CN214280931U - 过压浪涌保护电路及装置 - Google Patents

Abstract

一种过压浪涌保护电路及装置，其中，过压浪涌保护电路通过采用电源信号保护电路和数据信号保护电路，实现了对输出电源同传设备输出的电源信号和数据信号的浪涌干扰抑制，且通过采用中间退耦隔离电路，实现了对电源信号和数据信号的干扰互串的抑制，使得输出到接收端设备的电源信号和数据信号的干扰度降低，从而使得接收端设备的供电和通信正常，解决了传统的数据电源同传设备中存在由于浪涌过电压的干扰，从而导致接收端设备的供电异常和通信异常的问题。

Description

过压浪涌保护电路及装置

技术领域

本申请属于浪涌保护技术领域，尤其涉及一种过压浪涌保护电路及装置。

背景技术

目前，安防系统中的网络高清系统，一般通过数据电源同传设备进行信号和数据的同时传输，数据电源同传设备一般为同轴网络传输器，是一款通过视频线、双绞线、网线、电源线等各种不同传输介质同时传输网络信号和电源信号的设备。但是由于安防系统覆盖范围大等特性，这种设备需要实现较远距离的传输，且安防系统的走线环境亦多为户外及一些电磁环境较复杂的地方(例如与电力线捆绑并行传输的大型机械厂房)，容易感应耦合一些浪涌过电压进来干扰设备，导致接收端设备供电异常、通信异常，严重的以至于直接损坏产品，影响系统的稳定性、安全性。

因此，传统的数据电源同传设备中存在由于浪涌过电压的干扰，从而导致接收端设备的供电异常和通信异常的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种过压浪涌保护电路及装置，旨在解决传统的数据电源同传设备中存在由于浪涌过电压的干扰，从而导致接收端设备的供电异常和通信异常的问题。

本申请实施例的第一方面提了一种过压浪涌保护电路，包括：

电源信号保护电路，与数据电源同传设备的输出端连接，所述电源信号保护电路用于降低所述数据电源同传设备的电源信号的浪涌干扰；

数据信号保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，所述数据信号保护电路用于降低所述数据电源同传设备的数据信号的浪涌干扰；以及

中间退耦隔离电路，与所述电源信号保护电路和所述数据信号保护电路连接，所述中间退耦隔离电路用于抑制所述电源信号和所述数据信号的干扰互串。

在一个实施例中，所述电源信号保护电路包括：

电源初级保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，用于泄放浪涌能量；

电源次级保护电路，与所述电源初级保护电路连接，用于吸收寄生耦合电容；以及

电源末级保护电路，与所述电源次级保护电路连接，用于抑制所述电源初级保护电路残留的浪涌能量。

在一个实施例中，所述电源次级保护电路还用于滤波杂波干扰。

在一个实施例中，所述电源信号保护电路还包括接入调节电路，所述接入调节电路连接在所述电源初级保护电路和所述电源次级保护电路之间，当所述电源信号正向输入或反向输入到所述接入调节电路时，所述接入调节电路用于正向输出所述电源信号。

在一个实施例中，所述电源初级保护电路包括：第一压敏电阻、第一放电管以及第二放电管，所述第一压敏电阻的第一端连接于所述电源初级保护电路的第一输入端，所述第一压敏电阻的第二端和所述第一放电管的第一端连接，所述第一放电管的第二端和所述电源初级保护电路的第二输入端以及所述第二放电管的第一端连接，所述第二放电管的第二端接地。

在一个实施例中，所述电源末级保护电路包括：第一瞬态抑制二极管和第一电容，所述第一瞬态抑制二极管和第一电容并联接于所述电源信号保护电路的正输出端和负输出端之间。

在一个实施例中，所述数据信号保护电路包括：

数据信号初级保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，用于泄放浪涌能量；

数据信号次级保护电路，与所述数据信号初级保护电路和所述中间退耦隔离电路连接，用于隔离所述电源信号；以及

数据信号末级保护电路，与所述数据信号次级保护电路连接，用于抑制所述数据信号初级保护电路残留的浪涌能量。

在一个实施例中，所述数据信号初级保护电路包括第二压敏电阻、第三压敏电阻以及三极放电管，所述第二压敏电阻的第一端和所述数据信号初级保护电路的第一输入端连接，所述第二压敏电阻的第二端和所述三极放电管的第一端连接，所述三极放电管的第二端所述第三压敏电阻的第二端连接，所述三极放电管的第三端接地，所述第三压敏电阻的第一端和所述数据信号初级保护电路的第二输入端连接。

