CN218277706U

CN218277706U - 一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路

Info

Publication number: CN218277706U
Application number: CN202221993250.6U
Authority: CN
Inventors: 滕亚杰; 陈兵; 李海林
Original assignee: Sichuan Sunup Science & Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Sunup Science & Technology Co ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2032-07-29

Abstract

本实用新型公开了一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，涉及差分信号电磁脉冲防护技术领域，目的是解决反向脉冲击穿电磁防护设备的问题，包括第一级脉冲泄放电路、第二级脉冲泄放电路、反向抑制电路和多个退耦模块；第一级脉冲泄放电路的第一端连接到正极输入端和第一退耦模块，其第二端接地，其第三端连接到负极输入端和第二退耦模块；第二级脉冲泄放电路连接到所述第一退耦模块和第三退耦模块，其第二端接地，其第三端连接到所述第二退耦模块和第四退耦模块；反向抑制电路连接到所述第三退耦模块，其第二端接地，其第三端连接到所述第四退耦模块，其第四端和第五端作为输出端；本实用新型具有有效抑制反向残差的优点。

Description

一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路

技术领域

本实用新型涉及差分信号电磁脉冲防护技术领域，更具体的是涉及一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路技术领域。

背景技术

电磁脉冲通常来说是一个宽频率、高强度而短暂的电磁波喷发。

现有信号类电磁防护设备中电路大多采用双向脉冲处理器件进行防护，当反向脉冲，也就是与信号线路极性相反的脉冲进入信号线时经过防护设备中脉冲处理器件泄放后仍具有较高残压，超过绝大部分信号芯片的反向电压耐受阈值，严重时会造成后端器件直接击穿损坏，装备工作异常；因此，现有信号类电磁防护设备中缺乏反向残压抑制电路。

为了更好地保护装备，需要对这种反相残差进行抑制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：解决反向脉冲击穿电磁防护设备的问题。为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，包括第一级脉冲泄放电路、第二级脉冲泄放电路、反向抑制电路和多个退耦模块；

所述第一级脉冲泄放电路的第一端连接到正极输入端和第一退耦模块的第一端，其第二端接地，其第三端连接到负极输入端和第二退耦模块的第一端；

所述第二级脉冲泄放电路的第一端连接到所述第一退耦模块的第二端和第三退耦模块的第一端，其第二端接地，其第三端连接到所述第二退耦模块的第二端和第四退耦模块的第一端；

所述反向抑制电路的第一端连接到所述第三退耦模块的第二端，其第二端接地，其第三端连接到所述第四退耦模块的第二端，其第四端和第五端作为输出端。

优选地，所述第一级脉冲泄放电路采用一个气体放电管。

优选地，所述第二级脉冲泄放电路包括第一二极管、第二二极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一双向击穿二极管、第一熔断器和第二熔断器；

所述第一熔断器的一端为所述第二级脉冲泄放电路的第一端，第一熔断器的另一端连接到第一二极管的阳极，第一二极管的阴极连接到第一双向击穿二极管的第一端，第一双向击穿二极管的第二端连接到第二二极管的阳极，第二二极管的阳极连接到第二熔断器的一端，第二熔断器的另一端为所述第二级脉冲泄放电路的第三端；

所述第一稳压二极管的阳极连接到所述第二稳压二极管的阴极，第一稳压二极管的阴极连接到所述第一双向击穿二极管的第一端，第二稳压二极管的阳极连接到所述第一双向击穿二极管的第二端，第一稳压二极管的阳极和第二稳压二极管之间的节点为所述第二级脉冲泄放电路的第二端。

优选地所述反向抑制电路包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三稳压二极管、第四稳压二极管和第二双向击穿二极管；

