直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括C級(jí)防雷器、防雷退耦合模塊和D級(jí)防雷鉗位模塊；C級(jí)防雷器與電源的輸出端電連接，C級(jí)防雷器通過防雷退耦合模塊與D級(jí)防雷鉗位模塊電連接；C級(jí)防雷器內(nèi)置防雷壓敏電阻。本發(fā)明C級(jí)防雷器通過其內(nèi)部的防雷壓敏電阻將部分雷電流泄放掉，剩余部分雷電流通過防雷退耦合模塊中的共模電感和差模電感阻止在電源外部，將電源內(nèi)部的殘壓減小到最低程度；而電源內(nèi)部的雷電流殘壓由D級(jí)防雷鉗位模塊中的壓敏電阻和氣體放電管鉗位到900V左右的電壓，大大方便了電源內(nèi)部的元器件的選型。
【專利說明】直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來我國通信事業(yè)有了飛速的發(fā)展，通信電源是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，是整個(gè)通信電信網(wǎng)正常可靠運(yùn)行的保證，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的普及和發(fā)展，其移動(dòng)基站、EPON和室內(nèi)外機(jī)房建設(shè)的供電、接電問題均由直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備來完成。由于這些設(shè)備的遠(yuǎn)供電源線是直接暴露在雷電電磁場惡劣的環(huán)境中，易引人雷電造成設(shè)備的損壞，因此直流供電中的防雷保護(hù)是一項(xiàng)必須要具備的硬性指標(biāo)項(xiàng)目。遠(yuǎn)供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防雷保護(hù)的要求是滿足系統(tǒng)需要的8/20us20KA的C級(jí)防雷，而目前業(yè)內(nèi)對(duì)防雷的保護(hù)通常是在輸出端口增加能承受20KA的防雷器來實(shí)現(xiàn)，這種防雷保護(hù)方法的缺點(diǎn)是:殘壓會(huì)較高、限制了電源內(nèi)部的元器件選型，不僅大大增加了設(shè)備成本，而且防雷不到位，造成對(duì)設(shè)備內(nèi)部電子元器件的損壞，縮短了該設(shè)備的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、電源元器件選型方便、成本低且工作穩(wěn)定的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系銃，包括用于將部分雷電流泄放的C級(jí)防雷器、用于阻止殘余雷電流進(jìn)入電源內(nèi)部的防雷退耦合模塊和用于將鉗位雷電流殘壓的D級(jí)防雷鉗位模塊；所述C級(jí)防雷器與電源的輸出端電連接，所述C級(jí)防雷器通過防雷退耦合模塊與D級(jí)防雷鉗位模塊電連接；所述C級(jí)防雷器內(nèi)置防雷壓敏電阻。
[0005]其中，所述防雷退耦合模塊包括共模電感、第一差模電感、第二差模電感和五個(gè)電容；所述共模電感第一繞組和第二繞組的一端分別與C級(jí)防雷器連接，所述共模電感第一繞組的另一端通過第一電容連接至接保護(hù)地線，所述共模電感第二繞組的另一端通過第二電容連接至接保護(hù)地線；所述第一差模電感和第二差模電感的一端分別通過第三電容與共模電感連接，所述第一差模電感的另一端通過第四電容連接至接保護(hù)地線，所述第二差模電感的另一端通過第五電容連接至接保護(hù)地線。
[0006]其中，所述D級(jí)防雷鉗位模塊包括第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻和氣體放電管；所述第一壓敏電阻與第一差模電感的另一端連接，所述第三壓敏電阻與第二壓敏電阻并聯(lián)后接地，所述氣體放電管的輸入端與接保護(hù)地線連接，所述氣體放電管的輸出端分別與第一壓敏電阻和第三壓敏電阻連接。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷方法，包括以下步驟:
