一种隔离式信号防雷器的制作方法

本实用新型涉及防雷器领域，特别涉及一种隔离式信号防雷器。

背景技术：

信号防雷器是专业用于网络、通讯、光缆、广播、电视、监控、视频等信号设备的雷电保护设备。信号防雷器在产品的设计上，依据iec61644的要求，分为b、c、f三级。b级(baseprotection)基本保护级(粗保护级)，c级(combinationprotection)综合保护级，f级(medium&fineprotection)中等&精细保护级。图1为传统信号防雷器的供电部分的电路原理图，从图1中可以看出，传统信号防雷器的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统信号防雷器的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的隔离式信号防雷器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种隔离式信号防雷器，包括rs485信号编码电路、电光转换电路、第一微处理器、光纤、光电转换电路、rs485信号解码电路、第二微处理器、第一电源模块和第二电源模块，所述rs485信号编码电路与所述电光转换电路连接，所述rs485信号编码电路和电光转换电路均与所述第一微处理器连接，所述电光转换电路通过所述光纤与所述光电转换电路连接，所述rs485信号解码电路与所述光电转换电路连接，所述光电转换电路和rs485信号解码电路均与所述第二微处理器连接，所述第一电源模块与所述第一微处理器连接，所述第二电源模块与所述第二微处理器连接；

所述第一电源模块包括交流电输入端、熔断器、第一电容、第四二极管、第一三极管、第一电阻、第二三极管、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三电容、第四电容、变压器、第三二极管、第五电容、第二电阻和电压输出端，所述交流电输入端的一端分别与所述第一电容的一端、第四二极管的阳极、第三电容的一端和变压器的初级线圈的一端连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第三电容的另一端和变压器的初级线圈的另一端连接，所述第一三极管的基极分别与所述第四二极管的阴极、第二三极管的集电极和第二电容的一端连接，所述第一三极管的发射极分别与所述第一电阻的一端、第一二极管的阳极和第二三极管的基极连接，所述第二电容的另一端分别与所述第二二极管的阴极和变压器的反馈线圈的一端连接；

所述第一二极管的阴极分别与所述第四电容的一端和变压器的反馈线圈的另一端连接，所述交流电输入端的另一端通过所述熔断器分别与所述第一电容的另一端、第一电阻的另一端、第二三极管的发射极、第二二极管的阳极和第四电容的另一端连接，所述变压器的次级线圈的一端分别与所述第五电容的一端、第二电阻的一端和电压输出端连接，所述变压器的次级线圈的另一端与所述第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阳极分别与所述第五电容的另一端和第二电阻的另一端连接。

在本实用新型所述的隔离式信号防雷器中，所述第四二极管的型号为s-352t。

在本实用新型所述的隔离式信号防雷器中，所述第一电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一三极管的发射极连接，所述第三电阻的另一端与所述第一电阻的一端连接。

在本实用新型所述的隔离式信号防雷器中，所述第三电阻的阻值为25kω。

在本实用新型所述的隔离式信号防雷器中，所述第一三极管为npn型三极管。

在本实用新型所述的隔离式信号防雷器中，所述第二三极管为npn型三极管。

实施本实用新型的隔离式信号防雷器，具有以下有益效果：由于设有rs485信号编码电路、电光转换电路、第一微处理器、光纤、光电转换电路、rs485信号解码电路、第二微处理器、第一电源模块和第二电源模块，第一电源模块包括交流电输入端、熔断器、第一电容、第四二极管、第一三极管、第一电阻、第二三极管、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三电容、第四电容、变压器、第三二极管、第五电容、第二电阻和电压输出端，该第一电源模块与传统信号防雷器的供电部分相比，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第四二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为传统信号防雷器的供电部分的电路原理图；

图2为本实用新型隔离式信号防雷器一个实施例中的结构示意图；

图3为所述实施例中第一电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型隔离式信号防雷器实施例中，该隔离式信号防雷器的结构示意图如图2所示。图2中，该隔离式信号防雷器包括rs485信号编码电路1、电光转换电路2、第一微处理器3、光纤4、光电转换电路5、rs485信号解码电路6、第二微处理器7、第一电源模块8和第二电源模块9，其中，rs485信号编码电路1与电光转换电路2连接，rs485信号编码电路1和电光转换电路2均与第一微处理器3连接，电光转换电路2通过光纤与光电转换电路5连接，rs485信号解码电路6与光电转换电路5连接，光电转换电路5和rs485信号解码电路6均与第二微处理器7连接，第一电源模块8与第一微处理器3连接，第二电源模块9与第二微处理器7连接。

电光转换电路2可以为由电光转换器件构成的电路，通过电光转换电路21将电信号转换为光信号，从而使光信号能够在光纤4上传输。光电转换电路5将光信号转换为电信号，从而使电信号能够在光电转换电路5中进行切换。光纤4的长度与该隔离式信号防雷器的隔离电压等级适配。隔离电压等级越高，光纤4的长度越长。

通过光纤4将电光转换电路2的输入信号与光电转换电路5的输出信号隔离，使电信号在光纤4中进行短暂的光路传播，从而切断了由雷电产生的高压流经的线路，将雷电产生的高压隔离在该隔离式信号防雷器的一侧，防止其对电子设备造成损坏。由于信号在光纤4中以光信号的方式进行传播，无需通过金属线信号线路进行传播，即使雷电为多脉冲放电，在无法击穿光纤4的情况下，多次放电也无法通过光纤4。同时，光纤4在非击穿的情况下，不存在恢复的问题，不会导致雷电高压过后出现电压泄露的问题。

