CN204243746U - 一种防雷电路及防雷设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防雷电路及防雷设备，体积较小。该防雷电路包括一对电源传输线、一对发送信号传输线、一对接收信号传输线、电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元，其中：电源防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对电源传输线的两条传输线；第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对发送信号传输线的两条传输线；第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对接收信号传输线的两条传输线；电源防雷单元的第三接线端、第一信号防雷单元的第三接线端和第二信号防雷单元的第三接线端均接地。

Description

一种防雷电路及防雷设备

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种防雷电路及防雷设备。

背景技术

防雷设备广泛应用于各种对供电可靠性要求较高的场合，下面以通信基站或机房为例进行说明，在通信基站或机房内，经常需要用到网络摄像头对通信基站或机房内部的情况进行视频监控，由于网络摄像头的电源接口的电路芯片和信号接口的电路芯片耐压较低，易于遭受雷击感应过电压的威胁而损坏，因此需要在网络摄像头的电源接口和信号接口安装防雷设备进行保护。

目前的方案是在电源接口对应的电源线和信号接口对应的信号线上分别安装电源防雷设备和信号防雷设备，但这种方案需要分别安装，防雷设备的体积较大，导致占用的空间较大。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种防雷电路及防雷设备，用以解决现有技术中存在的防雷设备体积较大的问题。

本实用新型实施例提供一种防雷电路，包括一对电源传输线、一对发送信号传输线、一对接收信号传输线、电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元，其中：

所述一对电源传输线的一端作为所述防雷电路的电源输入接口，所述一对电源传输线的另一端作为所述防雷电路的电源输出接口；

所述一对发送信号传输线的第一端作为所述防雷电路的发送信号输入接口，所述一对发送信号传输线的第二端作为所述防雷电路的发送信号输出接口；

所述一对接收信号传输线的第一端作为所述防雷电路的接收信号输入接口，所述一对接收信号传输线的第二端作为所述防雷电路的接收信号输出接口；

所述电源防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对电源传输线的两条传输线；所述电源防雷单元在所述一对电源传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对电源传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述电源防雷单元的第三接线端；

所述第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对发送信号传输线的两条传输线；所述第一信号防雷单元在所述一对发送信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对发送信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述第一信号防雷单元的第三接线端；

所述第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对接收信号传输线的两条传输线；所述第二信号防雷单元在所述一对接收信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对接收信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述第二信号防雷单元的第三接线端；

所述电源防雷单元的第三接线端、所述第一信号防雷单元的第三接线端和所述第二信号防雷单元的第三接线端均接地。

本实用新型实施例还提供了一种防雷设备，包括设备主体、电源输入连接器和电源输出连接器，其中：

所述设备主体包括上述任一所述的防雷电路；

所述设备主体包括的防雷电路的电源输入接口连接所述电源输入连接器；

所述设备主体包括的防雷电路的电源输出接口连接所述电源输出连接器；

所述电源输入连接器和所述电源输出连接器未集成在所述设备主体上。

本实用新型有益效果包括：

本实用新型实施例提供的方案，在一个防雷电路中包括了电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元，即采用一个防雷电路实现了电源防雷和信号防雷，能够减小防雷设备的体积，占用的空间较小。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的防雷电路的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的防雷电路中的电源防雷单元的示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的防雷电路中的电源防雷单元的示意图之二；

图4为本实用新型实施例1提供的防雷电路的示意图；

图5为本实用新型实施例2提供的防雷电路的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的防雷设备的示意图。

具体实施方式

为了给出减小防雷设备体积的实现方案，本实用新型实施例提供了一种防雷电路及防雷设备，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中 的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种防雷电路，如图1所示，包括一对电源传输线、一对发送信号传输线、一对接收信号传输线、电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元，其中：

一对电源传输线的一端作为防雷电路的电源输入接口，一对电源传输线的另一端作为防雷电路的电源输出接口；

一对发送信号传输线的第一端作为防雷电路的发送信号输入接口，一对发送信号传输线的第二端作为防雷电路的发送信号输出接口；

一对接收信号传输线的第一端作为防雷电路的接收信号输入接口，一对接收信号传输线的第二端作为防雷电路的接收信号输出接口；

电源防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对电源传输线的两条传输线；电源防雷单元在一对电源传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在一对电源传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至电源防雷单元的第三接线端；

