專利名稱：一種防過壓防過流接口保護電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種通訊產品的防過壓防過流接口保護電路，尤其涉及
一種用于VDSL ( Veiy-high-bit-rate Digital Subscriber loop,甚高速數(shù)字用戶 環(huán)路)的防過壓防過流接口保護電路。
背景技術：
隨著通訊設備傳輸速率的不斷提高，對產品的可靠性設計，包括產品電 磁兼容性和環(huán)境適應性設計都提出了越來越高的要求。VDSL接口線路為終 端用戶直接提供數(shù)據(jù)傳輸通路，其防過壓防過流接口電路設計的好壞對于數(shù) 據(jù)的高效傳輸，產品滿足相關電磁兼容和環(huán)境等要求起著決定性的影響。
圖1和圖2分別為現(xiàn)有技術中兩種VDSL防過壓防過流接口電路的示意 圖。
如圖1所示，現(xiàn)有VDSL的防電壓防電流接口保護電路主要分成兩部分， 第一部分是線路側，即隔離變壓器T的右側部分，采用保護器件進行過電壓 過流電保護，通常采用例如Bourns TISP4240H3BJ雙向瞬態(tài)電壓抑制二極管 (Transient Voltage Suppressor,簡稱TVS )用作該過壓保護器；第二部分是 電路側，即隔離變壓器T的左側部分，包括限流電阻R和TVS陣列等。線 路側保護提供接口電路的第一級保護，亦稱為粗保護，電路側保護提供接口 電路的第二級保護，亦稱為細保護。
圖1所示的VDSL防過壓防過流接口保護電路的缺點是隔離變壓器T 的右側線路側接口電路中TVS管結電容大，尤其是當環(huán)境溫度升高時，TVS 結電容也將不斷增加，對于VDSL高速傳輸信號(最高傳輸速度可達50Mbit/s 以上)，當TVS結電容超過一定限值時，將導致傳輸信號產生畸變，信號失 真，線路出現(xiàn)丟包。圖2為現(xiàn)有技術中另 一種VDSL防過壓防過流接口保護電路，其與圖1 所示保護電路的差別僅僅是在線路側電路中，TVS管由氣體放電管(GDT) 代替，接口其它部分均相同。
由于GDT的結電容很小，因此圖2所示的VDSL防過壓防過流接口保 護電路可以避免出現(xiàn)圖1所示保護電路中傳輸信號畸變，信號失真，線路丟 包等問題。但是，GDT的反應速度較慢，通常為微秒(jus)級，當線路端 口出現(xiàn)過電壓，電路側電路中(流經電容d)將會出現(xiàn)大電流。如進行雷擊 浪涌測試(差模)時，其測試電壓達到lkV或者更高。在浪涌測試過程中， +電路側電路中將出現(xiàn)數(shù)十安培以上的大電流，該電流將對VDSL線路驅動 器造成重大損傷，甚至造成驅動器損壞。

實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于提供了一種過電壓過電流接口保護 電路，其結電容小，且不會在電路側(流經電容Q)形成大電流，尤其適用 于VDSL接口的防過壓防過流保護。
為了解決上述技術問題，本實用新型提供了 一種防過壓防過流接口 保護電路，由隔離變壓器分成線路側和電路側，所述電路側與甚高速數(shù)字用 戶環(huán)路線路驅動器相連，所述電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器的傳 輸線上串接有瞬態(tài)阻斷單元。
進一步地，所述瞬態(tài)阻斷單元包括至少兩個瞬態(tài)阻斷模塊，每個模塊分 別串接在電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器連接的每對傳輸線的其中 一根上。
進一步地，所述線路側的傳輸線路分別通過氣體放電管接地。
進一步地，所述線路側的傳輸線路分別通過氣體放電管接至保護地 GNDP。
進一步地，所述電路側的每對傳輸線路之間連接有瞬態(tài)電壓抑制二極管 陣列。
進一步地，所述瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列為由箝位二極管組成的箝位二極管陣列。
進一步地，所述箝位二極管陣列由四個箝位二極管組成，該四個箝位二
極管兩兩串接后再并接，其中，并接后的正極接地，負極接電源；兩對串接 箝位二極管之間的連線分別接電路側的傳輸線路。
進一步地，所述瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列連接在所述瞬態(tài)阻斷單元與隔 離變壓器之間的傳輸線上。
采用本實用新型所述的防過壓過流VDSL接口保護電路，與現(xiàn)有技術相 比，既可以減小線路中的結電容，滿足高速信號傳輸?shù)囊?，又可以阻斷?路側中出現(xiàn)的大電流，對VDSL Line Driver電路起到過電流保護，提高了接 口電路抗干擾能力和電磁兼容性能。