[0008]步驟A:當(dāng)直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的輸出端出現(xiàn)雷擊波形過電壓時(shí)，部分雷電流通過C級(jí)防雷器內(nèi)部的防雷壓敏電阻泄放掉，剩余部分即將流入到電源內(nèi)部的雷電流；[0009]步驟B:防雷退耦合模塊中的共模電感、第一差模電感和第二差模電感阻止上步驟A中剩余的雷電流流向電源外部；
[0010]步驟C:D級(jí)防雷鉗位模塊的第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻和氣體放電管將電源內(nèi)部的雷電流殘壓鉗位到900V左右的電壓。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法，C級(jí)防雷器通過其內(nèi)部的防雷壓敏電阻將部分雷電流泄放掉，剩余部分雷電流通過防雷退耦合模塊中的共模電感和差模電感阻止在電源外部，可有效防止雷電流流入到電源內(nèi)部，容易造成電源內(nèi)部器件損壞的現(xiàn)象出現(xiàn)；而電源內(nèi)部的雷電流殘壓由D級(jí)防雷鉗位模塊中的壓敏電阻和氣體放電管鉗位到900V左右的電壓，大大方便了電源內(nèi)部的元器件的選型。本發(fā)明通過上述三個(gè)防雷設(shè)備的組合應(yīng)用和參數(shù)匹配可以很好的實(shí)現(xiàn)C級(jí)防雷，有效達(dá)到C級(jí)防雷8/20us、20KA的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)將電源內(nèi)部的殘壓減小到最低程度，不僅極大的降低了內(nèi)部元器件的電壓應(yīng)力，而且對(duì)且內(nèi)部器件選型和成本控制帶來了很大優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、電源元器件選型方便、成本低且工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)的原理圖；
[0013]圖2為本發(fā)明的具體應(yīng)用例的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]主要元件符號(hào)說明如下:
[0015]10、C級(jí)防雷器 11、防雷退耦合模塊
[0016]12、D級(jí)防雷鉗位模塊13、輸入端子
[0017]14、空氣開關(guān)15、輸出端子
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)，包括用于將部分雷電流泄放的C級(jí)防雷器10、用于阻止殘余雷電流進(jìn)入電源內(nèi)部的防雷退耦合模塊11和用于將鉗位雷電流殘壓的D級(jí)防雷鉗位模塊12 ；C級(jí)防雷器10與電源的輸出端電連接，C級(jí)防雷器10通過防雷退耦合模塊11與D級(jí)防雷鉗位模塊12電連接；(:級(jí)防雷器10內(nèi)置防雷壓敏電阻(圖未不)。防雷退稱合模塊11包括共模電感L1、第一差模電感L2、第二差模電感L3和第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4和第五電容C5 ;共模電感的第一繞組Ll-A和第二繞組Ll-B的一端分別通過第六電容C6與C級(jí)防雷器10連接，共模電感的第一繞組Ll-A的的另一端通過第一電容Cl連接至接保護(hù)地線PE，共模電感的第二繞組Ll-B的另一端通過第二電容C2連接至接保護(hù)地線PE ;第一差模電感L2和第二差模電感L3的一端分別通過第三電容C3與共模電感LI連接，第一差模電感L2的另一端通過第四電容C4連接至接保護(hù)地線PE，第二差模電感L3的另一端通過第五電容C5連接至接保護(hù)地線PE。在上述結(jié)構(gòu)中共模電感L1、第一差模電感L2和第二差模電感L3具有很好的通低頻阻高頻的作用，能有效的將雷電流阻止在直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的外部。同時(shí)，六個(gè)電容可有效的消除這些元器件之間的干擾雜訊，經(jīng)過電容過濾而得到純凈的直流電，有效提高該系統(tǒng)的工作效率。[0020]在本實(shí)施例中，D級(jí)防雷鉗位模塊12包括第一壓敏電阻RV1、第二壓敏電阻RV2、第三壓敏電阻RV3和氣體放電管Gl ;第一壓敏電阻RVl與第一差模電感L2的另一端連接，第三壓敏電阻RV3與第二壓敏電阻RV2并聯(lián)后接地GND，氣體放電管Gl的輸入端與接保護(hù)地線PE連接，氣體放電管Gl的輸出端分別與第一壓敏電阻RVl和第三壓敏電阻RVl連接。第一差模電感L2和第二差模電感L3通過串聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻R2與D級(jí)防雷鉗位模塊12連接。