第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对发送信号传输线的两条传输线；第一信号防雷单元在一对发送信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在一对发送信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至第一信号防雷单元的第三接线端；

第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接一对接收信号传输线的两条传输线；第二信号防雷单元在一对接收信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在一对接收信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至第二信号防雷单元的第三接线端；

电源防雷单元的第三接线端、第一信号防雷单元的第三接线端和第二信号防雷单元的第三接线端均接地。

上述预设电压具体可以根据防雷电路的防护对象(即防雷电路后端连接的设备)可承受的最大冲击电压来进行设置，例如，可以设置预设电压位于防护 对象可承受的最大冲击电压的80％～120％之间。较佳的，可以结合实验数据综合确定。

进一步的，上述电源防雷单元具体可以有多种实现方式，本实用新型不做具体限定。

在一个具体的实施例中，该电源防雷单元可以为三极放电管GDT，如图2所示：

三极放电管GDT的两个输入端分别作为电源防雷单元的第一接线端和第二接线端，三极放电管GDT的输出端作为电源防雷单元的第三接线端。

基于现有三极放电管的特性，上述采用三极放电管实现电源防雷单元的方案较为适用于电源传输线间的正常电压不高于15V的应用场合。

在另一个具体的实施例中，该电源防雷单元可以如图3所示，包括第一压敏电阻M1、第二压敏电阻M2和二极放电管GD，其中：

第一压敏电阻M1的一端作为电源防雷单元的第一接线端，第二压敏电阻M2的一端作为电源防雷单元的第二接线端，第一压敏电阻M1的另一端、第二压敏电阻M2的另一端和二极放电管GD的输入端相连，二极放电管GD的输出端作为电源防雷单元的第三接线端。

上述采用压敏电阻和二极放电管实现电源防雷单元的方案较为适用于电源传输线间的正常电压高于15V的应用场合。

进一步的，上述第一信号防雷单元具体也可以有多种实现方式，本实用新型不做具体限定。

在一个具体的实施例中，第一信号防雷单元为三极放电管，三极放电管的两个输入端分别作为第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端，三极放电管的输出端作为第一信号防雷单元的第三接线端。

在另一个具体的实施例中，第一信号防雷单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和二极放电管，其中：第一压敏电阻的一端作为第一信号防雷单元的第一接线端，第二压敏电阻的一端作为第一信号防雷单元的第二接线端，第一压 敏电阻的另一端、第二压敏电阻的另一端和二极放电管的输入端相连，二极放电管的输出端作为第一信号防雷单元的第三接线端。

进一步的，上述第二信号防雷单元具体也可以有多种实现方式，本实用新型不做具体限定。

在一个具体的实施例中，第二信号防雷单元为三极放电管，三极放电管的两个输入端分别作为第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端，三极放电管的输出端作为第二信号防雷单元的第三接线端。

在另一个具体的实施例中，第二信号防雷单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和二极放电管，其中：第一压敏电阻的一端作为第二信号防雷单元的第一接线端，第二压敏电阻的一端作为第二信号防雷单元的第二接线端，第一压敏电阻的另一端、第二压敏电阻的另一端和二极放电管的输入端相连，二极放电管的输出端作为第二信号防雷单元的第三接线端。