所述第三二极管的阴极连接到第二双向击穿二极管的第一端、第三稳压二极管的阴极和第六二极管的阳极，第三二极管的阳极连接到第四二极管的阴极；

所述第四二极管的阳极连接到第二双向击穿二极管的第二端、第四稳压二极管的阳极和第五二极管的阴极，第四稳压二极管的阴极连接到第三稳压二极管的阳极；

所述第二双向击穿二极管的第一端作为所述反向抑制电路的第一端，所述第二双向击穿二极管的第二端作为所述反向抑制电路的第二端；

所述第三稳压二极管和第四稳压二极管之间的节点与第三二极管和第四二极管之间的节点相连，并作为所述反向抑制电路的第三端；

所述第六二极管的阴极为所述反向抑制电路的第四端，第五二极管的阳极为所述反向抑制电路的第五端。

优选地，所述第一退耦模块、所述第二退耦模块、所述退耦模块和所述第四退耦模块均采用瞬态阻断单元。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型使用单相防护器件与二极管相结合的方式对反向残压进行有效抑制；该设计方案具有比双向脉冲处理器件更好的防护效果，可将反向脉冲阻隔，避免耦合进入信号线的反向干扰脉冲能量直接冲击后端被保护装备，同时可将反向残压抑制到极低的水平，确保反向残压在信号芯片反向电压耐受阈值之内；本实用新型电路结构简单、节约，在有效进行反相残差防护的同时节约成本，容易推广和实现。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图；

图2是实施例2的第一级脉冲泄放电路示意图；

图3是实施例3的第二级脉冲泄放电路示意图；

图4是实施例4的反向抑制电路示意图；

附图标记：GDT-气体放电管，F1-第一熔断器，F2-第二熔断器，CR1-第一二极管，CR2-第二二极管，CR3-第三二极管，CR4-第四二极管，CR5-第五二极管，CR6-第六二极管，VR-第一双向击穿二极管，VR1-第一稳压二极管， VR2-第二稳压二极管，VR3-第二双向击穿二极管，VR4-第三稳压二极管，VR5- 第四稳压二极管，TBU1-第一退耦模块，TBU2-第二退耦模块，TBU3-第三退耦模块，TBU4-第四退耦模块。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

实施例1

如图1所示的一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，包括第一级脉冲泄放电路、第二级脉冲泄放电路、反向抑制电路和多个退耦模块；

所述第一级脉冲泄放电路的第一端连接到正极输入端和第一退耦模块 TBU1的第一端，其第二端接地，其第三端连接到负极输入端和第二退耦模块 TBU2的第一端；

所述第二级脉冲泄放电路的第一端连接到所述第一退耦模块TBU1的第二端和第三退耦模块TBU3的第一端，其第二端接地，其第三端连接到所述第二退耦模块TBU2的第二端和第四退耦模块TBU4的第一端；

所述反向抑制电路的第一端连接到所述第三退耦模块TBU3的第二端，其第二端接地，其第三端连接到所述第四退耦模块TBU4的第二端，其第四端和第五端作为输出端。

作为本实施例的优选方案，所述第一退耦模块TBU1、所述第二退耦模块 TBU2、所述退耦模块和所述第四退耦模块TBU4均采用瞬态阻断单元。可以在电路中进一步抑制浪涌和电流造成的损伤。

本实施例的工作原理如下：

当信号线中耦合进入干扰脉冲时，先经过第一级脉冲泄放电路对绝大部分瞬态脉冲能量进行对地泄放，第一级泄放完成后，第二级泄放电路将漏过的残余脉冲能量进行再次泄放，使信号线中的脉冲能量进一步降低；最后通过反向抑制电路将前两级脉冲能量泄放时所产生的电压进行钳位，将残压降至足够低的水平。

当差分信号线路中出现反向脉冲时，两级脉冲泄放电路不会动作，当脉冲到达反向抑制电路时，两个脉冲泄放电路快速响应，对地导通，将脉冲能量泄放，并对反向脉冲进行阻碍，确保能瞬态启动，完成信号线的反向残压抑制。

实施例2

本实施例基于实施例1的技术方案，具体对第一级脉冲泄放电路进行细化。

参阅图2，所述第一级脉冲泄放电路采用一个气体放电管GDT。

本级电路采用泄放能力足够大的间隙放电器件，其脉冲泄放能力更强，能有效将脉冲能量泄放至大地，并结合第一退耦模块TBU1，达到最佳泄放效果，使经过后级的残余脉冲能量足够小。

气体放电管GDT实质是一种密封在陶瓷腔体中的放电间隙，腔体中充有惰性气体以稳定放电管的放电电压。其主要特点是通流能量大，可达数十至数百 KA，绝缘电阻极高，无漏流，无老化失效，无极性双向保护，静态电容极小，特别适用于高速网络通讯设备的粗保护。可广泛用于各种电源及信号线的第一级雷击浪涌保护。

实施例3

本实施例基于实施例1的技术方案，具体对第二级脉冲泄放电路进行细化。

参阅图3，所述第二级脉冲泄放电路包括第一二极管CR1、第二二极管 CR2、第一稳压二极管VR1、第二稳压二极管VR2、第一双向击穿二极管VR、第一熔断器F1和第二熔断器F2；

