专利名称：用户线接口电路的过电压保护设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用户线接口电路的一种过电压保护设备，用来保护用户线接口电路使其免受出现在其两条输入线上的电压超过其电源电压的过电压的侵袭。
背景技术：
大家知道，借助于所谓一次保护装置可以保护用户线接口电路使其免受过电压、主要是雷电引起的过电压脉冲造成的过电压的侵袭。一次保护装置可以是例如火花放电器，其作用是将用户线上的过电压降低到1千伏左右。为处理这些1千伏左右的残余脉冲，在用户线上装了一个所谓二次过电压保护装置。二次过电压保护装置可以是通用半导体公司销售的商品名为TRANSZORB的周知电路或RCA公司销售的商品名为SURGECTOR的电路。
现行的标准都要求二次过电压保护装置用独立的导线接地到设备的支架上。但这样会产生以下问题与用户线连接的用户线接口电路，其两端会出现数百伏大小的残余脉冲。现代的线路接口板(其中的线路接口电路是整体式的集成电路)就是由于其两条输入导线两端出现二次电压保护装置引起的残余脉冲而屡屡为雷电所击穿的。
美国专利US-A4,456,940提出了一种过电压保护装置，该过电压保护装置的元件中包括两个二极管和两个半导体开关元件，两个二极管的正极分别接用户线接口电路相应的输入端子，负极都接地，两个半导体开关元件的负极分别接用户线接口电路相应的输入端子，正极都接地。半导体开关元件的控制极都接用户线接口电路的电源电压。这种保护电路保护用户线接口电路，使其免受过电压的侵袭。然而，半导体开关元件相当占地方，如果能减少它们的数目则大有好处。为使半导体开关元件同时“引燃”或“点火”，有时须要使各半导体开关元件彼此匹配，即负极两端的电压相同时，控制极两端的电压也应该相等。然而，该专利文件并没有谈到好几个过电压保护装置串联连接的情况。
发明简介本发明的目的是消除二次过电压保护器引起的残余脉冲对用户线接口电路的影响。
上述目的是用本发明的具有所附权利要求书中所述那些特点的设备实现的。
本发明的一个好处是，减少了三次过电压保护装置中需用的半导体开关元件的数目，使其比上述专利保护装置的少，从而减少了过电压保护装置所需用的空间。另一个好处是，再也无须使两个或多个半导体开关元件之间彼此匹配以确保各半导体开关元件在同一电压下起作用了。
附图简介现在参看附图更详细说明本发明的内容。附图中，
图1是一次过电压保护电路、二次过电压保护电路和三次过电压保护电路与用户线接口电路连接的方框原理图；图2示出了用于用户线接口电路的本发明的三次过电压保护电路的一个实施例。
发明的最佳实施例图1是本发明用户线接口电路1整个过电压保护装置的方框原理图。用户线接口电路1的输入端子LA和LB接三次过电压保护装置2的一对输出端子5、6。三次过电压保护装置2的两个输入端子7、8串联连接到二次过电压保护装置3的两个输出端子9、10，二次过电压保护装置3的两个输入端子11、12又串联连接到一次过电压保护装置4的两个输出端子13、14。一次过电压保护装置4的两个输入端子15、16分别接相应的电阻器RA和RB，这两个电阻器的阻值通常约为10欧，两电阻器分别接用户线接口电路1相应的输入导线A和B。一次过电压保护装置4通常是周知的那一种，即火花放电器，二次过电压保护装置3通常也是周知的那一种，例如叫做TRANSZORB或SURGECTOR的那一种。从图中可以看到，三次过电压保护装置2和用户线接口电路1都接系统的接地线，二次过电压保护装置3则接设备的接地线。
例如，雷电引起的出现在电路1两条输入导线A和B上的过电压脉冲由一次保护装置4降低为1千伏级的残余脉冲，这些残余脉冲又由二次过电压保护装置降低到数百伏级。这些来自二次保护装置3的、电压级超过用户线接口电路电源电压的残余脉冲由三次过电压保护装置2加以消除。
