专利名称：Dsl防护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种DSL防护电路。
背景技术：
随着接入网络的发展，不同的接入技术日新月异、层出不穷，包括 ADSL2+(Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线路)和 VDSL2 (Very-high-bit-rate Digital Subscriber loop，甚高速数字用户环路)的数字用 户线路(Digital Subscriber Line，以下简称DSL)技术被看作近年来最具发展前途和可行 性的主流技术之一。DSL技术旨在以现有的入户铜绞线为介质，通过不同的调制方式提供不 同的带宽，从而实现不同速率用户的接入，进而解决最后一公里的接入问题。传输DSL信号的铜线电缆一般敷设于户外高暴露环境，长度达数公里，很容易遭 受雷击浪涌、电力线故障等过压过流的影响，因此需要对接入设备的用户端口进行防护设 计。一般xDSL接口电路如图1所示，在该xDSL电路中，由于宽带部分有变压器和高压电 容，隔离防护问题一般不大，主要问题是分离器的保护。实际应用中，一般地，DSL设备位于 户外柜中，普通老式的电话业务(Plain Old Telephone krvice，以下简称POTS)线连接到 中心机房，而Line (DSL信号和POTS信号的混合信号端口)线连接到DSL用户家里，如图2 所示。由于POTS线和Line线被拉到了不同的地点，有可能出现这样的情况一端发生了两 线短路故障或接地故障而另一端正好发生了雷击、电力线感应或碰触，此时过电压就会加 到分离器两端或大电流就会流过分离器，这样，分离器就会损坏。现有技术的DSL接入设备分离器完全隔离防护，在分离器上没有增加任何防护 器件，例如，如图3所示，该分离器包括分立的电感(Li、L2、L3)和电容元件(Cl、C2、C3、 C4、C5)，该分离器采用三级电感滤波，其中电感L3是用于抑制EMI (Election Magnetic Interference,电磁干扰)的共模电感，这种分离器的端口属于完全隔离防护，当一端POTS 的P-XTHR发生短接或对地短接故障时，从另一段Line过来的横向浪涌电压会加在分离 器两端或碰触大电流流过分离器线圈，造成分离器损坏或起火事故；反之，当另一端Line 的L-XT、L-)(R发生短接或对地短接故障时，从另一段Line过来的纵向浪涌电压会加在分离 器两端或碰触大电流流过分离器线圈，也会造成分离器损坏或起火事故；并且，该分立器件 的分离器体积大，影响单板密度。现有技术还有些xDSL设备的POTS和Line 口均采用保险管(Fuse) +电压开关型瞬 态抑制二极管(Thyristor Surge Suppressor，以下简称TSS)的防护方案，防护电路如图4 所示，而该电路当一端的T、R发生短接或对地故障时，由于分离器环阻只有20 Ω左右，流经 分离器的电流又不足够大时，则无法达到TSS的启动电压，因此TSS不动作，无法起到保护 分离器的作用，从另一段过来的横向或纵向电力线碰触电流流过分离器线圈，尽管有Fuse 存在，但Fuse在15分钟内的最大不动作电流仍比较大，如2A左右，分离器环阻20 Ω左右， 这样大的电流流过分离器，长时间仍会过热损坏或发生起火事故。发明人在实现本发明的技术方案时发现，现有技术的分离器至少存在以下问题在分离器一端发生两线短路故障或接地故障而另一端正好发生雷击、电力线感应或碰触 时，分离器容易损坏。
发明内容
本发明提供一种DSL防护电路，在分离器一端发生两线短路故障或接地故障而另 一端正好发生雷击、电力线感应或碰触时，能够保护分离器不损坏或设备不起火。本发明DSL防护电路提供一种DSL防护电路，包括DSL和POTS宽窄带混合信号端口、窄带POTS端口和分 离器，所述DSL和POTS宽窄带混合信号端口通过所述分离器与所述窄带POTS端口连接，所 述分离器的输入端或输出端的线路上串联有限制异常电流的可恢复限流器件；所述分离器 与所述可恢复限流器件串联的线路上并联有用于对所述分离器导通旁路的限压器件；所述 DSL和POTS宽窄带混合信号端口线路上，或窄带POTS端口线路上串联有过电流熔断器件。本发明实施例提供的DSL防护电路，通过在分离器的输入端或输出端的每一条线 路上都串联限制异常电流的可恢复限流器件，并在分离器与限流器件串联的线路上分别并 联用于对分离器旁路的限压器件，并进一步地，在每一条宽窄带混合信号端口线路上，或每 一条窄带POTS端口线路上都串联有过电流熔断器件，当Line端或POTS端发生短接或对地 短路故障而另一端正好出现浪涌过压时，可恢复限流器件不动作，限压器件导通保护分离 器；当电力线故障过电流时，对于电流较大持续时间较短的过电流，限流器件动作呈高阻状 态，继而触发限压器件导通旁路过电流保护分离器；对于电流较大持续时间较长的过电流， 限流器件动作呈高阻状态，触发限压器件导通，然后限压器件过热FS动作旁路过电流，从 而避免限压器件起火或爆裂；对于电流很大的过电流，过电流熔断器件熔断开路，从而避免 设备起火或出现安全问题，综上所述，该方案能够实现对分离器的限流和限压，从而保护分 离器不损坏或设备不起火。