CN101383508A - 一种防雷保护电路及天线设备 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于雷击防护领域，提供了一种防雷保护电路及天线设备，所述防雷保护电路包括：依次连接的接口电路、储能元件以及放电电路；所述放电电路进一步包括：第一电容、阻抗随着电流变化的半导体元件、瞬态抑制二极管以及气体放电模块；所述瞬态抑制二极管的一端接地，另一端分别与所述第一电容的一端、稳压模块和所述半导体元件连接；所述第一电容的另一端接地；所述半导体元件与所述储能元件连接；所述气体放电模块的一端连接至所述半导体元件与所述储能元件之间，另一端接地。本发明提供的防雷保护电路采用瞬态抑制二极管以及气体放电模块使得雷击浪涌能量被快速释放，能够对遭受雷击的天线设备进行有效保护。
Description
技术领域
本发明属于雷击防护领域，尤其涉及一种防雷保护电路及天线设备。
背景技术
随着技术的发展，现代通信设备中包含着越来越多的电子敏感器件，来自外界的过电压会从电源、信号端口等路径涌入通信设备中，使得电子敏感器件被损坏或部分功能失效，从而影响整个通信设备的性能。
GPS有源天线是CDMA***中基站的时钟基准和无线同步的重要组成部分，安装在通信铁塔的较高位置，容易受到外界雷击浪涌的影响。由于GPS有源天线的外型及尺寸限制，使得一般所采用的压敏电阻、同轴避雷器等防护措施无法在GPS有源天线中应用；且国内外同类产品的防护等级一般不是很高，很难对产品进行有效的保护。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种防护等级高、能够对遭受雷击的天线设备进行有效保护的防雷保护电路。
本发明实施例是这样实现的，一种防雷保护电路，包括：
依次连接的接口电路、储能元件以及放电电路；
所述放电电路进一步包括：第一电容、阻抗随着电流变化的半导体元件、瞬态抑制二极管以及气体放电模块；
所述瞬态抑制二极管的一端接地，另一端分别与所述第一电容的一端、稳压模块和所述半导体元件连接；所述第一电容的另一端接地；所述半导体元件与所述储能元件连接；所述气体放电模块的一端连接至所述半导体元件与所述储能元件之间，另一端接地。
本发明实施例的另一目的在于提供一种采用上述防雷保护电路的天线设备。
本发明实施例提供的防雷保护电路采用瞬态抑制二极管以及气体放电模块使得雷击浪涌能量被快速释放，能够对遭受雷击的天线设备进行有效保护。
附图说明
图1是本发明实施例提供的防雷保护电路的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的防雷保护电路采用瞬态抑制二极管以及气体放电模块使得雷击浪涌能量被快速释放，能够对遭受雷击的天线设备进行有效保护。
本发明实施例提供的防雷保护电路不仅可以应用于GPS有源天线中，还可以应用于任何天线设备中；其结构如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。
防雷保护电路包括：依次连接的接口电路1、储能元件2以及放电电路3；其中，放电电路3进一步包括：第一电容C1、阻抗随着电流变化的半导体元件R、瞬态抑制二极管31以及气体放电模块32；瞬态抑制二极管31的一端接地，另一端通过第一电容C1接地，还与天线设备4中的稳压模块41连接，还通过半导体元件R与储能元件2连接；气体放电模块32连接至半导体元件R与储能元件2之间。
作为本发明的一个实施例，防雷保护电路还包括：隔直电容C2，其一端连接天线设备4中的放大模块42，另一端连接至储能元件2与接口电路1之间。
作为本发明的一个实施例，储能元件2为电感L，电感L对射频信号呈高阻状态，同时为从接口电路1输入的直流电压信号提供通路。电感L可以为空心电感，空心电感的电感量相对较大，当空心电感有较大电流通过时，能够产生较大的反向电动势，从而减少瞬态抑制二极管31的泄流压力，同时为响应速度较慢的气体放电模块32的导通赢得了时间。
在本发明实施例中，气体放电模块32可以为一个气体放电管，为了进一步提高防雷效果以及防护等级，气体放电模块32也可以采用多个并联连接的气体放电管。
作为本发明的一个实施例，第一电容C1为退耦电容；可以对电压信号进行退耦，从而减小电源的纹波。
在本发明实施例中，半导体元件R可以为热敏电阻，也可以为大功率电感。
现结合图1详述本发明实施例提供的防雷保护电路的工作原理：当没有雷击浪涌脉冲信号时，只有直流电压信号通过防雷保护电路，该直流电压小于气体放电模块32和瞬态抑制二极管31的击穿电压，因此气体放电模块32和瞬态抑制二极管31不工作；当有雷击浪涌脉冲信号通过接口电路1涌入天线设备4中时，该雷击浪涌脉冲能量的峰值超过了气体放电模块32和瞬态抑制二极管31的击穿电压，反应时间较快的瞬态抑制二极管31启动，快速释放一定的雷击浪涌脉冲能量，在释放能量的同时，由于有大电流通过半导体元件R，半导体元件R的阻抗开始升高，在半导体元件R两端聚集有很高的电动势，此时，反应时间较慢的气体放电模块32开始工作，释放大部分的雷击浪涌脉冲能量，同时防雷保护电路将瞬态电压钳制在一个安全范围内。
作为本发明的一个实施例，防雷保护电路还包括：隔直电容C2，其一端连接天线设备4中的放大模块42，另一端连接至储能元件2与接口电路1之间；用于阻止直流电压信号通过，从而为射频信号提供通路。
为了进一步提高防雷等级，气体放电模块32和瞬态抑制二极管31可以采用多个并联连接。经过试验检测，本发明实施例提供的防雷保护电路可以达到4KV(1.2/50us，8/20us)的雷击防护等级，在同类产品中处于较高水平。
采用本发明实施例提供的防雷保护电路的天线设备，能够快速释放雷击浪涌能量，将电压钳制于相对安全的范围内，从而有效的保护了天线设备中相关联的元器件；同时能够反复经受雷击浪涌的冲击，为天线设备提供了持久的保护。
本发明实施例提供的防雷保护电路采用瞬态抑制二极管以及气体放电模块使得雷击浪涌能量被快速释放，能够对遭受雷击的天线设备进行有效保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种防雷保护电路，其特征在于，所述防雷保护电路包括:
依次连接的接口电路、储能元件以及放电电路；
所述放电电路进一步包括:第一电容、阻抗随着电流变化的半导体元件、瞬态抑制二极管以及气体放电模块；
所述瞬态抑制二极管的一端接地，另一端分别与所述第一电容的一端、稳压模块和所述半导体元件连接；所述第一电容的另一端接地；所述半导体元件与所述储能元件连接；所述气体放电模块的一端连接至所述半导体元件与所述储能元件之间，另一端接地。
2、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述气体放电模块包括至少一个气体放电管。
3、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述气体放电模块包括多个并联连接的气体放电管。
4、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述第一电容为退耦电容。
5、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述储能元件为电感。
6、如权利要求5所述的防雷保护电路，其特征在于，所述电感为空心电感。
7、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述半导体元件为热敏电阻或电感。
8、如权利要求1所述的防雷保护电路，其特征在于，所述防雷保护电路还包括:
隔直电容，其一端连接放大模块，另一端连接至所述储能元件与所述接口电路之间。
9、一种天线设备，其特征在于，所述天线设备包括权利要求1至8任一项所述的防雷保护电路。
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