CN2166553Y - 避雷测试器 - Google Patents

Abstract

一种避雷测试器，它由电子线路输入端口、避雷 器、测试器及电子线路输出端口组成，四者构成一个 整体组件，将其直接插入电子设备的RS-232接口 上，既可保护电子线路免受雷击损坏，又可作为检修 工具显示RS-232接口的工作状态。它具有可实现 在线保护、瞬时承受电压高、安装使用方便、不产生干 扰、无误码等优点，可用在计算机、微波载波机、通讯 机、多路器、服务器终端等设备的RS-232接口上。

Description

本实用新型涉及一种保护电子设备端口用的避雷测试器，属于用来限制过电压而不切断电路的紧急保护装置。

电磁干扰和雷击产生的过电压是造成计算机通讯中断和设备损坏的主要原因之一。当前，计算机联网使用越来越多，一次雷击造成的损失，可能使数十台相关设备同时损坏，特别是通讯线路接口电路，如RS－232端口，损坏最严重。

在专利申请号为89202412.7，名称为“交流电源过压紧急切断装置”的专利中，提出了一种交流电源过压紧急切断装置，当交流电源供电系统因故电压升高时（220伏交流电压升至380伏），立即切断电源。这种装置是用两个二极管阴极对接的方式来进行保护的。其缺点只能对来自电源的过电压仅为数百伏的情况进行保护，并且保护时要切断电源。而在雷击的情况下，有时由于电压很高，这种保护电路会被一起打坏，起不到保护作用。目前，世界上能测量到的雷击时最高感应电压为5000伏。因此，为了防止雷击对电子设备端口电路的破坏，必须寻找更为适用的避雷器。

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种避雷测试器过电压保护装置，其目的在于保护电子设备端口电路免受雷击时的5000伏感应电压的破坏，同时又不切断电源，并且还兼有测试功能，在避雷测试器插入电路后可对端口各线路的工作情况进行显示。

本实用新型的目的可通过以下措施来实现：

本实用新型由电子设备输入端口、避雷器、测试器以及电子设备输出端口组成；避雷器位于电子设备输入端口之后，避雷器的后面连接测试器，然后再连接输出端口。避雷器由高压、中压、低压三级保护电路串联组成，其中，高压保护电路由高压放电三极管构成，该三极管的接地极连到电子设备端口的地线，三极管的高压极连到被保护线路上；中压保护电路由两个大功率中压瞬变放电二极管组成，这两个二极管的阴极对接，其阳极分别接被保护线路和地线上；低压保护电路由两个大功率低压瞬变放电二极管组成，这两个二极管也是阴极对接，其阳极分别接到被保护线路和地线上。当遭受5000伏以下的雷击感应电压时，高压保护电路的高压放电三极管被击穿，对地短路，该三极管击穿后的数十伏残压又将低压保护电路的低压瞬变放电二极管击穿，对地短路，使最后的输出端口得到保护；当雷击感应电压为数百伏时，高压放电三极管不会击穿，不用它起保护作用，这时中压和低压保护电路起相应的保护作用。为了使这三级保护电路在雷击时能同时起保护作用，在避雷器的高压和中压保护电路之间的被保护线路上，以及中压和低压保护电路之间的被保护线路上分别串有电感延迟线。但由于后两级保护电路的半导体器件存在分布电容，它和延迟线的电感一起会产生寄生振荡，使数字脉冲信号通过避雷器线路后发生严重变形，以至使通讯中断。为此，延迟线的电感量要取得合适，使得既能有效避雷，又不产生振荡，不对被保护线路引入干扰。为了简化线路结构，避雷器就采用被保护线路端口的地线作为其接地通道。考虑到实际工作中经常需要知道电子线路端口的工作状态，因此，在设计线路端口避雷器的同时还设计了其测试器，它由数个双色（单管）发光二极管组成，这种二极管在正电平时发红光，负电平发绿光，在有讯号传输时即不断闪烁，有故障时则不亮。测试器直接与避雷器及线路端口做成一个整体。这样一来，本实用新型接入通讯网络中，既能抗干扰避雷，又能直接观察实际网络工作状态，单独使用时，可作为修理线路端口的一个工具。由于本实用新型两端都具有相应的输入输出端口，所以使用特别方便。

图1为本实用新型电原理方框图。

图2为本实用新型电路图。图中，1——RS－232输入端口，2——高压放电三极管，3，4，5，6，——大功率中压瞬变放电二极管，7，8，9，10——大功率低压瞬变放电二极管，11——RS－232输出端口，12～18——单管双色发光二极管，19，20——电感延迟线线圈Ⅰ，21，22——电感延迟线线圈Ⅱ。

