专利名称：电脑用抗雷击电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子计算机领域，尤其涉及一种电脑用的抗雷击电路。
背景技术：
随着电脑的日益普及，雷击损毁电脑的事件也随之越来越多。2009年8月，浙江省 奉化市某鎮就发生过一个响雷损坏二十多台电脑的事件。笔者的电脑也曾遭雷击而损坏、 故对“雷击电脑”有深刻的切肤之痛！电脑一般都在室内使用，因此，受“直击雷”轰击的可能性甚小，损毁电脑的绝大多 数为以浪涌脉冲电流、电压形式侵入电脑的“感应雷”，其侵入电脑的途径主要有两条其一 是AC220V(或AC110V)电源输入端口，其二是网络输入端口。输电线与网络线相比较，前者 较后者分布更广泛更密集，因此，电源端口侵入雷电的可能性远大于网络端口。針对电脑会遭雷击损毁的情况，人们设计了很多电脑抗雷击设置，但这些设置普 遍存在以下问题1、仅设计了单一端口(电源端口或网络端口)的抗雷击设置，而未同时考虑电源、 网络两个端口的抗雷击措施。例如专利号为01265242. 3的“电脑防雷器”，就仅考虑了网络 端口而未考虑电源端口的抗雷击措施；专利申请号为200710116004 · 6的“电脑防雷击装 置”，则仅考虑了电源端口而未考虑网络端口的抗雷击措施。这些仅顾单一端口的抗雷击设 置是不完善的抗雷击设置，电脑应用这些设置后，雷电仍会从不设防的端口侵入电脑。2、一些抗雷击设置在技术上存在缺陷，不能起到抗雷击的作用。例如专利号为 01265242.3的“电脑防雷器”，在网线的输入迴路中串入PTC热敏电阻和保险丝、利用雷击 电流使PTC热敏电阻受热升温呈现高电阻或使保险丝受热升温熔断的方法实现“电脑防 雷”。其实，这种在强电领域里使用的保护技术，对电脑是不起保护作用的！强电领域里的 器件例如电动机，短时间内抗过流、过压的能力很强。电脑则不同于电动机，其内部有许多 娇气的集成电路，抗过流、过压的能力很差。欲使PTC热敏电阻受热升电阻或使保险丝熔 断，条件就是雷击电流通过它们并进入电脑。不难设想，一旦雷击电流使PTC热敏电阻受热 升电阻或使保险丝熔断，电脑内的集成电路尤其是CMOS集成电路早就损毁了 ！因此，这种 适用于强电器件的保护技术，难以实现“电脑防雷”的作用。
发明內容本发明的目的就是針对现有技术的不足，设计一种既能抗电源端口雷击又能抗网 络端口雷击的“电脑用抗雷击电路”。本发明实现上述目的的技术方案为一种电脑用抗雷击电路，其由电源降压电路、 直流电源电路、信号降压电路、信号电路、第一、第二、第三比较电路、第一、第二、第三执行 电路组成；并且，电源降压电路的一端接AC220V、另一端接直流电源电路；信号降压电路的 一端接AC220V信号源、另一端接信号电路；信号电路的输出分别接第一、第二、第三比较电 路；第一、第二、第三比较电路的输出分别依次接第一、第二、第三执行电路；直流电源电路输出的直流电压Uc分别供给第一、第二、第三比较电路、第一、第二、第三执行电路；所述的 直流电源电路、信号电路、第一、第二、第三比较电路、第一、第二、第三执行电路均接电路板 地。本发明的工作原理和工作过程是1、AC220V在本发明中有二个输入端由端口 B、端口 C组成的输入端1称电源输 入端，本发明和本发明的负载一电脑所用的电源AC220V均从这个输入端输入；由端口 B、端 口 A组成的输入端2称信号输入端，从这个输入端2输入的AC220V作为本发明的信号源之用。2、从输入端1(即电源输入端)输入的AC220V电源经电源降压电路降压、直流电 源电路整流、滤波、稳压后为后级电路提供稳定的直流电压Uc03、从输入端2(即信号输入端)输入的AC220V信号经信号降压电路降压、信号电 路整流、滤波后为第一、第二、第三比较电路提供信号电压Us。4、当电源输入端未受雷击时信号电路输出的信号电压Us小于第一、第二、第三 比较电路的参考电压，第一、第二、第三比较电路均输出低电平，第一、第二、第三执行电路 均截止不工作，分别受第一、第二、第三执行电路控制的继电器动断触点DD11、DD12，DD21、 DD22，DD3UDD32均闭合，电源线与网络线均与电脑连接，电脑正常工作。