表1 接口信号工作频率与并联的保护器件允许的输入电容值
频率 15KHz 55KHz 80KHz~300KHz 500KHz~2MHz 5MHz~30MHz 150MHz~600MHz
5.1.3 箝位二极管及其选择方法
对于一些重要的接口,在变压器的电路侧,仍会有从线路侧耦合过来的的残余雷击浪涌信号,须要二极管把电压箝制在一定的范围内,实质上是利用二极管的正向导通特性。把残余雷击浪涌信号引导到抗扰性较强的电源和地上去。箝位二极管要求响应速度快、正向压降低、输入电容小,输入电容值同样要满足表1的要求。忌用分离器件,可选专用于此种用途的集成化的二极管阵列。
5.2 二线模拟Z接口的雷击浪涌保护电路
二线模拟Z接口的雷击浪涌保护电路如图3所示: a b
铃流发生器 图3 二线模拟Z接口的雷击浪涌保护电路
5.2.1 PTC的选择
模拟用户电路的平均工作电流及工作电压分别为40mA和48V,设备内部最高环境温度为60℃,要求PTC热敏电阻的常温阻值的容差要小,以保证tip-ring线对平衡。PTC热敏电
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输入电容 <800pF <500pF <200pF 75pF 25pF 5pF 频率 20KHz 70KHz 200KHz~1MHz 800KHz~3MHz 20MHz~100MHz 700MHz~3000MHz 输入电容 <700pF <400pF 120pF 63pF 15pF 2.5pF 频率 30KHz 39KHz~125KHz 225KHz~1MHz 1MHz~5 MHz 30MHz~150MHz —— 输入电容 <600pF <300pF 100~120pF 50pF 10pF —— PTC TIP TVS 1 GND PTC 铃流继电器TVS2 RING SLIC GND 阻选用步骤如下:
⑴ 线路工作电压为48V,又考虑到用户电话线可能与交流220V供电线直接接触,查产品手册(以Raychem公司的产品为例)选择TR系列(最大工作电压为60V,最大电压为250V或600V)
⑵ 查产品手册,环境温度为60℃时,TR系列的电流折减率为64% 额定电流计算值IH=I/电流折减率=0.04/0.64=0.0625(A) ⑶ 在TR系列中选择,合适的型号为:TR250-120T-R1-B-0.5
5.2.2 TVS的选择
考虑到SLIC的馈电电压V馈电=48V,而铃流发生器的峰值电压V铃流=75?1.414+48=154V,为使铃流继电器和SLIC均得到有效的保护,故采用了两级TVS,但两级TVS的截止电压是不同的。
设TVS1和TVS2的截止电压分别为VRM1和VRM2,根据⑴式,有
VRM1=(1.1~1.2)V铃流=(1.1~1.2)154=169~185(V) VRM2=(1.1~1.2)V馈电=(1.1~1.2)48=53~58(V)
IPP的取值,对于10/1000μS波形,可取35A或75A。
查表1, 当信号频率为4kHz时,输入电容<800pF即可满足要求。 综上所述,TVS1和TVS2可如下选择:
TVS1可选:THBT200S(VRM =180V,IPP=75A,C=200pF)或THBT200S1(VRM=180V,IPP=35A,C=200pF)或TISP7240F3(VRM =180V,IPP=35A,C=90pF)。
TVS2可选:THDT58S(VRM=56V,IPP=75A,C=400pF)或THDT58S1(VRM=56V,IPP=35A,C=200pF)或TISP1072F3(VRM=58V,IPP=35A,C=240pF)。
THBT系列和THDT系列器件是ST公司的产品,TISP系列器件是PI公司的产品。
5.3 ISDN-U接口的雷击浪涌保护电路
ISDN-U接口的雷击浪涌保护电路如图5所示。PTC按5.1.1介绍的方法选择,不再赘述。TVS的截止电压VRM根据图中直流电源电压按⑴式确定。
例:某电子通讯设备的基站采用远端供电的方式,由基站控制器通过U接口向基站馈电,馈电电压为110V,信号频率为144KHz,则TVS的
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VRM =(1.1~1.2)V馈电=(1.1~1.2)110=121~132V。 查表1,当信号频率为144KHz时,输入电容<200pF即可满足要求。