第一信号防雷单元、第二信号防雷单元的具体实现附图及相应的适用应用场合可以参见上述电源防雷单元，在此不再赘述。

进一步的，上述防雷电路还可以包括：四个隔离单元，其中：

一对发送信号传输线的两条传输线的第二端分别连接两个隔离单元的一端，该两个隔离单元的另一端作为防雷电路的发送信号输出接口；

一对接收信号传输线的两条传输线的第二端分别连接另外两个隔离单元的一端，该另外两个隔离单元的另一端作为防雷电路的接收信号输出接口。

进一步的，上述隔离单元具体可以为去耦电感，较佳的，也可以为去耦电阻，体积更小。

其中，去耦电阻的阻值或者去耦电感的感量可以根据具体的应用场景进行设定。

上述隔离单元用于在信号传输线间的电压低于预设电压时，起到限流、隔离和去耦的作用。

进一步的，上述防雷电路还可以包括第一瞬态电压抑制二极管和第二瞬态 电压抑制二极管，其中：

第一瞬态电压抑制二极管连接两个指定端点之间，该两个指定端点为防雷电路中作为发送信号输出接口的两个端点；

第二瞬态电压抑制二极管连接两个特定端点之间，该两个特定端点为防雷电路中作为接收信号输出接口的两个端点。

上述瞬态电压抑制二极管用于在信号传输线间的电压低于预设电压时，起稳压作用。

根据应用场景的不同，本实用新型实施例提供的防雷电路可以配置上述四个隔离单元，不配置上述两个瞬态电压抑制二极管；也可以配置上述两个瞬态电压抑制二极管，不配置上述四个隔离单元，较佳的，可以同时配置上述四个隔离单元和两个瞬态电压抑制二极管。

下面结合附图，用具体实施例对本实用新型提供的防雷电路进行详细说明。

实施例1：

本实用新型实施例1提供了一种防雷电路，如图4所示，包括一对电源传输线、一对发送信号传输线、一对接收信号传输线、电源防雷单元、第一信号防雷单元、第二信号防雷单元、第一去耦电阻R1、第二去耦电阻R2、第三去耦电阻R3、第四去耦电阻R4、第一瞬态电压抑制二极管T1和第二瞬态电压抑制二极管T2，其中：

一对电源传输线的一端作为防雷电路的电源输入接口，另一端作为防雷电路的电源输出接口；该一对电源传输线的两条传输线分别连接电源防雷单元的第一接线端和第二接线端；

一对发送信号传输线的一端作为防雷电路的发送信号输入接口，另一端分别连接第一去耦电阻R1的一端和第二去耦电阻R2的一端；第一去耦电阻R1的另一端和第一瞬态电压抑制二极管T1的一端相连，构成一个接线节点；第二去耦电阻R2的另一端和第一瞬态电压抑制二极管T1的另一端相连，构成另 一个接线节点；该两个接线节点作为防雷电路的发送信号输出接口；该一对发送信号传输线的两条传输线分别连接第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端；

一对接收信号传输线的一端作为防雷电路的接收信号输入接口，另一端分别连接第三去耦电阻R3的一端和第四去耦电阻R4的一端；第三去耦电阻R3的另一端和第二瞬态电压抑制二极管T2的一端相连，构成一个接线节点；第四去耦电阻R4的另一端和第二瞬态电压抑制二极管T2的另一端相连，构成另一个接线节点；该两个接线节点作为防雷电路的接收信号输出接口；该一对接收信号传输线的两条传输线分别连接第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端；

电源防雷单元的第三接线端，第一信号防雷单元的第三接线端和第二信号防雷单元的第三接线端相连，相连后的接线节点接地。

本实用新型实施例1中的电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元均采用三极放电管实现，电源防雷单元具体为第一三极放电管G1，第一信号防雷单元具体为第二三极放电管G2，第二信号防雷单元具体为第三信号防雷单元G3。

为了进一步说明本实用新型实施例1提供的防雷电路，下面对其工作原理进行描述：

在一对电源传输线间的电压低于预设电压时，三极放电管G1处于断开状态；在遭受到雷击、一对电源传输线间的电压不低于预设电压时，该三极放电管G1处于导通状态，电源传输线间的电压即雷击电压被放电至第一三极放电管G1的第三接线端，进而放电到地。

在一对发送信号传输线间的电压低于预设电压时，第二三极放电管G2处于关断状态，第一去耦电阻R1、第二去耦电阻R2起到限流、隔离和去耦的作用，第一瞬态抑制二极管T1起到稳压作用；在遭受到雷击、一对发送信号传输线间的电压不低于预设电压时，该第二三极放电管G2处于导通状态，发送 信号传输线间的电压即雷击电压被放电至第一信号防雷单元的第三接线端，进而放电到地。

在一对接收信号传输线间的电压低于预设电压时，第三三极放电管G3处于关断状态，第三去耦电阻R3、第四去耦电阻R4起到限流、隔离和去耦的作用，第二瞬态抑制二极管T2起到稳压作用；在遭受到雷击、一对接收信号传输线间的电压不低于预设电压时，该第三三极放电管G3处于导通状态，接收信号传输线间的电压即雷击电压被放电至第二信号防雷单元的第三接线端，进而放电到地。

