CN200950537Y - 一种防护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防护电路，包括信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子通信技术领域的防护技术，具体涉及一种防护电路。
背景技术
随着电子、通讯技术的发展，通讯设备的重要性已经显现，用户的对通信设备的业务需求也在不断增长。由此带来的后果是，电子、通讯芯片的集成度越来越高，电路布局的密度越来越大。但是，电子、通讯产品的集成度越高，电路密度越大，必然导致芯片、电路或者通信设备的抗干扰能力就变的越脆弱，稳定性、可靠性越差。而同时，用户对服务质量的要求也越来越严格，芯片、电路或者通信设备的抗干扰能力差，必然会影响通信业务的质量。如何解决芯片、电路或者通信设备在信号传输中的抗干扰能力差的问题，成为电子、通讯技术一个难题。
通常，雷电、电力线故障是信号传输中最主要也是影响最大的干扰源，所以防雷、防电力线故障的防护技术成为现代电子、通讯业研究的一个重要方向。
在现有技术中，为了实现防雷和防电力线故障的目的，一般在电子设备的信号口加装防护电路，这样电子设备内部的电路成为防护电路的后级电路，在发生雷击或电力线故障时，如果出现在端口上过电压或过电流，防护电路会形成并联短路或串连断路，避免大电流或高电压损坏后级电路。该防护电路的原理如图1所示，其中RX为信号接收线，TX为信号发送线，另外一条是地线，在信号接收线和信号发送线上串连有过流保护器件热敏电阻PTC(正温度系数电阻、俗名自恢复保险丝)，在信号接收线和信号发送线之间，以及信号接收线和地线之间并联有过压保护器件，过压保护器件通常是TVS管-瞬态抑制二极管、TSS管或其他瞬态过压保护器件，在该保护电路中，在信号接收线和信号发送线之间并联的是组合式TVS管，在信号接收线和地线之间并联的是T2。
过流保护器件用于防电力线故障(持续时间长、瞬态能量较高)，而过压保护器件用于防雷击浪涌(持续时间短、瞬态能量很高)。通常过压保护器件为瞬态保护器件，不能长时间承载过电流/电压浪涌，所以通常过流保护器件放置在过压保护器件之前，即过流保护器件为最前端防护；
该现有保护电路的缺点：
该电路上最前端串连了PTC电阻，由该PTC电阻作为过流保护器件，PTC电阻具有以下特点：当电路处于正常状态时，流过PTC的电流小于额定电流，PTC处于常态，阻值很小，不会影响被保护的电路的正常工作。当电路电流大大超过PTC动作电流时，PTC会发热，阻值增至高阻态，从而限制或阻断电流，保护电路不会被损坏。等电流回复正常后，PTC亦自动回复至低阻态，电路恢复正常工作。
如果电流太大，超过PTC电阻可自恢复的电流限度，则PTC电阻将会被击穿，失去防护性能。通常，PTC处于常态的阻值、体积越大，能够承受的电流就越大。由于在发生较严重的电力线故障时，会产生较长时间的大电流，为了保证PTC电阻能够承受这样较长时间的大电流，通常选择常态时具有较大阻值的PTC电阻，作为过流保护器件。这样，由于信号线上串连了常态电阻较大的PTC电阻，在传输信号时，会影响信号的电平，使得信号的电平偏低，超出信号模板，不满足信号质量要求，同时影响信号传输距离，使得信号传输距离变短；通常串连电阻对越高速、越低电平的信号影响越敏感；
由于PTC作为最前端过流保护器件，所以PTC需要承载在雷击浪涌或电力线故障时施加在端口上的能量。由于常规小体积PTC耐受雷击浪涌或电力线故障过流能量的能力通常不是很强，而大体积PTC又是产品设计所无法接受的，所以该电路无法实现较高量级的防护设计；
另外，在发生雷击或电力线故障时，过压保护电路动作，被“击穿”，过压保护电路泻放浪涌电流时的残余电压，会直接加在后级芯片或者后级变压器上，可能导致后级电路损坏。
在发生电力线故障时，流过PTC的电流会流入PTC后面的电路。如果过压保护电路的后级电路的阻值很小，比如：后级变压器或者芯片，该电流会选择流到阻值较小的后级电路，而不流过过压保护电路，从而易导致后级电路的损坏。
发明内容
有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的在于提供一种防护电路，不仅对信号电平和波形影响较小，并且可以更有效的保护后级电路。
为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：
本实用新型的实施例公开了一种防护电路，该防护电路包括信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
