防雷电路实例分析

在如图2所示的网口防雷电路中，在器件选型方面，为了不影响网络波形和传输性能，第一限流电阻的阻值为欧姆级，在本电路中R80、R82、R84、R88的电阻值为4.7Ω。为了保护网络变压器，又不影响网络传输性能，第二限流电阻（R81、R83、R85、R89）的阻值可以在0Ω至10Ω之间，最好在2Ω至3Ω之间，在本电路中R81、R83、R85、R89的电阻值为2.2Ω。为了降低电路的体积同时减少分布电容的影响，本电路采用了由二极管、瞬态电压抑制二极管、二极管串连组成的瞬态电压泄放集成IC（UFS08A2.8L04），因UFS08A2.8L04中含有4条由第一二极管、瞬态单向电压抑制二极管、第二二极管依次串联组成的瞬态电压泄放支路，所以每路网口发送信号线的防雷电路和接收信号线的防雷电路可以共用一个UFS08A2.8L04芯片，大大的减小了电路的体积和分布电容的影响。

1.1.3AI/DI输入端口防雷保护

在基站环境中由于AI/DI输入端口是通过长距离的线缆与传感器相连，因此AI/DI端口同样存在防雷保护问题（主要为感应雷），在RMS-500系统中我们采用气体放电管加TVS管组成的两级防护电路，详见图3和图4。

在图3和图4中，我们可以看到AI防雷保护电路与DI防雷保护电路存在的区别，在DI防雷保护电路中我们使用了功率电阻R1（7.5Ω/2W），R1应满足R1≥(U1 -U2) /I1,其中U1为测得空气放电管的冲击击穿电压值，U2为TVS管最高钳位电压，I1为查TVS器件手册得到TVS管8/20us冲击电流下的最大通流量。在AI防雷电路中由于需要对4~20mA电流和电压进行测量，因此我们在精度范围内采用电感L1而没有使用电阻，L1应满足L1≥(U1 -U2) × (T2 -T1) / (I1 /2)，电感L1的取值计算方法为：以 8/20us 冲击电流为准，测得在设计通流容量下压敏电阻的残压值 U1，查 TVS 器件手册得到 8/20us 冲击电流作用下TVS管的最大通流量I1、以及TVS管最高钳位电压U2，8/20us 冲击电流的视在波头时间T1＝8us，视在半峰值时间T 2＝20us。