上述防雷电路可应用于常见的12V直流电源防雷与网口防雷的场合。若防雷电路的防护对象为可承受最大冲击电压为500V的视频监控设备，则可以设置预设电压位于500V的80％～120％之间，例如可以直接设置预设电压为500V。

实施例2：

本实用新型实施例2提供了一种防雷电路，如图5所示，相比于本实用新型实施例1提供的防雷电路，其区别在于电源防雷单元的实现方式不同。在本实用新型实施例2中，电源防雷单元采用第一压敏电阻M1、第二压敏电阻M2和二极放电管GD实现。

在一对电源传输线间的电压低于预设电压时，第一压敏电阻M1和第二压敏电阻M2呈现出的阻抗较大，相当于断路；在遭受到雷击、一对电源传输线间的电压不低于预设电压时，第一压敏电阻M1和第二压敏电阻M2呈现出的阻抗较小，二极放电管GD导通，形成放电通路，电源传输线间的电压即雷击电压被放电到地。

其它部分防雷原理参见上述实施例1，在此不再赘述。

上述防雷电路可应用于常见的-48V直流电源防雷与网口防雷的场合。

可见，本实用新型实施例提供的防雷电路实质为一种电源防雷和信号防雷二合一的防雷电路，体积较小。

本实用新型实施例还提供了一种防雷设备，如图6所示，包括设备主体 601、电源输入连接器602和电源输出连接器603，其中：

设备主体601包括上述任一防雷电路；设备主体601包括的防雷电路的电源输入接口连接电源输入连接器602；设备主体601包括的防雷电路的电源输出接口连接电源输出连接器603；该电源输入连接器602和电源输出连接器603未集成在设备主体上601。

进一步的，该防雷设备还包括信号输入连接器604和信号输出连接器605，其中：

设备主体601包括的防雷电路的发送信号输入接口和接收信号输入接口均连接信号输入连接器604；设备主体601包括的防雷电路的发送信号输出接口和接收信号输出接口均连接信号输出连接器605；信号输入连接器604和信号输出连接器605集成在设备主体上。

当上述防雷设备应用于网口防雷的场合时，信号输入连接器604和信号输出连接器605可以为RJ45连接器。

由于上述防雷电路体积较小，因此基于上述防雷电路的防雷设备体积也较小，并且，该防雷设备的电源输入连接器和电源输出连接器置于防雷设备的设备主体外部，便于工程现场接线。

需要说明的是在本实用新型实施例中电阻、电感、压敏电阻、二极放电管、三极放电管和瞬态抑制二极管的选择，或者是上述器件的型号选择可以根据不同的应用场景进行不同的选择配置。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种防雷电路，其特征在于，包括一对电源传输线、一对发送信号传输线、一对接收信号传输线、电源防雷单元、第一信号防雷单元和第二信号防雷单元，其中：

所述一对电源传输线的一端作为所述防雷电路的电源输入接口，所述一对电源传输线的另一端作为所述防雷电路的电源输出接口；

所述一对发送信号传输线的第一端作为所述防雷电路的发送信号输入接口，所述一对发送信号传输线的第二端作为所述防雷电路的发送信号输出接口；

所述一对接收信号传输线的第一端作为所述防雷电路的接收信号输入接口，所述一对接收信号传输线的第二端作为所述防雷电路的接收信号输出接口；

所述电源防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对电源传输线的两条传输线；所述电源防雷单元在所述一对电源传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对电源传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述电源防雷单元的第三接线端；

所述第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对发送信号传输线的两条传输线；所述第一信号防雷单元在所述一对发送信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对发送信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述第一信号防雷单元的第三接线端；

所述第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端分别连接所述一对接收信号传输线的两条传输线；所述第二信号防雷单元在所述一对接收信号传输线间的电压低于预设电压时处于关断状态，在所述一对接收信号传输线间的电压不低于预设电压时处于导通状态，放电至所述第二信号防雷单元的第三接线端；

