专利名称：一种信号防雷电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及防雷电路，具体来说是涉及一种用在信号传输线路上的信号防雷电路。
背景技术：
各种通信设备都需要一个稳定可靠的通讯线路，要求通信设备能够在各种恶劣的环境中也能正常工作，防雷水平就是衡量一个通信设备产品能否在恶劣的环境中正常工作的重要指标，而通讯设备的防雷水平的提高，关键是在雷雨天时，通讯线路不会带入雷电流到通讯设备中。现有通讯设备的防雷模块都采用两级防雷电路，参见图1，现有信号线的防雷电路一般设置有两根信号线，每根信号线与电源地PGND之间分别串联一个放电管FD和压敏电阻YM。由于一次雷击放电过程常常包含多次先导至主放电的过程和后续电流，通过这两根信号线并不能快速的泻掉雷电流，对通讯设备不能达到非常好的保护作用。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种信号防雷电路，在具有良好的防雷能力的同时还能确保通讯设备的波特率传输能力不会降低。为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种信号防雷电路，在第一信号线与电源地之间从第一信号线的输入端起依次连接有第一防雷器件、第一压敏电阻和第一瞬态电压抑制器，在第二信号线与电源地之间从第二信号线的输入端起依次连接有第二防雷器件、第二压敏电阻和第二瞬态电压抑制器，在第一信号线的输出端和第二信号线的输出端之间跨接有第三瞬态电压抑制器。所述第一防雷器件为第一放电管，所述第二防雷器件为第二放电管。所述第一信号线上分别串联有第一电阻和第二电阻。所述第一信号线上分别串联有第三电阻和第四电阻。所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻都设置成低于10欧姆的电阻。所述第一信号线与第二信号线上跨接有第三放电管，所述第三放电管一端设置在第一信号线中第一信号线与第一放电管连接点和第一电阻之间，另一端设置在第二信号线中第二信号线与第二放电管连接点和第三电阻之间。所述第一信号线与第二信号线上跨接有第三压敏电阻，所述第三压敏电阻一端设置在第一信号线中第一信号线与第一压敏电阻连接点和第二电阻之间，另一端设置在第二信号线中第二信号线与第二压敏电阻连接点和第四电阻之间。与现有技术相比，本实用新型提供的一种信号防雷电路，严格按照放电间隙、压敏电阻、TVS的顺序进行排列，泄防电压由高到低，逐次递减。串联大功率小阻值电阻进行限流。这样设计的原因是由它们本身的特性决定的。放电间隙放电电流大、速度最慢；压敏电阻放电电流大，速度中等；TVS放电电流小，速度最快。当雷击电流到达时，首先通过放电间隙，泄放掉前导放电阶段的大电流，然后再通过压敏电阻将主放电阶段的持续电流控制在设备的冲击绝缘水平以下，最后使用瞬态电压抑制器TVS快速的释放掉残余的雷电流，充分保证了通信设备的足够安全。在信号线一和信号线二之间分别跨接了放电管、压敏电阻和瞬态电压抑制器，它们主要是用于抑制差模干扰，原理与上述相同。如前所述，信号防雷电路能够在保证通讯设备传输能力不降低的前提下，完美的对通信设备进行保护。
图I为现有信号防雷电路的电路图。图2为本实用新型提供的一种信号防雷电路的电路图。图I中有关附图标记如下IN——信号线，FD——放电管，R——电阻，YM——压敏电阻，PGND——电源地。 图2中有关附图标记如下INl——第一信号线，IN2——第二信号线，Rl——第一电阻，R2——第二电阻，R3——第三电阻，R4——第四电阻，FDl——第一放电管，FD2——第二放电管，FD3——第三放电管，TVSl——第一瞬态电压抑制器，TVS2——第二瞬态电压抑制器，TVS3——第三瞬态电压抑制器，YMl—第一压敏电阻，YM2—第二压敏电阻，YM3——第三压敏电阻，PGND——电源地。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。参见图2，本实用新型提供的信号防雷电路，包括连接在第一信号线INl和电源地之间的第一放电管FDl和连接在第二信号线IN2和电源地PGND之间得第二放电管FD2，连接在在第一信号线INl和电源地PGND之间第一压敏电阻YMl和连接在第二信号线IN2和电源地PGND之间第二压敏电阻压敏YM2，还包括跨接在第一信号线INl和第二信号线IN2之间的第三瞬态电压抑制器TVS3、连接在第一信号线INl和电源地PGND之间的第一瞬态电压抑制器TVSl和连接在第二信号线IN2和电源地PGND之间的第二瞬态电压抑制器TVS2。