5、当电源输入端受到雷击时，信号电路输出的信号电压Us增大并大于第一、第 二、第三比较电路的参考电压，第一、第二、第三比较电路均输出高电平，第一、第二、第三执 行电路均导通工作，分别受第一、第二、第三执行电路控制的继电器动断触点DD11、DD12， DD21、DD22，DD31、DD32均断开，即电脑的电源线与电脑断开；四根网线也均与电脑断开，电 脑受雷击的危险便被解除。6、雷击结束，信号电压Us下降，本发明自动复位至AC220V 二根电源线、四根网线 均与电脑接通的正常工作状态。秉着保护好自己，才能有效地保护电脑免遭雷击的宗旨，本发明采取的进一步技 术措施为1、作为抗雷的第一道关口，在电源AC220V输入端并接了双极型瞬态电压抑制二 极管，经该二极管的作用，雷电的浪涌残压减小，既保护了本发明的安全运行，其与本发明 的其他电路配合，又有效地保护了电脑。2、所述的直流电压Uc、信号电压Us的两端均并接了稳压二极管和浪涌吸收电容， 可平抑雷电浪涌脉冲的冲击，保护它们各自的后级电路不受损害。本发明再进一步的技术措施是在四根网线之间分别接有双极型瞬态电压抑制二 极管，该四只双极型瞬态电压抑制二极管与本发明的其他电路配合，可有效地确保电脑网 线输入端的抗雷击性能。本发明更进一步的技术措施是当电源输入端受到雷击，在继电器动断触点 DD11、DD12，DD21、DD22，DD31、DD32断开的同时，相应的继电器动合触点DH11、DH12，DH21、 DH22，DH31、DH32闭合并接地，即本发明执行抗雷击程序后，电脑的电源输入端、网络输入端 便均与大地连接。本发明电路简单，造价低廉，应用本发明可带来以下的有益效果1、可使电脑的电源输入端、网络输入端均具有抗雷击功能；
2、电源输入端、四根网线之间均设有双极型瞬态电压抑制二极管，既保证了本发 明自身的安全，又加强了电脑的抗雷击功能；3、本发明执行抗雷击程序后，电脑的电源输入端、网络输入端便均与大地连接，可 将包括雷电浪涌脉冲在内的杂散感应电流导入大地，因而进一步强化了电脑的抗雷击功 能。
图1为本发明的原理方框图；图2为本发明优选的实施例的电路原理图。图中，RL表示为电脑。
具体实施例方式下面，结合附图，对本发明作进一步的说明。结合图1，本发明由电源降压电路101、直流电源电路102、信号降压电路103、信号 电路104、第一比较电路105、第二比较电路106、第三比较电路107、第一执行电路108、第 二执行电路109、第三执行电路111组成；并且，电源降压电路101的一端接AC220V、另一端 接直流电源电路102 ；信号降压电路103的一端接AC220V信号源、另一端接信号电路104 ； 信号电路104的输出分别接第一比较电路105、第二比较电路106、第三比较电路107 ；第
一、第二、第三比较电路的输出分别依次接第一执行电路108、第二执行电路109、第三执行 电路111 ；直流电源电路102输出的直流电压Uc分别供给第一比较电路105、第二比较电路 106、第三比较电路107、第一执行电路108、第二执行电路109、第三执行电路111 ；所述的直 流电源电路102、信号电路104、第一比较电路105、第二比较电路106、第三比较电路107、第 一执行电路108、第二执行电路109、第三执行电路111均接电路板地。本发明的工作过程为从输入端2 (即信号输入端)输入的AC220V信号经信号降压电路103降压、信号 电路104整流、滤波后为第一比较电路105、第二比较电路106、第三比较电路107提供信号 电压Us ；当AC220V供电网未遭雷击时.所述的信号电压Us小于所述的第一比较电路105、 第二比较电路106、第三比较电路107的参考电压，第一、第二、第三比较电路均输出低电 平，第一执行电路108、第二执行电路109、第三执行电路111均截止不工作，分别受第一、第