本实用新型的实施例还公开了一种电子设备，包括接口端，后级电路，信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，所述信号接收线、信号发送线和地线，分别连接所述接口端和后级电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过流保护器件位于靠近接口端的一侧，所述限流保护器件位于靠近后级电路的一侧，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
与现有技术相比，本实用新型的实施例所提供的保护电路和电子设备，具有以下优点：
1、过流保护器件的阻值很小，对信号电平和波形的影响很小，过流保护器件的熔断特性I-t曲线要求低于所述过压保护电路的熔断特性I-t曲线，在发生电力线故障(例如：电力线碰触)时，或者过压保护器件可以承受电力线故障时的熔断热，或者过流保护器件动作，将电力线故障干扰排除到过流保护器件之外，从而有效的保护后级的过压保护电路和后级电路(包括后级功能电路，后级变压器或者后级芯片等)。
2、由于过压保护器件后面串有限流保护器件，发生雷击或电力线故障时，可以有效的抑制过压保护电路的残压对后级功能电路、后级变压器、及后级芯片的影响，同时可以确保雷击或电力线故障(尤其是电力线碰触)时，电流流经过流保护器件、过压保护器件，而不会流经后级功能电路、后级变压器、或后级芯片，从而有效的保护了后级电路，达到了防护电路的目的，提高了电路的安全性。
附图说明
图1为现有的防护电路的示意图。
图2为本实用新型的第一种实施例的示意图；
图3为本实用新型的第二种实施例的示意图；
图4为本实用新型的第三种实施例的示意图；
图5为本实用新型的第四种实施例的示意图；
图6为本实用新型的第五种实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型详细说明。
本实用新型的实施例所提供的防护电路，过流保护器件采用保险丝，其熔断特性I-t曲线时间低于过压保护电路熔断特性I-t曲线，这样不仅可以先于过压保护器件熔断，起到防护过压保护电路作用，而且对信号电平和波形的影响很小；在过压保护电路后级设置限流电阻，可以对流到后级电路(包括后级功能电路，后级变压器或者后级芯片等)的电流进行限制，并且有效的降低施加到后级电路的残余电压，从而有效的保护了后级电路。
本实用新型的实施例所提供的防护电路包括信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
如图2所示，在信号接收线和信号发送线上串连的过流保护器件需满足以下要求：熔断时间要小于后级过压保护电路的熔断时间，即，小于后级过压保护器件的熔断时间。在I-t特性曲线图上，过流保护器件的I-t熔断特性曲线低于后级过压保护器件的I-t熔断特性曲线。在发生电力线故障(例如：电力线碰触)时，或者过压保护器件可以承受电力线故障时的熔断热，或者过流保护器件动作，将电力线故障干扰排除到过流保护器件之外，从而有效的保护后级的过压保护电路和后级电路。
过流保护器件采用阻值很小的器件，例如：可以采用保险丝，不仅阻抗很小，对信号电平和波形的影响很小；另外，由于保险丝体积很小，占用的空间很小，从而节省了电路板的空间。
在信号接收线和信号发送线上串连有限流保护器件-限流电阻(R1，R2)，该限流电阻的阻值较小，这样不影响信号传输，但是可以起到很好的限流作用。限流保护器件可以为功率电阻，PTC电阻，隔直电容，或电感等器件，只要满足可以有效进行限流，并降低施加到后级电路上的残余电压，达到保护后级电路的不损坏的目的，同时也不会影响信号的正常传输即可。
在发生电力线故障时，即使在后级电路阻值较小(比如：后级变压器或者后级芯片)的情况下，触发过流保护器件动作(熔断)的大电流，由于限流电阻的存在，可以有效的抑止该电流流入后级电路，促使该电流流过过压保护保护器件，从而可以减小或防止后级变压器或者后级芯片的损坏。例如：限流保护器件为PTC电阻，如果流到后级电路的电流较大、时间较长，PTC电阻可以发热导致高阻，从而阻止电流继续流到后级电路。
由于限流保护器件的存在，具有一定的电阻，能够起到分担电压的作用，在发生雷击或电力线故障时，过压保护电路泻放浪涌电流时的残余电压，一部分加在限流保护器件上，减小了后级功能电路上承受的电压，从而保护后级电路不易被损坏。