所述电源防雷单元的第三接线端、所述第一信号防雷单元的第三接线端和所述第二信号防雷单元的第三接线端均接地。

2.如权利要求1所述的防雷电路，其特征在于，所述电源防雷单元为三极放电管；所述三极放电管的两个输入端分别作为所述电源防雷单元的第一接线端和第二接线端，所述三极放电管的输出端作为所述电源防雷单元的第三接线端；或者

所述电源防雷单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和二极放电管，其中：所述第一压敏电阻的一端作为所述电源防雷单元的第一接线端，所述第二压敏电阻的一端作为所述电源防雷单元的第二接线端，所述第一压敏电阻的另一端、所述第二压敏电阻的另一端和所述二极放电管的输入端相连，所述二极放电管的输出端作为所述电源防雷单元的第三接线端。

3.如权利要求1所述的防雷电路，其特征在于，所述第一信号防雷单元为三极放电管；所述三极放电管的两个输入端分别作为所述第一信号防雷单元的第一接线端和第二接线端，所述三极放电管的输出端作为所述第一信号防雷单元的第三接线端；或者

所述第一信号防雷单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和二极放电管，其中：所述第一压敏电阻的一端作为所述第一信号防雷单元的第一接线端，所述第二压敏电阻的一端作为所述第一信号防雷单元的第二接线端，所述第一压敏电阻的另一端、所述第二压敏电阻的另一端和所述二极放电管的输入端相连，所述二极放电管的输出端作为所述第一信号防雷单元的第三接线端。

4.如权利要求1所述的防雷电路，其特征在于，所述第二信号防雷单元为三极放电管；所述三极放电管的两个输入端分别作为所述第二信号防雷单元的第一接线端和第二接线端，所述三极放电管的输出端作为所述第二信号防雷单元的第三接线端；或者

所述第二信号防雷单元包括第一压敏电阻、第二压敏电阻和二极放电管，其中：所述第一压敏电阻的一端作为所述第二信号防雷单元的第一接线端，所 述第二压敏电阻的一端作为所述第二信号防雷单元的第二接线端，所述第一压敏电阻的另一端、所述第二压敏电阻的另一端和所述二极放电管的输入端相连，所述二极放电管的输出端作为所述第二信号防雷单元的第三接线端。

5.如权利要求1-4任一所述的防雷电路，其特征在于，还包括四个隔离单元，其中：

所述一对发送信号传输线的两条传输线的第二端分别连接两个隔离单元的一端，该两个隔离单元的另一端作为所述防雷电路的发送信号输出接口；

所述一对接收信号传输线的两条传输线的第二端分别连接另外两个隔离单元的一端，该另外两个隔离单元的另一端作为所述防雷电路的接收信号输出接口。

6.如权利要求5所述的防雷电路，其特征在于，所述隔离单元具体为去耦电阻。

7.如权利要求5所述的防雷电路，其特征在于，所述隔离单元具体为去耦电感。

8.如权利要求1-4任一所述的防雷电路，其特征在于，还包括第一瞬态电压抑制二极管和第二瞬态电压抑制二极管，其中：

所述第一瞬态电压抑制二极管连接于两个指定端点之间，所述两个指定端点为所述防雷电路中作为发送信号输出接口的两个端点；

所述第二瞬态电压抑制二极管连接于两个特定端点之间，所述两个特定端点为所述防雷电路中作为接收信号输出接口的两个端点。

9.一种防雷设备，其特征在于，包括设备主体、电源输入连接器和电源输出连接器，其中：

所述设备主体包括如权利要求1-8任一所述的防雷电路；

所述设备主体包括的防雷电路的电源输入接口连接所述电源输入连接器；

所述设备主体包括的防雷电路的电源输出接口连接所述电源输出连接器；

所述电源输入连接器和所述电源输出连接器未集成在所述设备主体上。

10.如权利要求9所述的防雷设备，其特征在于，还包括信号输入连接器和信号输出连接器，其中：

所述设备主体包括的防雷电路的发送信号输入接口和接收信号输入接口均连接所述信号输入连接器；

所述设备主体包括的防雷电路的发送信号输出接口和接收信号输出接口均连接所述信号输出连接器；

所述信号输入连接器和所述信号输出连接器集成在所述设备主体上。