在一个实施例中，所述中间退耦隔离电路包括：第一差模电感、第二差模电感、第一共模电感以及第二电容，所述第一差模电感的第一端和所述电源信号保护电路的第一输入端连接，所述第二差模电感的第一端和所述电源信号保护电路的第二输入端连接，所述第一差模电感的和所述第一共模电感的第一侧的第一端连接，所述第二差模电感的第二端和所述第一共模电感的第二侧的第一端连接，所述第一共模电感的第一侧的第二端和所述第二电容的第一端以及所述数据信号保护电路的第一输入端连接，所述第一共模电感的第二侧的第二端和所述第二电容的第二端以及所述数据信号保护电路的第二输入端连接。

本申请实施例的第二方面提了一种过压浪涌保护装置，包括：如本申请实施例的第一方面所述的过压浪涌保护电路。

上述的过压浪涌保护电路，通过采用电源信号保护电路和数据信号保护电路，实现了对输出电源同传设备输出的电源信号和数据信号的浪涌干扰抑制，且通过采用中间退耦隔离电路，实现了对电源信号和数据信号的干扰互串的抑制，使得输出到接收端设备的电源信号和数据信号的干扰度降低，从而使得接收端设备的供电和通信正常，解决了传统的数据电源同传设备中存在由于浪涌过电压的干扰，从而导致接收端设备的供电异常和通信异常的问题。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的过压浪涌保护电路的电路示意图；

图2为图1所示的过压浪涌保护电路的示例电路示意图；

图3为图1所示的过压浪涌保护电路的另一示例电路示意图；

图4为图3所示的过压浪涌保护电路的示例电路原理图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请实施例的第一方面提供的过压浪涌保护电路20的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施中的过压浪涌保护电路20，包括：电源信号保护电路100、数据信号保护电路200以及中间退耦隔离电路300，电源信号保护电路100与数据电源同传设备10的输出端连接，数据信号保护电路200与数据电源同传设备10的输出端连接，中间退耦隔离电路300与电源信号保护电路100和数据信号保护电路200连接。电源信号保护电路100用于降低数据电源同传设备10的电源信号的浪涌干扰；数据信号保护电路200用于降低数据电源同传设备10的数据信号的浪涌干扰；中间退耦隔离电路300用于抑制电源信号和数据信号的干扰互串。

应理解，电源信号保护电路100可以由具备电源浪涌保护的器件构成，例如压敏电阻、放电管等。数据信号保护电路200可以由具备信号浪涌保护以及直流信号抑制的器件构成，例如压敏电阻、放电管、电容等。中间退耦隔离电路300可以由具备退耦功能的器件构成，例如差模电感、共模电感等。

应理解，数据电源同传设备10的输出端包括正输出端和负输出端，数据电源同传设备10的输出端用于同时输出电源信号和数据信号。本实施例中的过压浪涌保护电路20可以连接在数据电源同传设备10的输出端和接收端设备30，即本实施例中的过压浪涌保护电路20接入数据电源同传设备10输出的电源信号和数据信号，并分别对电源信号和数据信号的浪涌过电压进行抑制后，分别输出。

本实施例中的过压浪涌保护电路20，通过采用电源信号保护电路100和数据信号保护电路200，实现了对输出电源同传设备输出的电源信号和数据信号的浪涌干扰抑制，且通过采用中间退耦隔离电路300，实现了对电源信号和数据信号的干扰互串的抑制，使得输出到接收端设备30的电源信号和数据信号的干扰度降低，从而使得接收端设备30的供电和通信正常，解决了传统的数据电源同传设备10中存在由于浪涌过电压的干扰，从而导致接收端设备30的供电异常和通信异常的问题。