现结合附图对本实用新型的实施例作进一步详述：

如图1和图2所示，本实用新型由电子设备的RS－232输入端口、避雷器电路2～10，19～22、测试器二极管12～18以及电子设备的RS－232输出端口11组成；避雷器电路位于电子设备输入端口1之后，避雷器的后面连接测试器二极管12～18，然后再连接输出端口11。避雷器由高压保护电路三极管2、中压保护电路二极管3～6和低压保护电路二极管7～10这三级保护电路串联组成，其中，高压保护电路由型号为3R－250的高压放电三极管2构成，该三极管的接地极连到端口地线，三极管的两个高压极连到RS－232接口的被保护线路TD（发送数据线）和（接收数据线）RD上，；中压保护电路由型号为1528的四个大功率中压瞬变放电二极管3～6组成，这四个二极管的阴极两两对接，其阳极分别接被保护线路TD／RD和地线上；低压保护电路由型号为1512的四个大功率低压瞬变放电二极管7～10组成，这四个二极管的阴极也是两两对接，其阳极分别接到被保护线路TD／RD和地线上。当遭受250～5000伏的雷击感应电压时，高压保护电路的高压放电三极管2被击穿，对地短路，该三极管击穿后的数十伏残压又将低压保护电路的低压瞬变放电二极管7～10击穿，对地短路，使最后的输出端口11得到保护；当雷击感应电压为数百伏时，高压放电三极管2不会被击穿，不用它起保护作用，这时中压和低压保护电路起相应的保护作用为了使这三级保护电路在雷击时能同时起保护作用，在避雷器的高压和中压保护电路之间的被保护电路TD和RD上分别串有电感延迟线Ⅰ，它由电感延迟线线圈19和20组成；在中压和低压保护电路之间的被保护线路TD和RD上分别串有电感延迟线Ⅱ，它由电感延迟线线圈21和22组成。但由于后两级保护电路的几个二极管存在分布电容，它和延迟线的电感一起会产生寄生振荡，使数字脉冲信号通过避雷器线路后发生严重变形，以至使通讯中断。为此，延迟线线圈19～22的电感量各取为数毫亨，每个延迟线的延迟时间约几微秒，使得既能有效避雷，又不产生振荡，不会对被保护电路引入干扰。为了简化线路结构，避雷器就采用被保护线路端口RS－232的地线作为其接地通道。考虑到实际工作中经常需要知道电子线路端口的工作状态，因此，在设计线路端口避雷器的同时还设计了其测试器，它由七个双色（单管）发光二极管12～18组成，这种二极管在正电平时发红光，负电平发绿光，在有讯号传输时就不断闪烁，有故障时则不亮。该测试器有两个发光二极管17和18接到避雷器后被保护端口的TD（发送数据）和RD（接收数据）线路上，因此，测试器本身可受到避雷器的保护，该测试器的其余5条线路分别接到RS－232端口的CTS（清除发送），DTR（数据终端就绪），DSR（数据设备就绪），RTS（清求发送）和CD（数据载波检测）这5条线路上，显示线路的工作状态。在结构上，测试器直接与避雷雷器及线路端口做成一个整体。这样一来，本实用新型接入通讯网络中时，既能抗干扰避雷，又能直接观察实际网络工作状态，单独使用时，可作为修理线路端口的一个工具。由于本实用新型两端都具有相应的输入输出端口，所以使用特别方便。

本实用新型相比现有技术具有下列优点：

1、可实现在线保护，即保护动作后不切断电源，自动恢复线路正常工作。

2、最大冲击功率较大，可达3000KW；瞬时承受电压高，可达5000伏，因而可有效地用于避雷。

3、安装和使用方便：可直接插在计算机、微波载波机、通讯机、多路器、服务器终端等设备的RS－232接口上，作为电子设备保护电路；安装时不需另接地线。

4、本实用新型不产生干扰，无误码。

5、本实用新型不但可作避雷保护用，还可作为接口的检修工具，双色发光二极管显明地指示RS－232各条线路的工作状态。

Claims (4)

1、一种避雷测试器，它由电子线路输入端口、避雷器、测试器及电子线路输出端口组成；避雷器位于输入端口之后，避雷器的后面连接测试器，再连接输出端口，其特征在于：避雷器由高压、中压和低压三级保护电路串联组成，其中，高压保护电路由高压放电三极管构成，该三极管的接地极连到端口地线，三极管的高压极连到被保护电路上。

2、根据权利要求1所述的避雷测试器，其特征在于：在避雷器的高压和中压保护电路之间的被保护线路上，以及中压和低压保护电路之间的被保护线路上，分别串有电感延迟线。

3、根据权利要求1所述的避雷测试器，其特征在于：避雷器的接地通道就是被保护线路端口的电源地。

4、根据权利要求1所述的避雷测试器，其特征在于：由数个单管双色发光二极管构成的测试器接在避雷器的后面，并且输入端口、避雷器、测试器及输出端口四者构成一个整体组件。

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