[0021]本發(fā)明提供的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷方法，包括以下步驟:
[0022]第一步:當(dāng)直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的輸出端出現(xiàn)雷擊波形過電壓時(shí)，部分雷電流通過C級(jí)防雷器10內(nèi)部的防雷壓敏電阻泄放掉，剩余部分即將流入到電源內(nèi)部的雷電流；剩余的雷電流若是流入到電源內(nèi)，容易造成電源內(nèi)部器件的損壞。
[0023]第二步:防雷退耦合模塊11中的共模電感L1、第一差模電感L2和第二差模電感L3阻止第一步中剩余的雷電流流向電源外部。
[0024]第三步:D級(jí)防雷鉗位模塊12的第一壓敏電阻RV1、第二壓敏電阻RV2、第三壓敏電阻RV3和氣體放電管Gl將電源內(nèi)部的雷電流殘壓鉗位到900V左右的電壓。D級(jí)防雷鉗位模塊12中的規(guī)格為8/20us、5KA。
[0025]請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2，為本防雷系統(tǒng)在直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備中的具體應(yīng)用例，該設(shè)備中的輸入端子13接兩路輸入線進(jìn)入到主板；再用電纜連接到空氣開關(guān)14，接著電纜連接到EMI板；最后從EMI板連接到C級(jí)防雷器10，并輸出至輸出端子15，即為該電源的輸出端，其中輸出端子15為三路輸出。在輸入端子13接兩路輸入線進(jìn)入到主板的結(jié)構(gòu)中由D級(jí)防雷鉗位模塊12對(duì)其進(jìn)行防雷，將元器件之間的雷電流殘壓鉗位到900V左右的電壓；在空氣開關(guān)14與EMI板連接工作的結(jié)構(gòu)中由防雷退耦合模塊11對(duì)其進(jìn)行防雷，有效阻止雷電流進(jìn)入空氣開關(guān)14或EMI板內(nèi)；C級(jí)防雷器10輸出至輸出端子15，在C級(jí)防雷器10與輸出端子15之間由多個(gè)350Vac等級(jí)的C級(jí)防雷器10內(nèi)的防雷壓敏電阻對(duì)部分雷電路進(jìn)行泄放。使用該防雷系統(tǒng)在該電源設(shè)備中，可對(duì)該設(shè)備進(jìn)行三級(jí)防雷保護(hù)，將該設(shè)備內(nèi)部的雷電流殘壓減小到最低程度，極大的降低了內(nèi)部元器件的電壓應(yīng)力。
[0026]本發(fā)明并不局限于上述類型的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備中，還可以廣泛應(yīng)用于其他直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備，使得直接暴露在雷電電磁場惡劣的環(huán)境中的遠(yuǎn)供電源線不會(huì)造成設(shè)備的損壞。
[0027]本發(fā)明的工作原理與參數(shù)匹配描述:當(dāng)8/20us、20KA的雷擊波形加到電源輸出端上的時(shí)候，即380V+_V01，380V_GND1以及PE之間時(shí)，350Vac等級(jí)的C級(jí)防雷器10可以將雷擊能量通過內(nèi)部的防雷壓敏電阻泄放掉，但是仍然有一部分能量流入到電源里面，容易造成電源內(nèi)部器件損壞；增加防雷退稱合模塊11之后，因?yàn)橛械谝徊钅ｋ姼蠰2、第二差模電感L2以及共模電感LI的存在，多余的雷擊能量就被電感阻擋在外面，而電源內(nèi)部由壓敏和氣體放電管組成的D級(jí)防雷鉗位模塊能夠很好的將殘壓鉗位到900V左右的電壓等級(jí)，這對(duì)電源內(nèi)部的器件選型有很大的幫助。