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。图1为DSL防护电路的结构示意图；图2为DSL设备与中心机房和用户的接线示意图；图3为现有技术DSL防护电路的结构示意图之一；图4为现有技术DSL防护电路的结构示意图之二 ；图5为本发明实施例一、二中DSL防护电路的结构示意图；图6为本发明实施例中带FS的二极⑶T结构示意图之一；图7为本发明实施例中带FS的二极⑶T结构示意图之二 ；图8为本发明实施例中二级滤波的分离器的结构示意图；图9为本发明实施例中三级滤波的分离器的结构示意图；图10为本发明实施例三中DSL防护电路的结构示意图11为本发明实施例四中DSL防护电路的结构示意图；图12为本发明实施例五中DSL防护电路的结构示意图；图13为本发明实施例六中DSL防护电路的结构示意图；图14为本发明实施例七中DSL防护电路的结构示意图；图15为本发明实施例八中DSL防护电路的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种DSL防护电路，在分离器一端发生两线短路故障或接地故 障而另一端正好发生雷击、电力线感应或碰触时，能够保护分离器不损坏或设备不起火。实施例一本发明实施例提供一种DSL防护电路，如图5所示，该DSL防护电路包括DSL和 POTS宽窄带混合信号端口 4、窄带POTS端口 5和分离器6，所述DSL和POTS宽窄带混合信 号端口 4通过分离器6连接到所述窄带POTS端口 5，所述分离器6的输入端或输出端的线 路上串联有限制异常电流的可恢复限流器件2 ；所述分离器6与所述限流器件2串联的线 路上并联有用于对所述分离器6旁路的限压器件3 ;DSL和POTS宽窄带混合信号端口 4线 路上，或窄带POTS端口 5线路上串联有过电流熔断器件1。本发明实施例所述的可恢复限流器件2为可以限制异常电流的器件，例如热敏 电阻；所述的限压器件3为可以对分离器6旁路的器件，例如气体放电管(Gas Discharge Tube，简称GDT)；所述的电流熔断器件1为在过电流时熔断的安全器件，例如保险管。需 要说明的是，任何具备上述功能的器件都可以替代本发明实施例中所列举的器件。以下以可恢复限流器件2为热敏电阻，限压器件3为气体放电管，电流熔断器件1 为保险管为例说明本发明实施例的电路保护原理。如图5所示，当Line端4的T、R发生短接或对地短路故障时，而POTS端正好出 现浪涌或电力线感应或碰触过压过流时1)浪涌过压时，热敏电阻RTl和RT2不会动作，但 由于分离器6中线圈的电阻和电感作用，气体放电管Gl和G2导通保护分离器6 ;2)电力 线故障过电流时，对于电流较大持续时间较短的过电流，热敏电阻RTl和RT2动作呈高阻状 态，继而触发气体放电管Gl和G2导通旁路过电流保护分离器6 ；对于电流较大持续时间较 长的过电流，热敏电阻RTl和RT2动作呈高阻状态，触发气体放电管Gl和G2导通，然后气 体放电管Gl和G2过热FS动作旁路过电流，从而避免气体放电管Gl和G2起火或爆裂；对 于电流很大的过电流，过保险管Fl和F2熔断开路，从而避免设备起火或出现安全问题。反 之，当POTS —端T、R发生短接或对地短路故障而另一端Line端正好出现浪涌或电力线感 应或碰触过压过流时，电路防护原理类似。本发明实施例提供的DSL防护电路，通过在分离器的输入端或输出端的每一条线 路上都串联限制异常电流的可恢复限流器件，并在分离器与限流器件串联的线路上分别并 联用于对分离器旁路的限压器件，并进一步地，在每一条宽窄带混合信号端口线路上，或每一条窄带POTS端口线路上都串联有过电流熔断器件，当Line端或POTS端发生短接或对地 短路故障而另一端正好出现浪涌过压时，可恢复限流器件不动作，限压器件导通保护分离 器；当电力线故障过电流时，对于电流较大持续时间较短的过电流，限流器件动作呈高阻状 态，继而触发限压器件导通旁路过电流保护分离器；对于电流较大持续时间较长的过电流， 限流器件动作呈高阻状态，触发限压器件导通，然后限压器件过热FS动作旁路过电流，从 而避免限压器件起火或爆裂；对于电流很大的过电流，过电流熔断器件熔断开路，从而避免 设备起火或出现安全问题，综上所述，该方案能够实现对分离器的限流和限压，从而保护分 离器不损坏或设备不起火。