一种防雷模块的制作方法

本实用新型属于防雷技术领域，尤其涉及一种防雷模块。

背景技术：

防雷器，也叫浪涌保护器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，防雷器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

当用户需要为电子设备或通信线路等增加防雷保护功能时，一般是采用以下两种方式实现的：

(1)在电子设备原有的PCB线路板上增加防雷保护电路，如图1所示，防雷保护电路由两级保护器件组成，初级使用放电管或压敏电阻做第一级保护，中间是用电阻或自恢复保险丝做退耦，次级使用半导体器件做第二级吸收，以达到更好的保护效果；

(2)采用现有的防雷器，将其接在电子设备或通信线路的前端。

对于方式(1)，由于此方案是采用分立的元器件排布于PCB线路板上的，因此，用户需要大幅度修改原有的PCB线路板，不仅操作麻烦，还会占用大量的PCB板空间；对于方式(2)，在将防雷器安装于电子设备的前端时，需要先在防雷器上外加一个输入端和一个输出端，并且防雷器本身的体积较大，因此安装和使用不方便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种防雷模块，旨在解决现有技术中在电子设 备的PCB板上增加由分立元器件组成的防雷保护电路时，需要大幅度修改原有的PCB板，操作麻烦，且占用PCB板大量空间，以及在电子设备的前端安装防雷器时，安装和使用不方便的问题。

本实用新型是这样实现的，一种防雷模块，所述防雷模块包括外壳以及封装于所述外壳内的电连接体，所述电连接体上配置有防雷保护电路，所述防雷保护电路的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端以及接地端均向外引出，且分别作为所述防雷模块的第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚以及接地引脚，所述接地引脚用于接地；

所述防雷保护电路包括第一级保护单元、退耦单元及第二级保护单元；所述第一级保护单元的第一保护端与所述退耦单元的第一输入端共接作为所述防雷保护电路的第一输入端；所述第一级保护单元的第二保护端与所述退耦单元的第二输入端共接作为所述防雷保护电路的第二输入端；所述退耦单元的第一输出端与所述第二级保护单元的第一保护端共接作为所述防雷保护电路的第一输出端；所述退耦单元的第二输出端与所述第二级保护单元的第二保护端共接作为所述防雷保护电路的第二输出端；所述第一级保护单元的接地端和所述第二级保护单元的接地端共接作为所述防雷保护电路的接地端。

在本实用新型中，防雷模块包括外壳以及封装于外壳内的电连接体，电连接体上配置有防雷保护电路，防雷保护电路的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端以及接地端均向外引出，且分别作为防雷模块的第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚以及接地引脚。本实用新型将防雷保护电路直接封装成防雷模块，当为电子设备或通信线路增加防雷保护功能时，可直接将该防雷模块配置在电子设备原有的PCB板上，用户不需大幅度修改原有的PCB板线路，操作方便且占用空间小，同时，因防雷模块安装于电子设备内部的PCB板上，因此使用更方便。

附图说明

图1是现有技术提供的防雷电路的电路结构示意图；

图2(a)是本实用新型实施例提供的防雷模块的结构示意图；图2(b)是本实用新型实施例提供的封装于防雷模块内部的电连接体的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的防雷保护电路的模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的防雷保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图2示出了本实用新型实施例提供的防雷模块的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

一种防雷模块，包括外壳21以及封装于外壳21内的电连接体22，电连接体22上配置有防雷保护电路，防雷保护电路的第一输入端A、第二输入端B、第一输出端C、第二输出端D以及接地端PE均向外引出，且分别作为防雷模块的第一输入引脚A、第二输入引脚B、第一输出引脚C、第二输出引脚D以及接地引脚PE，接地引脚PE用于接地。

在实际应用中，先将防雷保护电路以预设的电连接关系配置在电连接体22上，并预制模腔，再将配置了防雷保护电路的电连接体22内置于模腔内，然后灌胶密封，最后加上外壳21，形成一个整体，即得到防雷模块。根据实际需求，可将模块化后的防雷模块直接配置在被保护装置的PCB线路板上，不仅占用的PCB板空间小，而且安装方便。

图3示出了本实用新型实施例提供的防雷保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

如图3所示，防雷保护电路包括第一级保护单元31、退耦单元32及第二级保护单元33；第一级保护单元31的第一保护端与退耦单元32的第一输入端 共接作为防雷保护电路的第一输入端A；第一级保护单元31的第二保护端与退耦单元32的第二输入端共接作为防雷保护电路的第二输入端B；退耦单元32的第一输出端与第二级保护单元33的第一保护端共接作为防雷保护电路的第一输出端C；退耦单元32的第二输出端与第二级保护单元33的第二保护端共接作为防雷保护电路的第二输出端D；第一级保护单元31的接地端与第二级保护单元33的接地端共接作为防雷保护电路的接地端PE。