请参阅图2，在一个实施例中，电源信号保护电路100包括：电源初级保护电路110、电源次级保护电路120以及电源末级保护电路130，电源初级保护电路110与数据电源同传设备10的输出端连接，电源次级保护电路120与电源初级保护电路110连接，电源末级保护电路130与电源次级保护电路120连接。电源初级保护电路110用于泄放浪涌能量；电源次级保护电路120用于吸收寄生耦合电容；电源末级保护电路130，用于抑制电源初级保护电路110残留的浪涌能量。

本实施例中的电源信号保护电路100通过采用电源初级保护电路110、电源次级保护电路120以及电源末级保护电路130，从而实现对电源信号的三级防护，依次对电源信号进行浪涌能量泄放、退耦防护以及残余浪涌能量的吸收，使得电源信号的浪涌干扰可以最大程度的被滤除掉。

请参阅图4，在一个实施例中，电源初级保护电路110包括：第一压敏电阻MOV1、第一放电管GDT1以及第二放电管GDT2，第一压敏电阻MOV1的第一端连接于电源初级保护电路110的第一输入端，第一压敏电阻MOV1的第二端和第一放电管GDT1的第一端连接，第一放电管GDT1的第二端和电源初级保护电路110的第二输入端以及第二放电管GDT2的第一端连接，第二放电管GDT2的第二端接地。

应理解，电源初级保护电路110的第一输入端和数据电源同传设备10的输出端的正输出端连接，电源初级保护电路110的第二输入端和数据电源同传设备10的输出端的负输出端连接。

本实施例中的电源初级保护电路110，通过采用第一压敏电阻MOV1、第一放电管GDT1以及第二放电管GDT2，实现了对电源信号的浪涌能量泄放到地，电路结构简单。

应理解，本实施例中的第一放电管GDT1和第二放电管GDT2为陶瓷放电管，在其他实施中，也可以为玻璃放电管，或者半导体放电管等。

请参阅图4，在一个实施例中，电源末级保护电路130包括：第一瞬态抑制二极管TVS1和第一电容C1，第一瞬态抑制二极管TVS1和第一电容C1并联接于电源信号保护电路100的正输出端和负输出端之间。

请参阅图3，在一个实施例中，电源信号保护电路100还包括接入调节电路140，接入调节电路140连接在电源初级保护电路110和电源次级保护电路120之间，当电源信号正向输入或反向输入到接入调节电路140时，接入调节电路140用于正向输出电源信号。

应理解，接入调节电路140可以由整流桥构成。如图4所示，接入调节电路140由第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管组成的整流桥。可以理解的是，在本实施例中，当电源初级保护电路110的第一输入端与数据电源同传设备10的正输出端连接时，即当电源信号正向输入到接入调节电路140时，此时为正值的电源信号通过第二二极管输出到接入调节电路140的正输出端；当电源初级保护电路110的第二输入端与数据电源同传设备10的正输出端连接时，即当电源信号反向输入到接入调节电路140时，此时为正值的电源信号通过第三二极管输出到接入调节电路140的正输出端。即无论电源信号正向输入或反向输入到接入调节电路140时，接入调节电路140都可以正向输出电源信号，从而使得本实施例中的过压浪涌保护电路20的可以任意接入数据电源同传设备10的正负极。

应理解，本实施例中通过加入接入调节电路140，使得电源初级保护电路110可以任意对接数据电源同传设备10的正负输出端，即电源初级保护电路110的第一输入端也可以和数据电源同传设备10的负输出端连接，电源初级保护电路110的第二输入端也可以和数据电源同传设备10的正输出端连接。

可选的，在一个实施例中，电源次级保护电路120还用于滤波杂波干扰。

请参阅图4，在一个实施例中，电源次级保护电路120包括电感L4、电感L5、电感L6、电容C3以及电容C4，电感L5的第一端和电容C3的第一端共接为电源次级保护电路120的正输入端，电容C3的第二端和电感L6的第一端共接为电源次级保护电路120的负输入端，电感L5的第二端和电容C4的第一端以及电感L4的第一侧的第一端连接，电感L6的第二端和电容C4的第二端以及电感L4的第二侧的第一端连接，电感L4的第一侧的第二端与电源末级保护电路130的正输入端连接，电感L4的第二侧的第二端与电源末级保护电路130的负输入端连接。

