一種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器的製作方法

2023-06-14 10:44:01

專利名稱：一種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信及電子領域的一種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器。
背景技術：
在無線通信領域，存在許多需要把無線電收發設備安裝在房屋頂部的情況，比如 移動通信基站、衛星地面收發設備、衛星導航接收機等。為減小射頻信號經電纜傳輸時電纜 損耗的影響，有很多設備把射頻設備與天線一起置於屋頂，稱為室外設備，室外設備通過電 纜連接到室內電源給這些設備供電。為避免這些安裝在屋頂的室外設備遭受雷擊，一般都 會在樓頂安裝避雷針，把室外設備置於避雷針的保護範圍內。這樣做雖然可以避免室外設 備遭受雷電直擊，但在雷電放電時，仍然會在供電電纜上感應出幅度很大的浪湧電壓，這些 浪湧電壓會經供電電纜傳到室內的電源。為避免室內的電源被雷電感應浪湧電壓損壞，一 般會在室內電源與室外設備供電電纜間接入浪湧電壓吸收器，也就是常說的"防雷器"。接 入防雷器後，雷電感應浪湧電壓擊穿防雷器中的浪湧電壓吸收元件，使雷電感應電流通過 浪湧吸收元件流入大地，同時降低傳到電源端的電壓，這樣達到保護電源的目的。當採用這 種防雷器時，在雷擊期間，會有很大的浪湧電流通過供電電纜和防雷器流入大地，當供電電 纜比較細時，瞬間流過的浪湧電流會導致電纜溫度急劇升高，過高的溫度會損壞電纜的絕 緣護套甚至使電纜中的導線熔化。

發明內容
發明目的本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種限流型雷電感應浪 湧電壓吸收器，其不僅可以有效吸收雷電感應浪湧電壓保護室內電源設備，而且可以限制 通過供電電纜的浪湧電流，避免浪湧電流損壞電纜。
技術方案為了解決上述技術問題，本發明採用了如下技術方案， —種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器，它包括在負載端與電源端之間串聯的一
號電感和二號電感， 一號電感與接地端之間連接有一號浪湧電壓吸收原件，二號電感與接
地端之間連接有二號浪湧電壓吸收元件；二號浪湧電壓吸收元件的額定電壓略高於電源的
最高電壓，一號浪湧電壓吸收元件的額定電壓為二號浪湧電壓吸收元件額定電壓的2至5倍。 其中，所述的一號浪湧電壓吸收元件的擊穿電壓較高，能通過較大的浪湧電流，響
應時間可以較長、殘壓可以較高，可以使用氣體放電管或氧化鋅壓敏電阻。 其中，所述的二號浪湧電壓吸收元件的擊穿電壓較低，通過的浪湧電流相對較小，
響應時間短、殘壓低，可以使用瞬變電壓抑制二極體或氧化鋅壓敏電阻。 有益效果(l)有效降低從負載端傳到電源端的雷電感應浪湧電壓，保護電源設 備。(2)限制流過浪湧電壓吸收元件和供電電纜的浪湧電流，避免因過大的浪湧點流流過電 纜而損壞電纜，延長浪湧電壓吸收元件的使用壽命。