在本实用新型中，第一级保护单元31用于对雷电电流做第一次泄放，并将线路上的雷击过电压控制在一定范围内；第二级保护单元33用于对雷电电流做第二次吸收，并将线路上的雷击过电压控制在用电设备所能承受的范围内，从而达到更好的保护效果；退耦单元32用来消除第一级保护单元31和第二级保护单元33之间的寄生耦合。

图4示出了本实用新型实施例提供的防雷保护电路的电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

如图4所示，第一级保护单元31包括第一两级放电管GDT1和第二两级放电管GDT2；第一两级放电管GDT1的第一端为第一级保护单元31的第一保护端，第二两级放电管GDT2的第二端为第一级保护单元31的第二保护端，第一两级放电管GDT1的第二端和第二两级放电管GDT2的第一端共接作为第一级保护单元31的接地端。

作为本实用新型的一实施例，第一两级放电管GDT1和第二两级放电管GDT2均为两级气体放电管。两级气体放电管的两个电级之间充有一定压力的惰性气体，当两个电极间的电场强度达到击穿惰性气体的强度时，电极之间形成电流通路，当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿，使间隙的气体电离，形成短路，雷电电流通过间隙流入大地，而此时间隙两端的电压很低，从而达到保护线路的目的。更具体的，上述的两级气体放电管可为两级陶瓷气体放电管。

作为本实用新型的一实施例，第一两级放电管GDT1和第二两级放电管GDT2还可以替换为压敏电阻，利用压敏电阻的非线性特性，当过电压出现在 压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

作为本实用新型的一实施例，退耦单元32包括第一退耦器件320和第二退耦器件321；第一退耦器件320的第一端和第二端分别为退耦单元32的第一输入端和第一输出端，第二退耦器件321的第一端和第二端分别为退耦单元32的第二输入端和第二输出端。

作为本实用新型的一实施例，第一退耦器件320和第二退耦器件321均为自恢复保险丝。当电路正常工作时，自恢复保险丝的阻值很小(压降很小)；当电路出现过流时，自恢复保险丝的温度升高时，其阻值急剧增大，使电路中的电流减小到安全值以下，从而使后面的电路得到保护；当过流消失后，自恢复保险丝自动恢复为低阻值以使电路正常工作。

作为本实用新型的一实施例，第一退耦器件320和第二退耦器件321均为电阻。在实际应用中，可根据实际情况来配置电阻阻值的大小，以防止前后电路电流大小变化时，在电路中所形成的电流冲击对后续电路的影响。

作为本实用新型的一实施例，第一退耦器件320和第二退耦器件321均为电感。

第二级保护单元33包括第一单向瞬态抑制二极管TVS1和第二单向瞬态抑制二极管TVS2；第一单向瞬态抑制二极管TVS1的阴极为第二级保护单元33的第一保护端，第二单向瞬态抑制二极管TVS2的阴极为第二级保护单元33的第二保护端，第一单向瞬态抑制二极管TVS1的阳极和第二单向瞬态抑制二极管TVS2的阳极共接作为第二级保护单元33的接地端。

在本实施例中，第一级保护单元31采用两个两级放电管，第三级保护单元33采用两个单向瞬态抑制二极管，相对于传统的第一级保护单元采用一个三级放电管，第三级保护单元采用三个双向瞬态抑制二极管来说，本实施例提供的防雷模块更加节省元器件，且成本更低。

以下结合工作原理，对本实用新型的实施例做进一步说明：

将防雷模块接在待保护电路的前端，在正常工频电压下,防雷保护电路呈现高阻状态(两级放电管和瞬态抑制二极管均为高组态)，不影响后端电路的正常工作，当雷电波到来时，首先，第一两级放电管GDT1和第二两级放电管GDT2被击穿，其间隙处的空气被电离，形成短路，雷电电流通过间隙流入大地，而此时间隙两端的电压很低，从而达到保护线路的目的；然后再经过第一退耦器件320和第二退耦器件321的退耦，第一瞬态抑制二极管TVS1和第二瞬态抑制二极管TVS2也被击穿，由高组态变为低组态，以对雷电电流做第二次泄放，从而将线路上的雷击过电压控制在用电设备能承受的范围内。

在本实用新型实施例中，防雷模块包括外壳以及封装于外壳内的电连接体，电连接体上配置有防雷保护电路，防雷保护电路的第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端以及接地端均向外引出，且分别作为防雷模块的第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚、第二输出引脚以及接地引脚。本实用新型实施例将防雷保护电路直接封装成防雷模块，当为电子设备或通信线路增加防雷保护功能时，可直接将该防雷模块配置在电子设备原有的PCB板上，用户不需大幅度修改原有的PCB板线路，操作方便且占用空间小，同时，因防雷模块安装于电子设备内部的PCB板上，因此使用更方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。