应理解，电感L4为共模电感，电感L5、电感L6为差模电感。电感L5、电感L6、电容C3以及电容C4组成滤波电路。

请参阅图2，在一个实施例中，数据信号保护电路200包括：数据信号初级保护电路210、数据信号次级保护电路220以及数据信号末级保护电路230。数据信号初级保护电路210与数据电源同传设备10的输出端连接，数据信号次级保护电路220与数据信号初级保护电路210和中间退耦隔离电路300连接，数据信号末级保护电路230与数据信号次级保护电路220连接。数据信号初级保护电路210用于泄放浪涌能量。数据信号次级保护电路220用于隔离电源信号。数据信号末级保护电路230用于抑制数据信号初级保护电路210残留的浪涌能量。

可选的，数据信号初级保护电路210可以由通流能力强的器件构成，例如压敏电阻、放电管等器件构成的差共模保护电路，数据信号次级保护电路220可以采用具备隔离直流信号和/或低频干扰滤除的器件，例如电容、瞬态抑制二极管等。

应理解，本实施例中的数据信号保护电路200通过采用数据信号初级保护电路210、数据信号次级保护电路220以及数据信号末级保护电路230，从而实现对数据信号的三级防护，依次对数据信号进行浪涌能量泄放、杂波滤除以及残余浪涌能量的吸收，使得电源信号的浪涌干扰可以最大程度的被滤除掉，且输出为没有浪涌过压干扰和杂波干扰的数据信号。

请参阅图4，在一个实施例中，数据信号初级保护电路210包括第二压敏电阻MOV2、第三压敏电阻MOV3以及三极放电管GDT3，第二压敏电阻MOV2的第一端和数据信号初级保护电路210的第一输入端连接，第二压敏电阻MOV2的第二端和三极放电管GDT3的第一端连接，三极放电管GDT3的第二端第三压敏电阻MOV3的第二端连接，三极放电管GDT3的第三端接地，第三压敏电阻MOV3的第一端和数据信号初级保护电路210的第二输入端连接。

应理解，本实施例中的三极放电管GDT3可为三端型的陶瓷放电管，在其他实施中，也可以为三端型的玻璃放电管，或者三端型的半导体放电管等。

请参阅图4，在一个实施例中，数据信号次级保护电路220包括电容C5、电容C6、电感L7以及瞬态抑制二极管TVS2，电容C5的第一端和数据信号初级保护电路210的第一输出端连接，电容C6的第一端和数据信号初级保护电路210的第二输出端连接，电容C5的第二端和瞬态抑制二极管TVS2的第一端以及电感L7的第一侧的第一端连接，电容C6的第二端和瞬态抑制二极管TVS2的第二端以及电感L7的第二侧的第一端连接，电感L7的第一侧的第二端和数据信号末级保护电路230的第一输入端连接，电感L7的第二侧的第二端和数据信号末级保护电路230的第一输入端连接。应理解，电感L7为共模电感。

请参阅图4，在一个实施例中，数据信号末级保护电路230包括瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4，瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4串联于数据信号次级保护电路220的两个输出端之间，瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4的共接点接地。

本实施例中的数据信号末级保护电路230通过采用瞬态抑制二极管TVS3和瞬态抑制二极管TVS4，实现了对残余的浪涌能量的抑制，并泄放到地，使得在不影响数据信号的前提下，能最大程度的降低干扰至后端(接收端设备30)的电压。

可选的，数据信号保护电路200的第一输出端(TX)和第二输出端(RX)用于输出数据信号。

请参阅图4，在一个实施例中，中间退耦隔离电路300包括：第一差模电感L1、第二差模电感L2、第一共模电感L3以及第一电容C1，第一差模电感L1的第一端和电源信号保护电路100的第一输入端连接，第二差模电感L2的第一端和电源信号保护电路100的第二输入端连接，第一差模电感L1的和第一共模电感L3的第一侧的第一端连接，第二差模电感L2的第二端和第一共模电感L3的第二侧的第一端连接，第一共模电感L3的第一侧的第二端和第一电容C1的第一端以及数据信号保护电路200的第一输入端连接，第一共模电感L3的第二侧的第二端和第一电容C1的第二端以及数据信号保护电路200的第二输入端连接。

