模滤波电容，其电容值为470pF。

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