上述电源地均为大地，以便促使电流传输给大地，对通信设备进行保护。所述第一放电管FDl设置在设置在第一信号线INl的最前端。所述第一放电管FDl的一端接电源地PGND，另一端耦合到第一信号线INl上，在第一号线INl与第一放电管FDl连接的后端串联有第一电阻Rl,组成第一级防雷模块，其中第一放电管FDl的击穿电压是90V，第一电阻Rl是3. 9欧姆，5W的电阻，当遭遇雷击后信号线上的电压值会陡增，会远远大于90V。这时第一放电管FDl被击穿，通过第一放电管FDl泻放掉大的雷电流，然后再通过之后线路上串接的第一电阻Rl来限制电流。所述第一压敏电阻YMl设置在第一信号线INl的中部。第一压敏电阻YMl上的一端接电源地PGND，另一端耦合到第一电阻Rl后端的第一信号线INl上，并在之后的第一信号线INl上串联有第二电阻R2，组成第二级防雷模块。由于第二级防雷模块由第一压敏电阻YMl和串联的第二电阻R2构成，其中第一压敏电阻YMl是一个31V的压敏电阻，第二电阻R2是3. 9欧姆，5W的电阻，当遭遇雷击后，经过第一级放电间隙的放电，电流和电压基本得到抑制，在二级电压高于31V后，第一压敏电阻YMl的阻值变小，通过第一压敏电阻YMl进一步将雷电流泻放到大地，然后再通过之后线路上串接第二电阻R2来进一步限制电流。所述第一瞬态电压抑制器TVSl设置在第二电阻R2之后的第一信号线INl上，所述第一瞬态电压抑制器TVSl —端接大地,另一端与稱合在第二电阻R2之后的第一信号线INl上，组成第三级防雷模块。所述第三级是防雷模块由第一瞬态电压抑制器TVSl构成，第一瞬态电压抑制器TVSl的抑制电压是10V，在线路和地间通过第一瞬态电压抑制器TVSl相连，能够迅速把电压降到安全电压。所述第二放电管FD2设置在设置在第二信号线IN2的最前端。所述第二放电管FD2的一端接电源地PGND，另一端耦合到第二信号线IN2上，在第二信号线IN2与第二放电管FD2连接的后端串联有第三电阻R3，组成第一级防雷模块，其中第二放电管FD2的击穿电压是90V，第三电阻R3是3. 9欧姆，5W的电阻，当遭遇雷击后第二放电管FD2电压上升，高于90V后击穿，通过第二放电管FD2泻放掉大的雷电流，然后再通过之后线路上串接一个 电阻R3来限制电流。所述第二压敏电阻YM2设置在第二信号线IN2的中部。第二压敏电阻YM2上的一端接电源地PGND，另一端耦合到第三电阻R3后端的第二信号线IN2上，并在之后的第二信号线IN2上串联有第四电阻R4，组成第二级防雷模块。由于第二级防雷模块由第二压敏电阻YM2和串联的第四电阻R4构成，其中第二压敏电阻YM2是一个31V的压敏电阻，第四电阻R4是3. 9欧姆，5W的电阻，当遭遇雷击后，二级电压高于31V后，第二压敏电阻YM2的阻值变小，通过第二压敏电阻YM2进一步将雷电流泻放到大地，然后再通过之后线路上串接第四电阻R4来进一步限制电流。所述第二瞬态电压抑制器TVS2设置在第四电阻R4之后的第二信号线IN2上，所述第二瞬态电压抑制器TVS2 —端接电源地PGND，另一端与耦合在第四电阻R4之后的第二信号线IN2上，组成第三级防雷模块。所述第三级是防雷模块由第二瞬态电压抑制器TVS2构成，第二瞬态电压抑制器TVS2的抑制电压是10V，在线路和地间通过第二瞬态电压抑制器TVS2相连，能够迅速把电压降到安全电压。另外，第一信号线INl和第二信号线IN2之间跨接有第三放电管、第三压敏电阻和第三瞬瞬态电压抑制器。所述第三放电管FD3 —端设置在第一信号线INl中第一信号线INl与第一放电管FDl连接点和第一电阻Rl之间，另一端设置在第二信号线IN2中第二信号线IN2与第二放电管FD2连接点和第三电阻R3之间。所述第三压敏电阻YM3 —端设置在第一信号线INl中第一信号线INl与第一压敏电阻YMl连接点和第二电阻R2之间，另一端设置在第二信号线IN2中第二信号线IN2与第二压敏电阻YM2连接点和第四电阻R4之间。所述第三瞬态电压抑制器TVS3分别跨接在第一信号线INl输出端和第二信号线IN2的输出端之间。