本申请实施例的第二方面提供了一种过压浪涌保护装置，包括：如本申请实施例的第一方面的过压浪涌保护电路20。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

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或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过压浪涌保护电路，其特征在于，包括：

电源信号保护电路，与数据电源同传设备的输出端连接，所述电源信号保护电路用于降低所述数据电源同传设备的电源信号的浪涌干扰；

数据信号保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，所述数据信号保护电路用于降低所述数据电源同传设备的数据信号的浪涌干扰；以及

中间退耦隔离电路，与所述电源信号保护电路和所述数据信号保护电路连接，所述中间退耦隔离电路用于抑制所述电源信号和所述数据信号的干扰互串。

2.如权利要求1所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述电源信号保护电路包括：

电源初级保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，用于泄放浪涌能量；

电源次级保护电路，与所述电源初级保护电路连接，用于吸收寄生耦合电容；以及

电源末级保护电路，与所述电源次级保护电路连接，用于抑制所述电源初级保护电路残留的浪涌能量。

3.如权利要求2所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述电源次级保护电路还用于滤波杂波干扰。

4.如权利要求2所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述电源信号保护电路还包括接入调节电路，所述接入调节电路连接在所述电源初级保护电路和所述电源次级保护电路之间，当所述电源信号正向输入或反向输入到所述接入调节电路时，所述接入调节电路用于正向输出所述电源信号。

5.如权利要求2～4任意一项所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述电源初级保护电路包括：第一压敏电阻、第一放电管以及第二放电管，所述第一压敏电阻的第一端连接于所述电源初级保护电路的第一输入端，所述第一压敏电阻的第二端和所述第一放电管的第一端连接，所述第一放电管的第二端和所述电源初级保护电路的第二输入端以及所述第二放电管的第一端连接，所述第二放电管的第二端接地。

6.如权利要求2～4任意一项所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述电源末级保护电路包括：第一瞬态抑制二极管和第一电容，所述第一瞬态抑制二极管和第一电容并联接于所述电源信号保护电路的正输出端和负输出端之间。

7.如权利要求1所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述数据信号保护电路包括：

数据信号初级保护电路，与所述数据电源同传设备的输出端连接，用于泄放浪涌能量；

数据信号次级保护电路，与所述数据信号初级保护电路和所述中间退耦隔离电路连接，用于隔离所述电源信号；以及

数据信号末级保护电路，与所述数据信号次级保护电路连接，用于抑制所述数据信号初级保护电路残留的浪涌能量。

8.如权利要求7所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述数据信号初级保护电路包括第二压敏电阻、第三压敏电阻以及三极放电管，所述第二压敏电阻的第一端和所述数据信号初级保护电路的第一输入端连接，所述第二压敏电阻的第二端和所述三极放电管的第一端连接，所述三极放电管的第二端所述第三压敏电阻的第二端连接，所述三极放电管的第三端接地，所述第三压敏电阻的第一端和所述数据信号初级保护电路的第二输入端连接。

9.如权利要求1、2、3、4、7或8所述的过压浪涌保护电路，其特征在于，所述中间退耦隔离电路包括：第一差模电感、第二差模电感、第一共模电感以及第二电容，所述第一差模电感的第一端和所述电源信号保护电路的第一输入端连接，所述第二差模电感的第一端和所述电源信号保护电路的第二输入端连接，所述第一差模电感的和所述第一共模电感的第一侧的第一端连接，所述第二差模电感的第二端和所述第一共模电感的第二侧的第一端连接，所述第一共模电感的第一侧的第二端和所述第二电容的第一端以及所述数据信号保护电路的第一输入端连接，所述第一共模电感的第二侧的第二端和所述第二电容的第二端以及所述数据信号保护电路的第二输入端连接。

10.一种过压浪涌保护装置，其特征在于，包括：如权利要求1～9任意一项所述的过压浪涌保护电路。

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