二、第三执行电路控制的继电器触点DD11、DD12，DD2UDD22,DD3UDD32均闭合，电源线与 网络线均与电脑连接，电脑正常工作。当AC220V供电网遭雷击时.所述的信号电压Us大于所述的第一比较电路105、第 二比较电路106、第三比较电路107的参考电压，第一、第二、第三比较电路均输出高电平， 第一执行电路108、第二执行电路109、第三执行电路111均导通工作，分别受第一、第二、第 三执行电路控制的继电器动断触点DD11、DD12，DD21、DD22，DD31、DD32均断开，电脑的电源 线与电脑断开；四根网线也均与电脑断开，电脑受雷击的危险便被解除。与此同时，所述继 电器相应的动合触点DH11、DH12，DH21、DH22，DH31、DH32闭合并接地，即本发明执行抗雷击 程序后，电脑的电源输入端、网络输入端便均与大地连接，与此两输入端相关的包括雷电浪涌脉冲在内的杂散感应电流均被导入大地。雷击结束，信号电压Us下降，本发明自动复位至AC220V 二根电源线、四根网线均 与电脑接通的正常工作状态。为加强本发明的抗雷击功能和保护本发明自身不受雷击损伤，在AC220V电源的 输入端设有双极型瞬态电压抑制二极管VD1。为加强电脑网络输入端的抗雷击功能，所述的四根网线之间分别接有双极型瞬态 电压抑制二极管VD2、VD3、VD4、VD5，并且所述的VD2、VD3、VD4、VD5的反向击穿电压均小于 所述的电源输入端VDl的反向击穿电压。图2为本发明优选的实施例的电路原理图，图中第一电容Cl、第一电阻Rl组成了电源降压电路101，并且，第一电容Cl、第一电阻 Rl并联后，一端与电源输入端的C端、信号输入端的A端、双极型瞬态电压抑制二极管VDl 的一端、继电器Jl的动断触点DDll均相连接；另一端与第一二极管Dl的负极、第四二极管 D4的正极相连接。第一、第二、第三、第四二极管D1、D2、D3、D4，第二、第三电容C2、C3，第一稳压二极 管DW1，第二电阻R2组成了直流电源电路102 ；其中，第一、第二、第三、第四二极管Dl、D2、 D3、D4组成桥式整流电路；第二、第三电容C2、C3是滤波电容；第一稳压二极管DW1、第二电 阻R2(DW1的限流电阻)串联后成为稳压电路；以上整流、滤波、稳压器件的共同作用，为后 级电路提供了直流电压U。。所述的直流电源电路102中，第二第三电容C2、C3并联后，一端 (C3的正极端)与直流电压Uc的正端连接，另一端与直流电压Uc的负端连接；第一稳压二 极管DW1、第二电阻R2串联后，一端(DWl的正极端)与直流电压Uc的负端连接，另一端与 直流电压Uc的正端连接；所述的直流电压Uc的负端接电路板地。所述的滤波电容C2、C3、稳压器件DW1、R2另外一项作用是平抑雷电浪涌脉冲，以 保护后级电路不受雷电浪涌脉冲的损伤。优选地，信号降压电路103由第12电阻R12组成；由于第一比较电路105、第二比 较电路106、第三比较电路107均用集成运放作比较器件，而集成运放是高输入阻抗、高灵 敏度的器件，信号电流Is可以低达微安级，因此，第12电阻R12允许高达ΜΩ级。由于有高达ΜΩ级的第12电阻R12作限流，因此，可以确保后級电路不受从输入 端2(即信号输入端)输入的雷电浪涌脉冲的损伤。第八、第九、第十、第i^一二极管D8、D9、D10、D11，第四、第五电容C4、C5，第二稳 压二极管DW2，第十一电阻Rll组成了信号电路104;其中，第八、第九、第十、第十一二极管 D8、D9、D10、Dll组成桥式整流电路；第四、第五电容C4、C5是滤波电容；第二稳压二极管 DW2为稳压器件；以上整流、滤波、稳压器件的共同作用，为后级电路提供了信号电压Us;所 述的信号电路104中，第十一电阻Rll与信号电压Us相并联，它们并联后，正端与第一比较 电路105、第二比较电路106、第三比较电路107连接，负端接电路板地；第四、第五电容C4、 C5、第二稳压二极管DW2并联后，一端(C5的正极端)与信号电压Us的正端连接，另一端 (DW2的正极端)与信号电压Us的负端连接。