第一微处理器3接收经过电光转换电路2传输过来的光信号，对该光信号进行编码控制，使输出的光信号转换为二进制信号，从而能够更加方便地进行后续处理。第二微处理器7接收经过光电转换电路5传输过来的光信号，对该光信号进行译码控制，使输出的光信号更加方便地进行后续处理。通过设置第一微处理器3和第二微处理器7，从而对电光转换电路2、光电转换电路5进行编码、译码控制，同时还对电光转换电路2的信号发送、光电转换电路5的信号接收进行控制，提高该隔离式信号防雷器的自动化水平。

本实施例中，rs485信号编码电路1、电光转换电路2、第一微处理器3、光纤4、光电转换电路5、rs485信号解码电路6、第二微处理器7和第二电源模块9均采用现有技术中的结构来实现，其工作原理采用的也是现有技术中的结构，此处不再详细獒述。

图3为本实施例中第一电源模块的电路原理图，图3中，该第一电源模块8包括交流电输入端ac、熔断器fu、第一电容c1、第四二极管d4、第一三极管q1、第一电阻r1、第二三极管q2、第二电容c2、第一二极管d1、第二二极管d2、第三电容c3、第四电容c4、变压器t、第三二极管d3、第五电容c5、第二电阻r2和电压输出端vo，其中，交流电输入端ac的一端分别与第一电容c1的一端、第四二极管d4的阳极、第三电容c3的一端和变压器t的初级线圈的一端连接，第一三极管q1的集电极分别与第三电容c3的另一端和变压器t的初级线圈的另一端连接，第一三极管q1的基极分别与第四二极管d4的阴极、第二三极管q2的集电极和第二电容c2的一端连接，第一三极管q1的发射极分别与第一电阻r1的一端、第一二极管d1的阳极和第二三极管q2的基极连接，第二电容c2的另一端分别与第二二极管d2的阴极和变压器t的反馈线圈的一端连接。

第一二极管d1的阴极分别与第四电容c4的一端和变压器t的反馈线圈的另一端连接，交流电输入端ac的另一端通过熔断器fu分别与第一电容c1的另一端、第一电阻r1的另一端、第二三极管q2的发射极、第二二极管d2的阳极和第四电容c4的另一端连接，变压器t的次级线圈的一端分别与第五电容c5的一端、第二电阻r2的一端和电压输出端vo连接，变压器t的次级线圈的另一端与第三二极管d3的阴极连接，第三二极管d3的阳极分别与第五电容c5的另一端和第二电阻r2的另一端连接。

该第一电源模块8与图1中传统信号防雷器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第四二极管d4为限流二极管，用于进行限流保护。限流保护的原理如下：当第四二极管d4所在支路的电流较大时，通过该第四二极管d4可以降低第四二极管d4所在支路的电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第四二极管d4的型号为s-352t。当然，在实际应用中，第四二极管d也可以其他型号具有相同功能的二极管。

该第一电源模块8的工作原理如下：接通电源后，第一电容c1会有380v左右的直流电压，第一三极管q1的基极提供电流，第一三极管q1的发射极有电流检测电阻，即第一电阻r1，第一三极管q1的基极得电后，会经过变压器t的初级线圈产生集电极电流，并同时在变压器的反馈线圈和变压器t的次级线圈上产生感应电压。变压器t的次级线圈输出由第三二极管d3整流、第五电容c5滤波后连接电压输出端vo给负载供电。

变压器t的反馈线圈经第二二极管d2整流、第二电容c2滤波后通过第一二极管d1、第二三极管q2组成取样比较电路，检测输出电压高低，变压器t的反馈线圈和第二电容c2还组成第一三极管q1的正反馈电路，让第一三极管q1工作在高频振荡，不停的给变压器t的初级线圈开关供电，当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，变压器t的反馈线圈和第一二极管d1取样比较导致第二三极管q2导通，第一三极管q1的基极电流减小，第一三极管q1的集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低，当输出电压降低后，第二三极管q2取样后又会截止，第一三极管q1的负载能力变强，输出电压又会升高，这样起到自动稳压作用。

当负载过载或者短路时，第一三极管q1的集电极电流大增，而第一电阻r1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压让第二三极管q2饱和导通，第五电容c5在这里起到加速电容的作用，可以最快时间让第二三极管q2导通，从而让第一三极管q1截止停止输出防止过载损坏。改变第一电阻r1的大小，可以改变负载能力。

第一三极管q1工作在开关状态，当第一三极管q1截止时，变压器t会产生很高的电磁感应电压，在没有负载的情况下，可能会在第一三极管q1的集电极感应出很高的电压，这个电压可能高达800伏以上，这会使第一三极管q1击穿损坏，第二电阻r2使电路不出现无负载的情况，这样第一三极管q1就不会因集电极的高电压击穿损坏了。

本实施例中，第一三极管q1为npn型三极管，第二三极管q2为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管q1和第二三极管q2也可以均采用pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该第一电源模块8还包括第三电阻r3，第三电阻r3的一端与第一三极管q1的发射极连接，第三电阻r3的另一端与第一电阻r1的一端连接。第三电阻r3为限流电阻，用于对第一三极管q1的发射极电流进行限流保护。限流保护的原理如下：当第一三极管q1的发射极电流较大时，通过该第三电阻r3可以降低第一三极管q1的发射极电流的大小，使其保持在正常工作状态，而不至于因电流太大导致烧坏电路中的元器件，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻r3的阻值为25kω。当然，在实际应用中，第三电阻r3的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该第一电源模块8与传统信号防雷器的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该第一电源模块8中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。