综上所述,可选:PP1500SC(VRM =140V,IPP=100A,C=80pF)或P1500SC(VRM =140V,IPP=100A,C=80pF)。
由于这两个器件为2端器件,故图5中TVS(过压保护电路)的组成如图4所示。分图A能有效抑制共模干扰,分图B能有效抑制共模干扰和差模干扰。
PP1500SC 或 PP1500SC 或P1500SCPP1500SC 或PP1500SCPP1500SC 或P1500SCP1500SC P1500SC
A 或P1500SCB 图4 由2端器件组成过压保护电路 PP1500SC是PROTEK公司的产品,P1500SC是TECCOR公司的产品。 箝位二极管选专用于此种用途的集成化器件,可选:DA108S1(C=30PF,保护4根信号线)或PSRDA70-4(C=15PF,保护4根信号线),这两种器件均为SO8封装,体积小,可靠性高。前者为ST公司的产品,后者为PROTEK公司的产品(注意,这两个器件引脚不兼容)。
直流电源
图5 ISDN-U接口的雷击浪涌保护电路
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线路侧 PTC
电路侧 VCC GND PTC TVS VCC GND GND 5.4 ISDN-S接口的雷击浪涌保护电路
ISDN-S接口的雷击浪涌保护电路,如图6所示。PTC、TVS和箝位二极管的选择与ISDN-U接口的雷击保护电路的选择类同,不再赘述。 线路侧 电路侧 VCC PTC
VCC PTC GND TVS GND VCC PTC GND VCC PTC GND TVS GND 直流电源 GND
图6 ISDN-S接口的雷击浪涌保护电路 5.5 E1/T1接口的雷击浪涌保护电路
E1/T1接口的雷击浪涌保护电路如图7所示。 +VCC A IN PTC +5V RTIP +VCC B IN PTC TVS 0V RRING +VCC A OUT PTC IC TTIP +VCC B OUT PTC TVS TRING
图7 E1 E1/T1接口的雷击浪涌保护电路
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PTC按5.1.1介绍的方法选择,不再赘述。
变压器的线路侧只有≤5V的信号,根据⑴式,TVS的
VRM =(1.1~1.2)V工作=(1.1~1.2)5=5.5~6V
IPP的取值,对于10/1000μS波形,可取35A或75A。
查表1, 当信号频率≤2MHz时,输入电容≤75pF即可满足要求。
综上所述,TVS可选ST公司的SMP75-8(2端器件,VRM =6V,IPP=75A,C=65pF)。 箝位二极管可选DA108S1(C=30PF,保护4根信号线)或PSRDA70-4(C=15PF,保护4根信号线)。输入输出正好共用一个器件。IC的5V和0V之间接的器件也是一个TVS,对耦合到IC电源端的瞬时过电压进行抑制,可选ST公司的SM6T6V8A(VRM=5.8V,IPP=57A)或SMBJ6.0A-TR(VRM=6V,IPP=61A)。
5.6 天馈线的防雷设计
天线、天馈避雷器与被保护的设备的连接示意图,如图8所示:
图8 天线、天馈避雷器与被保护的设备的连接示意图 天馈避雷器 设备 天馈避雷器应连接在天线与被保护的设备之间,用铜绝缘导线将避雷器的接地焊片牢固连接到机房的接地汇集线上,接地电阻应小于4Ω。
6、 参考文献
⑴ 邮电部电话交换设备总技术规范书 ⑵ 通信局(站)电源系统总技术要求 ⑶ 电磁兼容性设计手册,陈穷主编 ⑷ PROTECTION DEVICES,SGS-THOMSON
⑸ TELECOM OVERVOLTAGE PROTECTOES,POWER INNOVATIONS ⑹ TRANSIENT VOLTAG PROTECTION PRODUCTS,PROTEK ⑺ SIDACTOR,TECCOR
⑻ POLYSWITCH RESETTABLE FUSES,RAYCHEM
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