[0028]本發(fā)明提供的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)及其方法，具有以下優(yōu)勢(shì):C級(jí)防雷器10通過其內(nèi)部的防雷壓敏電阻將部分雷電流泄放掉，剩余部分雷電流通過防雷退耦合模塊11中的共模電感和差模電感阻止在電源外部，可有效防止雷電流流入到電源內(nèi)部，容易造成電源內(nèi)部器件損壞的現(xiàn)象出現(xiàn)；而電源內(nèi)部的雷電流殘壓由D級(jí)防雷鉗位模塊12中的壓敏電阻和氣體放電管鉗位到900V左右的電壓，大大方便了電源內(nèi)部的元器件的選型。本發(fā)明通過上述三個(gè)防雷設(shè)備的組合應(yīng)用和參數(shù)匹配可以很好的實(shí)現(xiàn)C級(jí)防雷，有效達(dá)到C級(jí)防雷8/20us、20KA的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)將電源內(nèi)部的殘壓減小到最低程度，不僅極大的降低了內(nèi)部元器件的電壓應(yīng)力，而且對(duì)且內(nèi)部器件選型和成本控制帶來了很大優(yōu)勢(shì)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、電源元器件選型方便、成本低且工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。
[0029]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)，其特征在于，包括用于將部分雷電流泄放的C級(jí)防雷器、用于阻止殘余雷電流進(jìn)入電源內(nèi)部的防雷退耦合模塊和用于將鉗位雷電流殘壓的D級(jí)防雷鉗位模塊；所述C級(jí)防雷器與電源的輸出端電連接，所述C級(jí)防雷器通過防雷退耦合模塊與D級(jí)防雷鉗位模塊電連接；所述C級(jí)防雷器內(nèi)置防雷壓敏電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)，其特征在于，所述防雷退耦合模塊包括共模電感、第一差模電感、第二差模電感和五個(gè)電容；所述共模電感第一繞組和第二繞組的一端分別與C級(jí)防雷器連接，所述共模電感第一繞組的另一端通過第一電容連接至接保護(hù)地線，所述共模電感第二繞組的另一端通過第二電容連接至接保護(hù)地線；所述第一差模電感和第二差模電感的一端分別通過第三電容與共模電感連接，所述第一差模電感的另一端通過第四電容連接至接保護(hù)地線，所述第二差模電感的另一端通過第五電容連接至接保護(hù)地線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷系統(tǒng)，其特征在于，所述D級(jí)防雷鉗位模塊包括第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻和氣體放電管；所述第一壓敏電阻與第一差模電感的另一端連接，所述第三壓敏電阻與第二壓敏電阻并聯(lián)后接地，所述氣體放電管的輸入端與接保護(hù)地線連接，所述氣體放電管的輸出端分別與第一壓敏電阻和第三壓敏電阻連接。
4.一種直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的防雷方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A:當(dāng)直流遠(yuǎn)供電源設(shè)備的輸出端出現(xiàn)雷擊波形過電壓時(shí)，部分雷電流通過C級(jí)防雷器內(nèi)部的防雷壓敏電阻泄放掉，剩余部分即將流入到電源內(nèi)部的雷電流； 步驟B:防雷退耦合模塊中的共模電感、第一差模電感和第二差模電感阻止上步驟A中剩余的雷電流流向電源外部； 步驟C:D級(jí)防雷鉗位模塊的第一壓敏電阻、第二壓敏電阻、第三壓敏電阻和氣體放電管將電源內(nèi)部的雷電流殘壓鉗位到900V左右的電壓。
【文檔編號(hào)】H02H9/02GK103795054SQ201310380021
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】衛(wèi)卓明 申請(qǐng)人:深圳市金霆科技有限公司