所述的滤波电容C4、C5、稳压器件DW2另外一项作用是平抑雷电浪涌脉冲，以配 合第十二电阻R12进一步保护后级电路不受雷电浪涌脉冲的损伤。集成运放IC_1(1/4LM339)、第九、第十电阻R9、RlO组成了第一比较电路105 ；并且，第十电阻RlO的一端接直流电压Uc的正端、另一端与第九电阻R9的一端、集成运放 IC-I的反相输入端6脚相连接；第九电阻R9的另一端接电路板地；集成运放IC-I的12脚 接电路板地，输出端1脚接第一执行电路108，同相输入端7脚接信号电压Us的正端。集成运放IC_2(1/4LM339)、第九、第十电阻R9、RlO组成了第二比较电路106 ；并 且，第十电阻RlO的一端接直流电压Uc的正端，另一端与第九电阻R9的一端、集成运放 IC-2的反相输入端4脚相连接；第九电阻R9的另一端接电路板地；集成运放IC-2的输出 端2脚接第二执行电路109，同相输入端5脚接信号电压Us的正端。集成运放IC_3(1/4LM339)、第九、第十电阻R9、RlO组成了第三比较电路107 ；并 且，第十电阻RlO的一端接直流电压Uc的正端，另一端与第九电阻R9的一端、集成运放 IC-3的反相输入端8脚相连接；第九电阻R9的另一端接电路板地；集成运放IC-3的3脚 接直流电压Uc的正端，输出端14脚接第三执行电路111，同相输入端9脚接信号电压Us的 正端。以上第一比较电路105、第二比较电路106、第三比较电路107的特征是信号电 压Us的正端与集成运放IC-I同相输入端7脚、集成运放IC-2同相输入端5脚、集成运放 IC-3同相输入端9脚相连接，负端接电路板地，是该三只集成运放共同的输入信号；直流电 压Uc经第九、第十电阻R9、RlO分压后产生了直流分压U6,该直流分压U6的正端与集成运 放IC-I反相输入端6脚、集成运放IC-2反相输入端4脚、集成运放IC-3反相输入端8脚 相连接，负端接电路板地，是该三只集成运放共同的参考电压。第三、第四电阻R3、R4，第一三极管V1(C9014)，第一继电器J1，第五二极管D5共同 组成了第一执行电路108 ；并且，第一三极管Vl的发射极接电路板地，集电极与第一继电器 Jl的一端及第五二极管D5的正极连接，基极与集成运放IC-I的输出端1脚、第三、第四电 阻R3、R4各自的一端均相连接；第三电阻R3的另一端接电路板地；第四电阻R4的另一端、 第一继电器Jl的另一端、第五二极管D5的负极均与直流电压Uc的正端连接。第五、第六电阻R5、R6，第二三极管V2 (C9014)，第二继电器J2，第六二极管D6共 同组成了第二执行电路109 ；并且，第二三极管V2的发射极接电路板地，，集电极与第二继 电器J2的一端及第六二极管D6的正极连接，基极与集成运放IC-2的输出端2脚、第五、第 六电阻R5、R6各自的一端均连接；第五电阻R5的另一端接电路板地；第六电阻R6的另一 端、第二继电器J2的另一端、第六二极管D6的负极均与直流电压Uc的正端连接。第七、第八电阻R7、R8，第三三极管V3 (C9014)，第三继电器J3，第七二极管D7共 同组成了第三执行电路111 ；并且，第三三极管V3的发射极接电路板地，集电极与第三继电 器J3的一端及第七二极管D7的正极连接，基极与集成运放IC-3的输出端14脚、第七、第 八电阻R7、R8各自的一端均连接；第七电阻R7的另一端接电路板地；第八电阻R8的另一 端、第三继电器J3的另一端、第七二极管D7的负极均与直流电压Uc的正端连接。本实施例还具有以下的特征1、在AC220V电源输入端并接有双极型瞬态电压抑制二极管VDl ；在四根网线的输 入端Lli、L3i、L2i、L6i之间也分别接有双极型瞬态电压抑制二极管VD4、VD3、VD2、VD5。2、第一继电器Jl的动合触点DH11、DH12，第二继电器J2的动合触点DH21、DH22， 第三继电器J3的动合触点DH31、DH32均与大地连接。3、第二继电器J2的动断触点DD21、DD22，第三继电器J3的动断触点DD31、DD32分
