专利名称：一种保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信设备的防护技术，特别涉及一种保护电路。
背景技术：
通信设备上常用的信号接口，如RS422、RS485、E1/T1等，传输距离在数百米以上，在实际使用中这些接口的电缆很可能由户内延伸到户外，当有雷电时，电磁脉冲能够在这些信号线路及其回路中感应比较大的暂态过电压，容易将信号接口损坏。因此，为了维护通信设备的安全可靠运行，必须对信号口电路采取过电压防护措施。
目前，过电压防护的技术方案采用一级气体放电管、一级硅保护电路或气体放电管与硅保护电路对信号接口进行差模、共模保护。
采用一级气体放电管保护电路，其缺点是放电管响应时间比较慢，在动作时，产生的残压比较高，对后面敏感电路的保护不利。采用一级硅保护电路，缺点是耐受雷电冲击通流容量不够。如果采用通流容量大的硅保护电路，其结电容就会很大，影响电路中信号的传输质量，信号的传输速率就达不到20Mbit/s的最大要求。若在前面增加硅保护电路之前加一级气体放电管，由于后级硅保护电路通流量小，两极之间配合的电阻阻值就要选用比较大的值，这样就会增大信号的衰减，影响信号的传输距离。
发明内容
本发明提供一种保护电路，以解决现有技术中当有由雷电感应引起的暂态差模和共模过电压、过电流时不能很有效地对信号接口进行保护的问题。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下
一种保护电路，包括连接在两根并行信号线之间的气体放电管和硅保护电路，以及连接于气体放管和硅保护电路间信号线上的退耦器件，其中，所述硅保护电路包括硅保护二极管和由二极管组成的桥式电路，硅保护二极管连接于桥式电路两平衡连接点之间，桥式电路的另两平衡连接点与信号线连接。
所述硅保护电路为N个时，则形成N级保护。
所述气体放电管可以是二极气体放电管或三极气体放电管，用于抑制差模过电压。
所述的二极气体放电管为一个，其连接在两根并行信号线间。
所述的二极气体放电管为多个，该多个二极气体放电管并联连接在两根并行信号线之间以及信号线与地之间。
所述硅保护二极管与桥式电路的两平衡连接点分别通过二极管接地。
所述桥式电路与信号线连接的连接点通过硅保护二极管接地。
所述退耦器件为电阻，或者电感，或者电阻与电感串联。
由于本发明采用了桥式电路，可以很大程度地降低跨接在信号线两端的硅保护二极管电容值，从而在不影响信号传输质量的前提下，使以信号接口能够承受高达3KA(8/20us波形)的因雷电引起的冲击电流，极大的增强了信号接口抗雷击的能力，降低了产品的信号接口的雷击损坏率。
图1为本发明防雷保护电路的原理图；图2为本发明去掉共模保护的防雷保护电路原理；图3为本发明用于同轴线的防雷保护电路原理图。
图4为本发明增加后级退耦电阻的防雷保护电路原理图。
具体实施例方式
参阅图1所示，防雷保护电路由连接在信号线对间的放电管G、硅保护电路和连接在信号线上的退耦电阻R1和R2组成，该放电管G为三极气体放电管。硅保护电路包括硅保护二极管VD以及由快恢复二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6组成的桥式电路。硅保护二极管连接于桥式电路两平衡连接点之间，桥式电路的另两平衡连接点与信号线连接。气体放电管G和硅保护电路构成一个两级的差模和共模保护电路。
第一级的气体放电管G用于旁路泄放暂态大电流，既能抑制共模过电压，又能抑制差模过电压。第二级的硅保护二极管VD用于箝位限压，通过与快恢复二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6配合，抑制气体放电管G动作后产生的残余差模和共模过电压，保护后面的器件。对于第二级保护电路，差摸保护的路径是D2→VD→D3和D4→VD→D1，共模保护的路径是D2→VD→D5和D6→VD→D1以及D4→VD→D5和D6→VD→D3。
第一级常称为粗保护，第二级常称为细保护。介于这两极之间的电阻R1、R2起改善气体放电管G的动作特性和促进两级保护特性配合的作用。当暂态过电压波沿信号线路传输到达防护电路后，由于气体放电管G具有较高的放电电压和较长的响应时间，它并不能很快放电导通。在气体放电管G尚未放电之前，硅保护二极管VD将首先击穿，并流过暂态电流，随着该支路暂态电流的增大，电阻R1、R2上的压降也相应地增大，这一压降加于气体放电管G两端，就促使气体放电管G尽早动作放电。当气体放电管G放电后，它将提供一条旁路泄放暂态大电流的通道，同时它也也能起限制过电压的作用，并实施对后面电阻R1、R2、硅保护二极管VD和快恢复二极管的保护。