圖示為本發明的原理框圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。 如圖所示，在負載端與電源端間串接一號電感1和二號電感2，在一號電感1和二 號電感2連接點與接地端之間接入一號浪湧電壓吸收元件3 ;在電源端和接地端間接入二 號浪湧電壓吸收元件4。 二號浪湧電壓吸收元件4的額定電壓要略高於電源的最高電壓，一 號浪湧電壓吸收元件3的額定電壓一般為二號浪湧電壓吸收元件4額定電壓的2至5倍。 一號浪湧電壓吸收元件3可採用氣體放電管或氧化鋅壓敏電阻，二號浪湧電壓吸收元件4 一般採用瞬變電壓抑制二極體(TVS二極體)或氧化鋅壓敏電阻。 —號電感l和二號電感2必須能安全流過負載電流，一號電感l和二號電感2可 以根據以下條件選擇。假設雷電產生的感應浪湧電壓峰值為U (單位伏特)， 一號浪湧電壓 吸收元件3的擊穿電壓為Ul (單位伏特)，二號浪湧電壓吸收元件4的擊穿電壓為U2(單
位伏特)、峰值電流為12(單位安培)。如果要把通過一號浪湧電壓吸收器3的電流限制
在Iml(單位安培)內，則一號電感1的最小電感量L1(單位mH)可按公式(1)計算。
Ll = 0. 1U/Iml (1) 如果要把通過二號浪湧電壓吸收元件4的電流限制在Im2(單位安培)內，則二 號電感2的最小電感量L2(單位mH)可按公式(2)計算。
L2 = 0. 8 (Ul-U2) /Im2 (2) —號電感1和二號電感2可以使用空芯電感或磁芯電感，當使用磁芯電感時，要注 意保證電感通過峰值電流時其磁芯不出現飽和。 一號電感1和二號電感2的並聯等效電容 要小於100pF。在安裝、製作一號電感1時，要注意使電感兩端能承受的瞬間電壓超過雷電 產生的感應浪湧電壓峰值U。在安裝一號電感1和二號電感2時要儘量減小二者的互感，條 件許可時，可以採取對這兩個電感進行磁屏蔽。 雷電發生期間，雷電感應浪湧電壓通過供電電纜傳到本吸收器的負載端。浪湧電 壓通過一號電感1 、二號電感2分壓後，分別加到一號浪湧電壓吸收元件3、二號浪湧電壓吸 收元件4上，當一號浪湧電壓吸收元件3、二號浪湧電壓吸收元件4上的電壓達到其擊穿電 壓時， 一號浪湧電壓吸收元件3、二號浪湧電壓吸收元件4被擊穿，其兩端電壓被限制在一 定範圍。由於通過電感的電流不能發生突變，所以當上升時間很短的雷電感應浪湧電壓加 在負載端時，雖然負載端對地電壓急劇升高，但通過一號電感1和二號電感2的電流卻以比 電壓上升斜率小得多的斜率緩慢升高，以至於在浪湧電壓結束時，通過一號電感1和二號 電感2的電流也處於較小水平，這樣達到限制流過本浪湧電壓吸收器和供電電纜的電流的 目的。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發明的保護範圍。
權利要求
一種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器，其特徵在於，它包括在負載端與電源端之間串聯的一號電感(1)和二號電感(2)，一號電感(1)與接地端之間連接有一號浪湧電壓吸收元件(3)，二號電感(2)與接地端之間連接有二號浪湧電壓吸收元件(4)；二號浪湧電壓吸收元件(4)的額定電壓略高於電源的最高電壓，一號浪湧電壓吸收元件(3)的額定電壓為二號浪湧電壓吸收元件(4)額定電壓的2至5倍。
2. 根據權利要求1所述的限流型雷電感應浪湧電壓吸收器，其特徵在於所述的一號 浪湧電壓吸收元件(2)為氣體放電管或氧化鋅壓敏電阻。
3. 根據權利要求1所述的限流型雷電感應浪湧電壓吸收器，其特徵在於所述的二號浪湧電壓吸收元件(4)為瞬變電壓抑制二極體或氧化鋅壓敏電阻。
全文摘要
本發明公開了一種限流型雷電感應浪湧電壓吸收器，它包括在負載端與電源端之間串聯的一號電感和二號電感，一號電感與接地端之間連接有一號浪湧電壓吸收原件，二號電感與接地端之間連接有二號浪湧電壓吸收元件；二號浪湧電壓吸收元件的額定電壓略高於電源的最高電壓，一號浪湧電壓吸收元件的額定電壓為二號浪湧電壓吸收元件額定電壓的2至5倍。本發明有效降低從負載端傳到電源端的雷電感應浪湧電壓，保護電源設備；限制流過浪湧電壓吸收元件和供電電纜的浪湧電流，避免因過大的浪湧點流流過電纜而損壞電纜，延長浪湧電壓吸收元件的使用壽命。
文檔編號H02H9/04GK101789595SQ20101013564
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者劉波, 張北江, 陳瑞波 申請人:江蘇指南針導航通信技術有限公司