由于第三压敏电阻设置在第三放电管之后，第三瞬瞬态电压抑制器设置在第三压敏电阻之后，从而很容易泄防掉两个信号线路上的差模干扰，以便更进一步的抑制流入通信设备的电流，保护通讯接口的安全。以上实施例在通讯线路的输入端接入了三级的降压缓冲电路，由于一次雷击放电过程常常包含多次先导至主放电的过程和后续电流，因此可以把雷电视为一个电流源；当通信线路遭遇雷击后，通过防雷模块的雷电流将是一连串周期为几百微秒的脉冲电流；此时，防雷模块第一级采用放电间隙，可以泄放掉大的雷电流；经过第二级时，限压元件将残压控制在设备的冲击绝缘水平以下；最后一级使用瞬态电压抑制器TVS进一步保证了通信设备的足够安全。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。·
权利要求1.一种信号防雷电路,其特征在于,在第一信号线(INl)与电源地(PGND)之间从第一信号线(INl)的输入端起依次连接有第一防雷器件、第一压敏电阻(YMl)和第一瞬态电压抑制器(TVS1)，在第二信号线(IN2)与电源地(PGND)之间从第二信号线(IN2)的输入端起依次连接有第二防雷器件、第二压敏电阻(YM2)和第二瞬态电压抑制器(TVS2)，在第一信号线(INl)的输出端和第二信号线(IN2)的输出端之间跨接有第三瞬态电压抑制器(TVS3)。
2.如权利要求I所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一防雷器件为第一放电管(FD1)，所述第二防雷器件为第二放电管(FD2)。
3.如权利要求I所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一信号线(INl)上分别串联有第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)。
4.如权利要求I所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一信号线(INl)上分别串联有第三电阻(R3)和第四电阻(R4)。
5.如权利要求3所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)都设置成低于10欧姆的电阻。
6.如权利要求5所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一信号线(INl)与第二信号线(IN2)上跨接有第三放电管(FD3)，所述第三放电管(FD3 ) —端设置在第一信号线(INl )中第一信号线(INl )与第一放电管(FDl )连接点和第一电阻(Rl )之间，另一端设置在第二信号线(IN2 )中第二信号线(IN2 )与第二放电管(FD2 )连接点和第三电阻(R3 )之间。
7.如权利要求5所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第一信号线(INl)与第二信号线(IN2)上跨接有第三压敏电阻(YM3)，所述第三压敏电阻(YM3 )—端设置在第一信号线(INl )中第一信号线(INl )与第一压敏电阻(YMl )连接点和第二电阻(R2 )之间，另一端设置在第二信号线(IN2 )中第二信号线(IN2 )与第二压敏电阻(YM2 )连接点和第四电阻(R4 )之间。
8.如权利要求4所述的信号防雷电路，其特征在于，所述第三电阻(R3)和第四电阻(R4)都设置成低于10欧姆的电阻。
专利摘要本实用新型公开一种信号防雷电路，在第一信号线与电源地之间从第一信号线的输入端起依次连接有第一防雷器件、第一压敏电阻和第一瞬态电压抑制器，在第二信号线与电源地之间从第二信号线的输入端起依次连接有第二防雷器件、第二压敏电阻和第二瞬态电压抑制器，在第一信号线和第二信号线之间依次跨接有第三放电管，第三压敏电阻和第三瞬态电压抑制器。本实用新型提供的一种信号防雷电路，具有良好防雷能力的同时还能确保通讯设备的传输能力，以及波特率不会降低。
文档编号H02H9/06GK202749808SQ20122018645
公开日2013年2月20日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者罗昌林, 佘春涛, 王恕恒, 朱志鹏, 李孜 申请人:成都智达电力自动控制有限公司