对于传输速率(达到20Mbit/s)比较高的信号接口，为了保证防雷效果，需要采用通流量比较大的硅保护二极管。而现有的通流量比较大的硅保护二极管结电容也相对比较大，用在电路上会影响信号的传输质量。因此采用二极管D1、D2、D3、D4组成的桥式电路，可以很大程度地降低跨接在信号线两端的硅保护二极管电容值，从而达到不影响信号传输质量的目的。当二极管D2和D3、D1和D4的阻抗相等时，即桥的对端达到平衡时，硅保护二极管VD的阻抗相对信号线的两端为零，其电容的影响可以忽略不计。这时线间的电容为二极管D2的电容和二极管D3的电容串联，以及二极管D1的电容和二极管D4的电容串联，而快恢复二极管D1、D2、D3、D4的正向电容都不大，因此此时线间电容比较小，完全能满足高速信号传输质量的要求。
参阅图2所示，将图1中的气体放电管G改为二级气体放电管，前级只进行差摸保护，或者二极管去掉D5、D6，后级保护电路只进行差模保护。
还可将图1中的三极气体放电管G改为采用不同数量的两极气体放电管来实现差模、共模的保护，将电阻R改为电感或电阻与电感串联方式。
对于信号接口采用同轴电缆传输，保护电路可变化为图3所示。接地的二极气体放电管G的作用主要是泄放屏蔽层感应的雷电过电压，后级对地连接一个硅保护二极管，能进一步降低后级的残压。
还可将图1中的后级增加退耦电阻R3、R4，保护电路可变化为图4所示，这样与后面的被保护电路部分能更好的进行防雷能量配合。
对于本发明，可将图1中的硅保护二极管VD和快恢复二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6集成到一个集成电路中，但其减小电容和限制差模、共模过电压的方法与上述相同。
本发明的防雷保护电路可不设计在设备中，而是设计成一个外接防雷装置来达到保护信号接口的作用。
权利要求
1.一种保护电路，包括连接在两根并行信号线之间的气体放电管和硅保护电路，以及连接于气体放管和硅保护电路间信号线上的退耦器件；其特征在于，所述硅保护电路包括硅保护二极管和由二极管组成的桥式电路，硅保护二极管连接于桥式电路两平衡连接点之间，桥式电路的另两平衡连接点与信号线连接。
2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述硅保护电路为N个时，则形成N级保护。
3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述气体放电管可以是二极气体放电管或三极气体放电管，用于抑制差模过电压。
4.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述的二极气体放电管为一个，其连接在两根并行信号线间。
5.如权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述的二极气体放电管为多个，该多个二极气体放电管并联连接在两根并行信号线之间以及信号线与地之间。
6.如权利要求1至6任一所述的保护电路，其特征在于，所述硅保护二极管与桥式电路的两平衡连接点分别通过二极管接地。
7.如权利要求1至6任一所述的高速信号口防雷保护电路，其特征在于，所述桥式电路与信号线连接的连接点通过硅保护二极管接地。
8.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述退耦器件为电阻，或者电感，或者电阻与电感串联。
9.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述硅保护二极管和桥式电路集成在一个集成电路中。
10.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述硅保护电路的后级还连接有后级退耦器件。
全文摘要
本发明公开了一种保护电路，包括连接在两根并行信号线之间的气体放电管和硅保护电路，以及连接于气体放管和硅保护电路间信号线上的退耦器件；其中，所述硅保护电路包括硅保护二极管和由二极管组成的桥式电路，硅保护二极管连接于桥式电路两平衡连接点之间，桥式电路的另两平衡连接点与信号线连接。
文档编号H02H9/06GK1581627SQ0314408
公开日2005年2月16日 申请日期2003年7月31日 优先权日2003年7月31日
发明者罗新会 申请人:华为技术有限公司