圖1為現(xiàn)有技術中采用TVS管做第一級保護的VDSL接口保護電路圖； 圖2為現(xiàn)有技術中釆用GDT管做第一級保護的VDSL接口保護電路圖； 圖3為本實用新型的VDSL接口保護電路的一實施例的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的 技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對 本實用新型的限定。
如圖3所示的本實用新型的一實施例，在該實施例中，防過壓防過流 VDSL接口保護電路主要分成兩部分， 一部分是VDSL隔離變壓器T的右側 部分，屬于線路側，提供接口電路的第一級保護，即粗保護。線路輸出端V。utl、 V。uti分別通過一個例如Bencent BC401M+的GDT (氣體放電管)與保護地 GNDP相連。VDSL接口電路隔離變壓器T的電路側采用TVS (瞬態(tài)電壓抑 制二極管)陣列和TBU (瞬態(tài)阻斷單元)做第二級保護，即細保護。TVS可 釆用例如Semtech SR70的箝位二極管陣列，TBU可釆用例如Fultec P40-G240的瞬態(tài)阻斷單元。在該實施例中，TVS陣列由四個箝位二極管組成，四個箝
位二極管兩兩串接后再并接，其中，兩對串接的箝位二極管之間的連接線分
別為TVS陣列的第2、 3腳，并接后的正極為，TVS陣列的第1腳，負極為， TVS陣列的第4腳。TVS陣列的第2、 3腳分別連接在電路側與VDSL Line Driver (甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器)的傳輸線路Vim、 Vin2i， TVS陣 列的第1腳連接電路的工作地，或者數(shù)字地GNDD上，TVS陣列的第4腳 連接VDSL驅動電路的電源Vee上，Vec常為VDSL驅動電路的電源電壓，例 如DC12V。在VDSL Line Driver的每一對信號線即傳輸線路Vinl 、 Vin2上串 入一個TBU,每一根信號線上串入一個TBU小模塊，即VDSL Line Driver 的Line!與TBU的a腳相連，TBU的b腳與Vinl相連，VDSL Line Driver的 Line2與TBU的c腳相連，TBU的d腳與Vim相連。此外，VDSL Line Driver 可采用例如Intersil ISL 1557的VDSL線路驅動器，隔離變壓器T可釆用例 如COILCRAFTDA2373-AL的VDSL2隔離變壓器。Q、 (32可分別選用常見 0.1 m f和0.027 iu f的陶資電容。
氣體放電管GDT!、 GDT2構成電路的第一級防護，當外界出現(xiàn)過電壓過 電流穩(wěn)態(tài)和/或脈沖共模干擾時，即V。utl與GNDP之間，或者V。ut2與GNDP 之間出現(xiàn)干擾時，干擾將通過氣體放電管GDT!或者GDT2瀉放至保護地 GNDP,對隔離變壓器T的電路側不構成損傷。當外界出現(xiàn)過電壓過電流穩(wěn) 態(tài)和/或脈沖差模干擾，即V。utl與V。ut2之間出現(xiàn)干擾時，在GDT未完全導通 泄放之前，隔離變壓器T的電路側首先將會出現(xiàn)一個過電壓，由于電路中有 一箝位二極管TVS陣列，其可以保證電路側每根線路上的電壓被箝位在一個 較低的電壓范圍內，對TVS后級電路起到過壓保護作用。另一方面，外界差 才莫干擾產生期間，隔離變壓器T的電路側也將會產生較大的感應耦合電流， 一部分電流將通過TVS竭放到工作地GNDD或者電源Vee,另一部分電流將 沿著VDSL Line Driver方向前進，由于TBU是一種過電壓過電流集成在一 體的保護器件，當大電流流經TBU時，將對大電流進行阻斷，TBU阻斷之 后的電流可以限定在300mA以下(以Fultec P40-G240為例)，對VDSL Line Driver起到很好的過流保護，避免VDSL Line Driver損壞。當氣體放電管i文 電導通之后，隔離變壓器T電路側中的電壓、電流都會變小，在TVS和TBU 器件的作用下，后級VDSL Line Driver電路同樣能得到有效保護。在本實用新型具體實施時，VDSL接口第一級保護電路中，GDT最好接 到保護地GNDP，而不要直接接在工作地GNDD上，這樣可以保證大量能直 接瀉放至GNDP (通常與設備金屬外殼、大地相連)，而不會對單板內部電 路造成損壞。如果直接在單板中與GNDD相連，隔離變壓器T的隔離效果將 降低，外界干擾信號將通過共地進入電路內部，電路內部的干擾也將通過共 地對外形成騷擾。因此在單板中保證GNDD與GNDP的相對獨立是必要的， 但是允許GNDD與GNDP在設備的遠端接地匯集點處一點匯接。