图2中的虚线方框示出了本发明的三次过电压保护装置2。图2中省略了二次和一次过电压保护装置，可以看到，三次过电压保护装置2这时直接接电阻器RA和RB。用户线接口电路1的输入端子LA、LB分别接各第一二极管DA1、DB1的正极，两二极管的负极接系统的接地线。输入端子LA和LB还分别接各第二二极管DA2和DB2的负极，第二二极管的正极都接半导体开关元件TAB的、为所述两个第二二极管所共用的负极，开关元件TAB的正极接系统接地线，控制极接接口电路1电压源的连接端子，所述电压源的电压为-VB。因此，三次过电压保护装置2包括第一二极管DA1和DB1、第二二极管DA2和DB2、以及半导体开关元件TAB。
用户线接口电路1设在地与电压-VB之间，电压-VB通常为-50伏。这样，用户线接口电路1的输入端子GND和VBB分别接系统接地线和电压-VB。
出现的过电压将以下列方式受到限制。
正的过电压借助于二极管DA1、DB1受到限制，负的过电压则限制到比-VB小约2伏的程度，就是说，比-VB更负，而2伏相当于各二极管DA2、DB2的正向压降与控制极两端用以使半导体开关元件TAB导通的正向压降之和。半导体开关元件TAB“引燃”时，输入端子LA、LB都接地。
因此，本发明的保护电路可以有效地解决用户线接口电路受雷电引起的过电压脉冲造成的击穿问题。
权利要求
1.用户线接口电路(1)的一种过电压保护设备，用以保护用户线接口电路(1)使其免受出现在其两条输入线(A，B)上的电压超过其电源电压的过电压的侵袭，其中电阻器(RA，RB)与各输入线(A，B)串联连接到用户线接口电路的各输入端子(LA，LB)上，各输入端子(LA，LB)接相应各第一二极管(DA1，DB1)的正极，第一二极管的负极都接电压源的正极端子，其特征在于，各输入端子(LA，LB)还接各第二二极管(DA2，DB2)的负极；所述第二二极管的正极都接一个半导体开关元件(TAB)的、为两个第二二极管所共用的正极，半导体开关元件的正极接电压源的正极端子，该半导体开关元件的控制极接所述电压源的负极端子。
2.用户线接口电路(1)的一种过电压保护设备，用以保护用户线接口电路(1)使其免受出现在其两条输入线(A，B)上的电压超过其电源电压的过电压的侵袭，其中电阻器(RA，RB)与各输入线(A，B)串联连接到一次过电压保护装置(4)的相应各输入端子(15，16)上，一次过电压保护装置(4)与二次过电压保护装置(3)串联连接，二次过电压保护装置(3)又与三次过电压保护装置(2)串联连接，三次过电压保护装置(2)则与用户线接口电路串联连接，其中二次过电压保护装置接设备的接地线，三次过电压保护装置的每一输入线有一个第一二极管(DA1，DB1)，用户线接口电路的各输入端子(LA，LB)接各第一二极管(DA1，DB1)的正极，第一二极管的负极接电压源的正极端子，其特征在于，三次过电压保护装置(2)还包括一个半导体开关元件(TAB)和各输入线的第二二极管(DA2，DB2)，用户线接口电路(1)的各输入端子(LA，LB)还接各第二二极管(DA2，DB2)的负极，第二二极管的正极都接半导体开关元件的负极，半导体开关元件的正极接电压源的正极端子，半导体开关元件的控制极接电压源的负极端子。
全文摘要
用户线接口电路(1)的过电压保护设备，保护用户线接口电路(1)免受在其两条输入线(A，B)上的超过电源电压的过电压侵袭。电阻器(RA，RB)与各输入线串联连接到用户线接口电路的输入端(LA，LB)上。输入端接第一二极管(DA1，DB1)正极，第一二极管负极接电压源正极，且接第二二极管(DA2，DB2)的负极。第二二极管正极接半导体开关元件(TAB)的、为两个第二二极管共用的负极。半导体开关元件的正极接电压源正极，控制极接电压源负极。
文档编号H02H1/00GK1130007SQ9519057
公开日1996年8月28日 申请日期1995年6月28日 优先权日1994年6月28日
发明者H·O·艾利森 申请人:艾利森电话股份有限公司