过压保护电路中的过压保护器件可以采用MOV(压敏电阻)、放电管、TSS管、及TVS管的其中之一或任意组合。
过压保护电路的形式还可以采用多种形式，除了图2所示的，在信号接收线与地线之间，以及信号发送线与地线之间进行过压防护的两路共模防护形式(信号接收线和信号发送线之间的防护电路叫差模防护，信号接收线或信号发送线与地线之间的防护电路叫共模防护)外，还可以采用“一路差模+一路共模(参考图4)”的过压保护电路形式，或“一路差模+两路共模”的(参考图5)过压保护电路的形式，或星形(Y)形过压保护电路(参见图3)，或多级过压防护电路(例如：多路的过压保护电路+级间协调电路，形成多级防护电路)等多种形式，只要可以达到实现有效的差模、共模过电压防护目的，并且不影响信号正常传输即可。
本实用新型的实施例还提供一种设置有防护电路的电子设备，所述电子设备，包括接口端，后级电路，信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，所述信号接收线、信号发送线和地线，分别连接所述接口端和后级电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过流保护器件位于靠近接口端的一侧，所述限流保护器件位于靠近后级电路的一侧，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
所述过流保护器件的熔断特性I-t曲线要求低于所述过压保护电路的熔断特性I-t曲线；并且所述过流保护器件可以为保险丝，所述限流保护器件为功率电阻，PTC电阻，隔直电容，或电感。
本实用新型的有益效果：
1、过流保护器件的阻值很小，对信号电平和波形的影响很小，过流保护器件的熔断特性I-t曲线要求低于所述过压保护电路的熔断特性I-t曲线，在发生电力线故障(例如：电力线碰触)时，或者过压保护器件可以承受电力线故障时的熔断热，或者过流保护器件动作，将电力线故障干扰排除到过流保护器件之外，从而有效的保护后级的过压保护电路和后级电路(包括后级功能电路，后级变压器或者后级芯片等)。
2、由于过压保护器件后面串有限流保护器件，发生雷击或电力线故障时，可以有效的抑制过压保护电路的残压对后级功能电路、后级变压器、及后级芯片的影响，同时可以确保雷击或电力线故障(尤其是电力线碰触)时，电流流经过流保护器件、过压保护器件，而不会流经后级功能电路、后级变压器、或后级芯片，从而有效的保护了后级电路，达到了防护电路的目的，提高了电路的安全性。
Claims (8)
1、一种防护电路，其特征在于，包括信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
2、根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述过流保护器件为保险丝。
3、根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述过流保护器件的熔断特性I-t曲线低于所述过压保护电路的熔断特性I-t曲线。
4、根据权利要求1所述的防护电路，其特征在于，所述限流保护器件为功率电阻，PTC电阻，隔直电容，或电感。
5、一种电子设备，其特征在于，包括接口端，后级电路，信号接收线、信号发送线，地线，以及过压保护电路，所述信号接收线、信号发送线和地线，分别连接所述接口端和后级电路，在信号接收线和信号发送线上，分别串连有过流保护器件和限流保护器件，所述过流保护器件位于靠近接口端的一侧，所述限流保护器件位于靠近后级电路的一侧，所述过压保护电路连接所述信号接收线、信号发送线和地线，并且所述过压保护电路连接于所述信号接收线的过流保护器件和限流保护器件之间，所述过压保护电路连接于所述信号发送线的过流保护器件和限流保护器件之间。
6、根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述过流保护器件为保险丝。
7、根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述过流保护器件的熔断特性I-t曲线低于所述过压保护电路的熔断特性I-t曲线。
8、根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述限流保护器件为功率电阻，PTC电阻，隔直电容，或电感。
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