[发明专利]一种限流型雷电感应浪涌电压吸收器

说明书

技术领域

本发明涉及通信及电子领域的一种限流型雷电感应浪涌电压吸收器。

背景技术

在无线通信领域，存在许多需要把无线电收发设备安装在房屋顶部的情况，比如移动通信基站、卫星地面收发设备、卫星导航接收机等。为减小射频信号经电缆传输时电缆损耗的影响，有很多设备把射频设备与天线一起置于屋顶，称为室外设备，室外设备通过电缆连接到室内电源给这些设备供电。为避免这些安装在屋顶的室外设备遭受雷击，一般都会在楼顶安装避雷针，把室外设备置于避雷针的保护范围内。这样做虽然可以避免室外设备遭受雷电直击，但在雷电放电时，仍然会在供电电缆上感应出幅度很大的浪涌电压，这些浪涌电压会经供电电缆传到室内的电源。为避免室内的电源被雷电感应浪涌电压损坏，一般会在室内电源与室外设备供电电缆间接入浪涌电压吸收器，也就是常说的“防雷器”。接入防雷器后，雷电感应浪涌电压击穿防雷器中的浪涌电压吸收元件，使雷电感应电流通过浪涌吸收元件流入大地，同时降低传到电源端的电压，这样达到保护电源的目的。当采用这种防雷器时，在雷击期间，会有很大的浪涌电流通过供电电缆和防雷器流入大地，当供电电缆比较细时，瞬间流过的浪涌电流会导致电缆温度急剧升高，过高的温度会损坏电缆的绝缘护套甚至使电缆中的导线熔化。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种限流型雷电感应浪涌电压吸收器，其不仅可以有效吸收雷电感应浪涌电压保护室内电源设备，而且可以限制通过供电电缆的浪涌电流，避免浪涌电流损坏电缆。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案，

一种限流型雷电感应浪涌电压吸收器，它包括：在负载端与电源端之间串联的一号电感和二号电感，一号电感与接地端之间连接有一号浪涌电压吸收原件，二号电感与接地端之间连接有二号浪涌电压吸收元件；二号浪涌电压吸收元件的额定电压略高于电源的最高电压，一号浪涌电压吸收元件的额定电压为二号浪涌电压吸收元件额定电压的2至5倍。

其中，所述的一号浪涌电压吸收元件的击穿电压较高，能通过较大的浪涌电流，响应时间可以较长、残压可以较高，可以使用气体放电管或氧化锌压敏电阻。

其中，所述的二号浪涌电压吸收元件的击穿电压较低，通过的浪涌电流相对较小，响应时间短、残压低，可以使用瞬变电压抑制二极管或氧化锌压敏电阻。

有益效果：(1)有效降低从负载端传到电源端的雷电感应浪涌电压，保护电源设备。(2)限制流过浪涌电压吸收元件和供电电缆的浪涌电流，避免因过大的浪涌点流流过电缆而损坏电缆，延长浪涌电压吸收元件的使用寿命。

附图说明

图示为本发明的原理框图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图所示，在负载端与电源端间串接一号电感1和二号电感2，在一号电感1和二号电感2连接点与接地端之间接入一号浪涌电压吸收元件3；在电源端和接地端间接入二号浪涌电压吸收元件4。二号浪涌电压吸收元件4的额定电压要略高于电源的最高电压，一号浪涌电压吸收元件3的额定电压一般为二号浪涌电压吸收元件4额定电压的2至5倍。一号浪涌电压吸收元件3可采用气体放电管或氧化锌压敏电阻，二号浪涌电压吸收元件4一般采用瞬变电压抑制二极管(TVS二极管)或氧化锌压敏电阻。

一号电感1和二号电感2必须能安全流过负载电流，一号电感1和二号电感2可以根据以下条件选择。假设雷电产生的感应浪涌电压峰值为U(单位：伏特)，一号浪涌电压吸收元件3的击穿电压为U1(单位：伏特)，二号浪涌电压吸收元件4的击穿电压为U2(单位：伏特)、峰值电流为I2(单位：安培)。如果要把通过一号浪涌电压吸收器3的电流限制在Iml(单位：安培)内，则一号电感1的最小电感量L1(单位：mH)可按公式(1)计算。

L1＝0.1U/Im1    (1)

如果要把通过二号浪涌电压吸收元件4的电流限制在Im2(单位：安培)内，则二号电感2的最小电感量L2(单位：mH)可按公式(2)计算。

L2＝0.8(U1-U2)/Im2(2)

一号电感1和二号电感2可以使用空芯电感或磁芯电感，当使用磁芯电感时，要注意保证电感通过峰值电流时其磁芯不出现饱和。一号电感1和二号电感2的并联等效电容要小于100pF。在安装、制作一号电感1时，要注意使电感两端能承受的瞬间电压超过雷电产生的感应浪涌电压峰值U。在安装一号电感1和二号电感2时要尽量减小二者的互感，条件许可时，可以采取对这两个电感进行磁屏蔽。