所述第一熔断器F1的一端为所述第二级脉冲泄放电路的第一端，第一熔断器F1的另一端连接到第一二极管CR1的阳极，第一二极管CR1的阴极连接到第一双向击穿二极管VR的第一端，第一双向击穿二极管VR的第二端连接到第二二极管CR2的阳极，第二二极管CR2的阳极连接到第二熔断器F2的一端，第二熔断器F2的另一端为所述第二级脉冲泄放电路的第三端；

所述第一稳压二极管VR1的阳极连接到所述第二稳压二极管VR2的阴极，第一稳压二极管VR1的阴极连接到所述第一双向击穿二极管VR的第一端，第二稳压二极管VR2的阳极连接到所述第一双向击穿二极管VR的第二端，第一稳压二极管VR1的阳极和第二稳压二极管VR2之间的节点为所述第二级脉冲泄放电路的第二端。

本实施例的工作原理为：

第二级脉冲泄放电路主要对经过第一级脉冲泄放后残留的脉冲能量进行二次泄放，进一步降低由第一级泄放所产生的残压。

由于本级所采用器件本身存在较大结电容，通过串联的第一二极管CR1、第二二极管CR2和第一双向击穿二极管VR将本级结电容进行降低，确保防护电路不影响正常信号传输，且串联的多种二极管与接地的第一稳压二极管VR1 和第二稳压二极管VR2共同配合对地导通将脉冲能量泄放，对反向脉冲进行阻碍。第一熔断器F1和第二熔断器F2在脉冲过大时直接熔断，起进一步防护。

实施例4

本实施例基于实施例1的技术方案，具体对反向抑制电路进行细化。

参阅图4，所述反向抑制电路包括第三二极管CR3、第四二极管CR4、第五二极管CR5、第六二极管CR6、第三稳压二极管VR4、第四稳压二极管VR5 和第二双向击穿二极管VR3；

所述第三二极管CR3的阴极连接到第二双向击穿二极管VR3的第一端、第三稳压二极管VR4的阴极和第六二极管CR6的阳极，第三二极管CR3的阳极连接到第四二极管CR4的阴极；

所述第四二极管CR4的阳极连接到第二双向击穿二极管VR3的第二端、第四稳压二极管VR5的阳极和第五二极管CR5的阴极，第四稳压二极管VR5 的阴极连接到第三稳压二极管VR4的阳极；

所述第二双向击穿二极管VR3的第一端作为所述反向抑制电路的第一端，所述第二双向击穿二极管VR3的第二端作为所述反向抑制电路的第二端；

所述第三稳压二极管VR4和第四稳压二极管VR5之间的节点与第三二极管CR3和第四二极管CR4之间的节点相连，并作为所述反向抑制电路的第三端；

所述第六二极管CR6的阴极为所述反向抑制电路的第四端，第五二极管 CR5的阳极为所述反向抑制电路的第五端。

本实施例的工作原理为：

当差分信号线正极/负极中出现与该线极性相反的干扰脉冲时，电路的第三二极管CR3、第四二极管CR4、第五二极管CR5、第六二极管CR6、第三稳压二极管VR4、第四稳压二极管VR5和第二双向击穿二极管VR3快速响应，将极性相反的干扰脉冲对地泄放；反向干扰脉冲通过本级电路后，其信号线上所残余的干扰脉冲能量较低，其产生的干扰脉冲电压无限接近与几个不同二极管的导通电压，可有效保护后端敏感器件。

Claims

1.一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，其特征在于，包括第一级脉冲泄放电路、第二级脉冲泄放电路、反向抑制电路和多个退耦模块；

2.根据权利要求1所述的一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，其特征在于，所述第一级脉冲泄放电路采用一个气体放电管。

3.根据权利要求1所述的一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，其特征在于，所述第二级脉冲泄放电路包括第一二极管、第二二极管、第一稳压二极管、第二稳压二极管、第一双向击穿二极管、第一熔断器和第二熔断器；

4.根据权利要求1所述的一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，其特征在于，所述反向抑制电路包括第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三稳压二极管、第四稳压二极管和第二双向击穿二极管；

5.根据权利要求1所述的一种用于差分信号电磁防护设备中反向残压抑制的电路，其特征在于，所述第一退耦模块、所述第二退耦模块、所述退耦模块和所述第四退耦模块均采用瞬态阻断单元。