在GDT選型時，應保證在VDSL正常工作情況下，GDT不會動作，只 有在干擾信號超過一定的限值時(如最大正常工作電壓1.5倍)，GDT才能動作。
在TBU選型時，由于其阻抗的變化對信號質量的傳輸影響明顯，因此應 保證串聯(lián)在電路中的TBU單元在一定頻率和溫濕度環(huán)境條件下其阻抗保持穩(wěn)定。
在線路布局和布線時，應使GDT盡量靠近對外連接器端口，且連接至 端口和GNDP的布線盡量短而粗；隔離變壓器T下方印制板各層不應有任何 信號和工作地(或數(shù)字地)信號線，應全部挖空，即信號或工作地層布線時， 最多應布設到隔離變壓器電路側焊盤引腳為止，GNDP布線時，最多應布設 到隔離變壓器線路側焊盤引腳為止，保證隔離變壓器的隔離效果；TVS各引 腳到相應的連線應該盡量短而粗。
以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本 實用新型的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上 所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保 護范圍以權利要求書為準。
權利要求1、一種防過壓防過流接口保護電路，由隔離變壓器分成線路側和電路側，所述電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器相連，其特征在于，所述電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器的傳輸線上串接有瞬態(tài)阻斷單元。
2、 如權利要求1所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述瞬態(tài)阻斷單元包括至少兩個瞬態(tài)阻斷模塊，每個模塊分別串接在電路側與 甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器連接的每對傳輸線的其中一根上。
3、 如權利要求1所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述線路側的傳輸線路分別通過氣體放電管接地。
4、 如權利要求3所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述線路側的傳輸線路分別通過氣體放電管接至保護地(GNDP)。
5、 如權利要求1所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述電路側的每對傳輸線路之間連接有瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列。
6、 如權利要求5所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列為由箝位二極管組成的箝位二極管陣列。
7、 如權利要求6所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征在于，所 述箝位二極管陣列由四個箝位二極管組成，該四個箝位二極管兩兩串接后再并接，其中，并接后的正極接地，負極接電源；兩對串接箝位二極管之間的連線分別接電路側的傳輸線路。
8、 如權利要求5、 6或7所述的防過壓防過流接口保護電路，其特征 在于，所述瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列連接在所述瞬態(tài)阻斷單元與隔離變壓器 之間的傳輸線上。
專利摘要本實用新型開公開了一種防過壓防過流接口保護電路，由隔離變壓器分成線路側和電路側，所述電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器相連，所述電路側與甚高速數(shù)字用戶環(huán)路線路驅動器的傳輸線上串接有瞬態(tài)阻斷單元。本實用新型所述的防過壓過流VDSL接口保護電路與現(xiàn)有技術相比，既可以減小線路中的結電容，滿足高速信號傳輸?shù)囊?，又可以阻斷電路側中出現(xiàn)的大電流，對VDSL Line Driver電路起到過電流保護，提高了接口電路抗干擾能力和電磁兼容性能。
文檔編號H02H9/02GK201243201SQ200820114089
公開日2009年5月20日 申請日期2008年5月15日 優(yōu)先權日2008年5月15日
發(fā)明者倪冬兵, 王福聯(lián), 肖勇軍 申請人:中興通訊股份有限公司