7别与四根网线的输入端L2i、L6i、Lli、L3i相连接；第二继电器J2的公共端C0M21、C0M22， 第三继电器J3的公共端COM31、C0M32分别与四根网线的输出端L2o、L6o、Llo、L3o相连接； 第一继电器Jl的公共端C0M11、C0M12分别与本实施例的AC220V电源输出端D端、F端相 连接；D端、F端则与负载RL (即电脑)连接。本实施例的工作过程为1、当AC220V电源未遭雷击时，信号电压Us小于参考电压U6即Us < TO，集成运放 IC-I的1脚、集成运放IC-2的2脚、集成运放IC-3的14脚均输出低电平，第一三极管VI、 第二三极管V2、第三三极管V3均截止，第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3均不 工作，它们各自的动断触点DDlU DD12, DD2UDD22, DD31、DD32均闭合，AC220V电源线、四 根网线均与电脑接通，电脑正常工作。2、当AC220V电源遭雷击时，信号电压Us大于参考电压TO即Us >TO，集成运放 IC-I的1脚、集成运放IC-2的2脚、集成运放IC-3的14脚均输出高电平，第一三极管VI、 第二三极管V2、第三三极管V3均导通，第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3均得 电工作，它们各自的动断触点DD11、DD12，DD2UDD22, DD31、DD32均断开，AC220V电源线、 四根网线也均与电脑断开，电脑的雷击危险被解除。与此同时，第一继电器J1、第二继电器 J2、第三继电器J3各自的动合触点DHl 1、DHl2，DH21、DH22，DH31、DH32均闭合与大地接通， 电脑的电源端、网络端的杂散感应(包括雷电感应)被导入大地，电脑的安全性得到进一步 的提升。3、雷击结束，信号电压Us下降，本实施例自动复位至AC220V 二根电源线、四根网 线均与电脑接通的正常工作状态。这是显尔易见的，故此处不再赘述。再结合图2 本实施例的AC220V电源输出端D端、F端，可以做成插座形式；四根 网线的输入端(Lli、L3i、L2i、L6i)、输出端(Llo、L3o、L2o、L6o)也可以做成插座形式，这 是显而易见的，故图2中省略了而末标出。本发明之所以考虑四根网线的抗雷，是因为宽带网络只有将1、3、2、6四根网线接 入电脑，才能实现与电脑的通讯。
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权利要求
一种电脑用抗雷击电路，其由电源降压电路(101)、直流电源电路(102)、信号降压电路(103)、信号电路(104)、第一比较电路(105)、第二比较电路(106)、第三比较电路(107)、第一执行电路(108)、第二执行电路(109)、第三执行电路(111)组成，其特征在于电源降压电路(101)的一端接AC220V、另一端接直流电源电路(102)；信号降压电路(103)的一端接AC220V信号源、另一端接信号电路(104)；信号电路(104)的输出分别接第一比较电路(105)、第二比较电路(106)、第三比较电路(107)；第一、第二、第三比较电路的输出分别依次接第一执行电路(108)、第二执行电路(109)、第三执行电路(111)；直流电源电路(102)输出的直流电压(Uc)分别供给第一比较电路(105)、第二比较电路(106)、第三比较电路(107)、第一执行电路(108)、第二执行电路(109)、第三执行电路(111)；所述的直流电源电路(102)、信号电路(104)、第一比较电路(105)、第二比较电路(106)、第三比较电路(107)、第一执行电路(108)、第二执行电路(109)、第三执行电路(111)均接电路板地。
2.如权利要求1所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于在AC220V电源输入端并接有 双极型瞬态电压抑制二极管(VDl)；在四根网线的输入端(Lli)、(L3i)、(L2i)、(L6i)之间 也分别接有双极型瞬态电压抑制二极管(VD4)、(VD3)、(VD2)、(VD5)。
