[发明专利]线性可变阻截流模块和具有线性变阻截流功能的保护器

说明书

技术领域

本发明涉及防雷技术领域，具体涉及电涌抑制系统中的截流模块和保护器。

背景技术

瞬态抑制二极管：Transient Voltage Suppressor，简称TVS；

气体放电管：简称GDT；

热敏电阻：简称PCT。

在工业控制系统中，信号通讯线路（如RS232/422/485协议以及令牌环和电流环）需要加置保护器，由保护器对工业网络信号中的电涌进行有效抑制，能够最大限度降低工业控制网络中电涌所带来的信号中断，防止设备损坏。

现有技术中，常规信号的保护器按接入方式可分为并联式和串联式。

对于采用并联接入式的保护器，具有如下缺点：超大负荷后丧失保护，即当保护器损坏时，不能阻止后续雷击对设备的冲击，有可能导致设备在更换新的保护器前被损坏。

对于采用串联接入式的保护器，如图1所示，现有技术中的串联式保护器包括：由串联在信号线A与地线之间的两极气体放电管GDT1和串联在信号线B与地线之间的两极气体放电管GDT2组成的放电支路、串联在地线、两条信号线A和B之间的瞬态抑制支路和两条信号传输通道，瞬态抑制支路由串联在信号线A和B之间的瞬态抑制二极管TVS3、串联在信号线A与地线之间的瞬态抑制二极管TVS1和串联在信号线B与地线之间的瞬态抑制二极管TVS2组成；第一条信号传输通道由串联在信号线A的输入端与输出端之间的热敏电阻PTC1组成，第一条信号传输通道由串联在信号线B的输入端与输出端之间的热敏电阻PTC2组成。

现有技术中，当与保护器配合使用的设备正常工作状态时，两个热敏电阻PTC1和PTC2的阻值很小；而当两条信号线A和B中存在电涌过电流时，两个热敏电阻PTC1和PTC2的阻值升高，电涌能量在两个可变电阻PTC1和PTC2的前端聚集，使两极气体放电管GDT1和GDT2被击穿，达到导通状态，提前放电；如果两条信号线A和B中存在持续过电流经过，两个可变电阻PTC1和PTC2维持高阻状态，直至过电流消退，从而起到过流保护作用。

串联式保护器具有如下缺点：（1）反应速度慢：串联式保护器的反应时间较慢，通常在ms级，这会导致被保护设备仍然会被较小的电涌冲击，造成累积性损伤，虽然不会导致设备损坏，但会缩短设备的使用寿命；（2）带宽窄、信号传输性差：由于在串联式保护器的使用中，有过多的非电阻性器件，导致信号的传输性能差，不能满足未来更高频传输线路的保护。

发明内容

本发明提供一种线性可变阻截流模块和具有线性变阻截流功能的保护器，以实现对雷击、静电和电力设备启动等形成的电涌反应迅速、可快速阻截，并可提供二次保护的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的第一方面，本发明提供一种线性可变阻截流模块，包括：

第一信号传输主通道：用于第一信号的传输；

第二信号传输主通道：用于第二信号的传输；

第一控制电路：用于控制第一信号传输主通道处于导通、变阻或截止状态；

第二控制电路：用于控制第二信号传输主通道处于导通、变阻或截止状态；

第一控制电路、第一信号传输主通道、第二控制电路和第二信号传输主通道相互并联。

根据本发明的第二方面，本发明提供一种具有线性变阻截流功能的保护器，包括瞬态抑制支路和放电支路，还包括：第一线性可变阻截流模块和第二线性可变阻截流模块；

第一或第二线性可变阻截流模块包括：

第一信号传输主通道：用于第一信号的传输；

第二信号传输主通道：用于第二信号的传输；

第一控制电路：用于控制第一信号传输主通道处于导通、变阻或截止状态；

第二控制电路：用于控制第二信号传输主通道处于导通、变阻或截止状态；

第一控制电路、第一信号传输主通道、第二控制电路和第二信号传输主通道相互并联；

第一信号传输主通道和第一控制电路二者的输入端分别连接放电支路的输入端；第一信号传输主通道和第一控制电路二者的输出端分别连接瞬态抑制支路的输入端；

第二信号传输主通道和第二控制电路二者的输入端分别连接瞬态抑制支路的输入端；第二信号传输主通道和第二控制电路二者的输出端分别连接放电支路的输入端。

本发明的有益效果是：线性可变阻截流模块，通过相互并联的第一信号传输主通道、第二信号传输主通道、第一控制电路和第二控制电路实现线性可变阻截流功能，对电涌进行抑制，使设备免受电涌冲击。