实施例二在实施例一的基础上，具体地，本发明实施例提供的DSL防护电路包括DSL和 POTS的宽窄带混合信号端口(line端4 =DSL信号和POTS信号的混合信号端口)、窄带POTS 端口(POTS端5)，即和分离器6，DSL和POTS的宽窄带混合信号端口通过分离器6连接到所 述窄带POTS端口，分离器6的输入端，即连接line端4的一端串联有热敏电阻RTl和RT2， 气体放电管Gl和G2分别跨接于分离器6与热敏电阻RTl和RT2串联的线路两侧；宽窄带 混合信号端口，即分离器6连接line端4的一侧串联有保险管Fl和F2。在本实施例中，Gl和G2为具有安全失效(FS)功能的二级气体放电管。在上述电路中，各元件的结构和参数设置如下DRTU RT2 热敏电阻(PTC)，静态电阻小于5Ω，常温时不动作电流大于0.3A，常 温时动作电流0. 5A时动作时间大于30s ；2)G1、G2 带FS功能的二极气体放电管(GDT)，直流击穿电压不大于300V，节电容 小于2pF。FS功能为安全失效保护功能，即GDT长期导通过热时FS启动将GDT的两极可靠 短接，保证⑶T安全失效。一种带FS的二极⑶T结构形式如图6所示，FS为“锡块+簧片”结构。另一种带FS的二极⑶T结构形式如图7所示，FS为“聚合材料+簧片”结构。其 FS功能说明如下当GTD导通长时间流过大电流时，GDT弧光放电产生大量热量使锡块或聚 合材料熔化，然后金属簧片在将GDT的两极可靠短接，从而使GDT安全失效，避免发生起火事故。3)F1、F2 保险管(Fuse)，额定工作电流1. 25A 2. 5A，在通过2. 2A交流电流时熔 断时间小于15分钟；4)分离器6 分离器6 (Splitter)，是由电感和电容组成的带通滤波器，由于电感 线圈绕组的缘故，每边直流电阻一般有10 Ω左右。分离器6的作用是将窄带POTS信号从 line端的DSL+P0TS混合信号中分离出来，隔离宽带DSL信号；从另一方面看，分离器6又 是将窄带POTS信号和宽带DSL合路成混合信号，然后通过Line线传送出去。分离器结构 形式举例，如图8所示为两级滤波的分离器的结构示意图，如图9所示为三级滤波的分离器 的结构示意图。本发明实施例的电路保护原理如下如图5所示，当Line端4的T、R发生短接或对地短路故障时，而POTS端5正好出 现浪涌或电力线感应或碰触过压过流1)当浪涌过压时，热敏电阻RT1、RT2不会动作，但由 于分离器6中线圈的电阻和电感作用，气体放电管G1、G2导通，保护分离器6 ;2)当电力线故障过电流时，对于电流较大持续时间较短的过电流，热敏电阻RT1、RT2动作呈高阻状态， 继而触发气体放电管Gl和G2导通旁路过电流保护分离器6，但此时GDT中的FS不会动作， 保证过电流消失后GDT恢复正常；对于电流较大持续时间较长的过电流，RTURT2动作呈高 阻触发气体放电管G1、G2导通，然后气体放电管Gl和G2过热，FS动作旁路过电流，从而避 免GDT起火或爆裂；对于电流很大的过电流，保险管F1、F2熔断开路，从而避免设备起火或 出现安全问题。反之，当POTS端5T、R发生短接或对地短路故障而Line端4正好出现浪涌 或电力线感应或碰触过压过流时，电路防护原理类似，在此不再赘述。上述电路可以同时用于带分离器的VDSL2和ADSL2+接口的防护。本发明实施例提供的DSL防护电路，通过在分离器的输入端串联热敏电阻RTl和 RT2，并在分离器与热敏电阻RTl和RT2串联的线路两侧分别跨接具有安全失效(FS)功 能的二级气体放电管，并进一步地，在宽窄带混合信号端口线路上串联保险管Fl和F2，当 Line端或POTS端发生短接或对地短路故障而另一端正好出现浪涌或电力线感应或碰触过 压过流时，能够实现气体放电管Gl、G2导通旁路，并进一步地，对于电流很大的过电流，保 险管F1、F2熔断开路，避免设备起火或出现安全问题，从而保护分离器不损坏或设备不起 火。进一步地，该电路可以采用小体积的模块式分离器，这样就可以在较小的PCB面积实现 较高的用户密度。实施例三本实施例提供的DSL防护电路与实施例二的电路结构基本相同，如图10所示，不 同之处在于，热敏电阻RTl和RT2串接在分离器连接POTS端的一侧。本实施例提供的DSL防护电路的保护原理与实施例二的电路保护原理类似，在此 不再赘述。实施例四本实施例提供的DSL防护电路与实施例三的电路结构基本相同，如图11所示，不 同之处在于，保险管Fl和F2串接在分离器的连接POTS端的一侧。本实施例提供的DSL防护电路的保护原理实施例二的电路保护原理类似，在此不 再赘述。实施例五本实施例提供的DSL防护电路与实施例四的电路结构基本相同，如图12所示，不 同之处在于，热敏电阻RTl和RT2串接在分离器的连接Line端的一侧。本实施例提供的DSL防护电路的保护原理与实施例二的电路保护原理类似，在此 不再赘述。实施例六本实施例提供的DSL防护电路与实施例二的电路结构基本相同，如图13所示，不 同之处在于，热敏电阻RTl和RT2分别串接在分离器的连接POTS端和Line端的一侧。