3.如权利要求1所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于第二继电器(J2)的动断触 点(DD21)、(DD22)，第三继电器(J3)的动断触点(DD31)、(DD32)分别与四根网线的输入端 (L2i)、(L6i)、(Lli)、(L3i)相连接；第二继电器(J2)的公共端(C0M21)、(C0M22)，第三继电 器(J3)的公共端(C0M31)、(C0M32)分别与四根网线的输出端(L2o)、(L6o)、(Llo)、(L3o) 相连接；第一继电器(Jl)的公共端(COMll)、(C0M12)分别与本发明的AC220V电源输出端 D端、F端相连接；D端、F端则与负载(RL)(即电脑)连接。
4.如权利要求1所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于第一继电器(Jl)的动合触点 (DHll)、(DH12)，第二继电器(J2)的动合触点(DH21)、(DH22)，第三继电器(J3)的动合触 点(DH31)、(DH32)均与大地连接。
5.如权利要求1所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于所述的直流电源电路(102) 中，第二、第三电容(C2)、(C3)并联后，一端(C3的正极端)与直流电压(Uc)的正端连接， 另一端与直流电压(Uc)的负端连接；第一稳压二极管(DWl)、第二电阻(R2)串联后，一端 (Dffl的正极端)与直流电压(Uc)的负端连接，另一端与直流电压(Uc)的正端连接；所述 的直流电压(Uc)的负端接电路板地。
6.如权利要求1所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于所述的信号电路(104)中，第 十一电阻(Rll)与信号电压(Us)相并联，它们并联后，正端与第一比较电路(105)、第二比 较电路(106)、第三比较电路(107)连接，负端接电路板地；第四、第五电容(C4)、(C5)、第二 稳压二极管(DW2)并联后，一端(C5的正极端)与信号电压(Us)的正端连接，另一端(DW2 的正极端)与信号电压(Us)的负端连接。
7.如权利要求1和6所述的电脑用抗雷击电路，其特征在于信号电压(Us)的正端与 集成运放(IC-I)同相输入端(7)脚、集成运放(IC-2)同相输入端(5)脚、集成运放(IC-3) 同相输入端(9)脚相连接，负端接电路板地，是该三只集成运放共同的输入信号；直流电 压(Uc)经第九、第十电阻(R9)、(RlO)分压后产生了直流分压(TO)，该直流分压(U6)的正 端与集成运放(IC-I)反相输入端(6)脚、集成运放(IC-2)反相输入端(4)脚、集成运放 (IC-3)反相输入端(8)脚相连接，负端接电路板地，是该三只集成运放共同的参考电压。
全文摘要
一种电脑用抗雷击电路，由电源降压电路、直流电源电路、信号降压电路、信号电路、第一、第二、第三比较电路、第一、第二、第三执行电路组成。当电源输入端未受雷击时，信号电路输出的信号电压小于比较电路的参考电压，执行电路均截止不工作，电源线与网络线均与电脑连接，电脑正常工作；当电源输入端受到雷击时，信号电路输出的信号电压大于比较电路的参考电压，执行电路均导通工作，电脑的电源线与网络线均与电脑断开，电脑受雷击的危险便被解除。为增强抗雷击功能，在电脑的电源线、网络线的输入端分别接有双极型瞬态电压抑制二极管。本发明电路简单，造价低廉，应用本发明可使电脑的电源端、网络端均具有抗雷击功能。
文档编号H02H9/04GK101895107SQ20101026115
公开日2010年11月24日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者孙浙胜, 朱亮, 李玮, 汪孟金 申请人:宁波市镇海华泰电器厂