本实施例提供的DSL防护电路的保护原理与实施例二的电路保护原理类似，在此 不再赘述。实施例七本实施例提供的DSL防护电路与实施例二的电路结构基本相同，如图14所示，不 同之处在于，用电压开关型瞬态抑制二极管(Thyristor Surge Suppressor，以下简称TSS)Vl和V2替代带FS的二极⑶T Gl和G2。在工作原理上，对于电流较大持续时间较长的过 电流，RTU RT2动作呈高阻触发VI、V2导通，TSS管过流能力比较强，不会出现起火或爆裂 现象，其原理与实施例一的电路保护原理类似，在此不再赘述。实施例八本实施例提供的DSL防护电路与实施例七的电路结构基本相同，如图15所示，不 同之处在于，保险管Fl和F2串接在分离器的连接POTS端的一侧。本实施例提供的DSL防护电路的保护原理与实施例二的电路保护原理类似，在此 不再赘述。本发明实施例提供的DSL防护电路，通过在分离器的输入端或输出端的每一条线 路上串联热敏电阻RTl和RT2，并在分离器与热敏电阻RTl和RT2串联的线路两侧分别跨 接具有安全失效(FS)功能的二级气体放电管或电压开关型瞬态抑制二极管，并进一步地， 在连接POTS端线路上串联保险管Fl和F2，当Line端或POTS端发生短接或对地短路故障 而另一端正好出现浪涌或电力线感应或碰触过压过流时，能够实现对分离器限流和限压， 并进一步地，对于电流很大的过电流，保险管F1、F2熔断开路，避免设备起火或出现安全问 题，从而保护分离器不损坏或设备不起火。进一步地，该电路可以采用小体积的模块式分离 器，这样就可以在较小的PCB面积实现较高的用户密度。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的 软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器 (ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域 内所公知的任意其它形式的存储介质中。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种DSL防护电路，包括DSL和POTS宽窄带混合信号端口、窄带POTS端口和分离 器，所述DSL和POTS宽窄带混合信号端口通过所述分离器与所述窄带POTS端口连接，其特 征在于，所述分离器的输入端或输出端的线路上串联有限制异常电流的可恢复限流器件； 所述分离器与所述可恢复限流器件串联的线路上并联有用于对所述分离器导通旁路的限 压器件；所述DSL和POTS宽窄带混合信号端口线路上，或窄带POTS端口线路上串联有过电 流熔断器件。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述可恢复限流器件为热敏电阻。
3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述限压器件为气体放电管。
4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述气体放电管为具有安全失效功能的 二极气体放电管。
5.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述限压器件为电压开关型瞬态抑制二极管。
6.根据权利要求4的电路，其特征在于，所述二极气体放电管直流击穿电压不大于 300V，节电容小于2pF。
7.根据权利要求2的电路，其特征在于，所述热敏电阻的静态电阻小于5Ω，常温时不 动作电流大于0. 3A，常温时动作电流0. 5A时动作时间大于30s。
8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过电流熔断器件为保险管。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述保险管的额定工作电流为1.25A 2. 5A，在通过2. 2A交流电流时熔断时间小于15分钟。
全文摘要
本发明实施例提供一种DSL防护电路，包括DSL和POTS宽窄带混合信号端口、窄带POTS端口和分离器，所述DSL和POTS宽窄带混合信号端口通过所述分离器与所述窄带POTS端口连接，所述分离器的输入端或输出端的线路上串联有限制异常电流的可恢复限流器件；所述分离器与所述可恢复限流器件串联的线路上并联有用于对所述分离器导通旁路的限压器件；所述DSL和POTS宽窄带混合信号端口线路上，或窄带POTS端口线路上串联有过电流熔断器件。
文档编号H02H9/02GK102148498SQ201010107550
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者余平放, 朱跃生 申请人:华为技术有限公司