一种具有大通流集成式电源网络的二合一防雷器的制作方法

1.本实用新型涉及防雷器，具体的说是涉及一种具有大通流集成式电源网络的二合一防雷器。


背景技术：

2.现阶段，安防现已成为科技行业的重点关注对象，发展现状可以说是如日中天，在普遍的定义中，安防系统由五大部分组成：周界报警系统、视频监控系统、可视对讲系统、用户报警系统和电子巡更系统。视频监控系统是安防系统最重要的组成部分，也是安防系统的重点，规模占据了安防产业的半壁江山。监控摄像头是视频监控产业链中最重要的组成部分，是视频监控市场最大的支出类别，占整个市场支出的64.3％。
3.视频监控系统主要由前端系统、终端系统、传输系统和监控中心组成。前端系统通常指前端摄像头(高速球、云台摄像枪、网络摄像机和普通摄像枪)，如果摄像头分布在室外，室外布线有几米到几百米不等，它们就最易成为雷电袭击的对象，当雷电袭击前端系统或附近区域后，雷击电磁脉冲会直接通过传输系统到达监控中心，给监控中心造成严重破坏。一般摄像头都是24小时开启的，所以在雷雨天的时候是非常危险的，这个时候就需要二合一防雷器。
4.但随着视频监控系统爆发式的发展，监控摄像头已经广泛应用到如高速公路、金融系统、军事、交通监控等场所，这些场所的监控摄像头大多独立设置于空旷的区域，且高度相对较高，这就加大了监控摄像头遭受雷击的概率以及幅值。市面上现有的监控系统用电源网络二合一防雷器，电源部分能承受的最大雷击浪涌电流均为10ka(8/20μs)，网络信号部分能承受的最大雷击浪涌电流均为2.5ka(8/20μs)、5kv/2.5ka(1.2/50μs&8/20μs组合波)，这种耐受能力已经不能满足室外独立设置的监控摄像头对于雷击防护水平的要求。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题在于提供了一种具有大通流集成式电源网络的二合一防雷器，设计该防雷器的目的是提高防雷器的防雷性能。
6.为解决上述技术问题，本实用新型通过以下方案来实现：本实用新型的一种具有大通流集成式电源网络的二合一防雷器，该二合一防雷器包括外壳及设于外壳内的电路板，所述电路板上设置有防雷电路，所述防雷电路具有电源输入端cn1、电源输出端cn3、控制信号输入端和控制信号输出端，所述电源输入端cn1和电源输出端cn3均设置火线端l、地线端pe、零线端n，所述防雷电路还包括：
7.电源电路，包括温度保险丝f1、电感器l1、电感器l2、第一压敏电阻器mov1、第二压敏电阻器mov2、第三压敏电阻器mov3、电阻器r1、整流二极管d1、发光二极管led1和一气体放电管gdt1，所述温度保险丝f1一端接至所述电源输入端cn1的火线端l，其另一端分别连接所述电感器l1、第一压敏电阻器mov1和第三压敏电阻器mov3，所述电感器l1的另一端连接所述电阻器r1的一端、所述电源输出端cn3的火线端l，所述电阻器的另一端连接至所述
整流二极管d1的正极，所述整流二极管d1的负极连接至所述发光二极管led1的正极，所述第一压敏电阻器mov1的另一端分别连接所述第二压敏电阻器mov2、气体放电管gdt1，所述第二压敏电阻器mov2的另一端连接至所述电源输入端cn1的零线端n、第三压敏电阻器 mov3的另一端和电感器l2，所述电感器l2的另一端连接至所述发光二极管led1的负极、电源输出端cn3的零线端n，所述电源输入端cn1的地线端pe和所述电源输出端cn3的地线端 pe互接并接至所述气体放电管gdt1的另一端；
8.网络信号电路，包括网络输入端子rj1、网络输出端子rj2、四个气体放电管、网络变压器g1、瞬态抑制二极管tvs1和瞬态抑制二极管tvs2，所述网络输入端子rj1、网络输出端子rj2均设置有8pin脚，所述四个气体放电管分别独立的接至所述网络输入端子rj1的1脚和2脚之间、3脚和6脚之间、4脚和5脚之间、7脚和8脚之间，所述四个气体放电管的接地脚互接并接至所述电源输入端cn1的地线端pe，所述网络输入端子rj1的8pin脚连接至所述网络变压器g1的输入端，所述网络变压器g1的输出端分别接有瞬态抑制二极管tvs1和瞬态抑制二极管tvs2，所述瞬态抑制二极管tvs1的另一端四个pin脚连接至所述网络输出端子rj2其中的四个pin脚，所述瞬态抑制二极管tvs2的另一端四个pin脚连接至所述网络输出端子rj2另外的四个pin脚。
9.进一步的，所述网络输入端子rj1各脚与所述网络变压器上的引脚连接结构是：
10.所述网络输入端子rj1的1脚和所述网络变压器g1的td1 脚连接；
11.所述网络输入端子rj1的2脚和所述网络变压器g1的td1
‑
脚连接；
12.所述网络输入端子rj1的3脚和所述网络变压器g1的td2 脚连接；
13.所述网络输入端子rj1的4脚和所述网络变压器g1的td3 脚连接；
14.所述网络输入端子rj1的5脚和所述网络变压器g1的td3
‑
脚连接；
15.所述网络输入端子rj1的6脚和所述网络变压器g1的td2
‑
脚连接；
16.所述网络输入端子rj1的7脚和所述网络变压器g1的td4 脚连接；
17.所述网络输入端子rj1的8脚和所述网络变压器g1的td4
‑
脚连接。
18.进一步的，所述网络变压器g1的输出脚分别和所述瞬态抑制二极管tvs1、所述瞬态抑制二极管tvs2的连接是：
19.所述网络变压器g1的mx1 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的1脚；
20.所述网络变压器g1的mx1
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的2脚；
21.所述网络变压器g1的mx2 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的3脚；
22.所述网络变压器g1的mx2
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的4脚；
23.所述网络变压器g1的mx3 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的1脚；
24.所述网络变压器g1的mx3
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的2脚；
25.所述网络变压器g1的mx4 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的3脚；
26.所述网络变压器g1的mx4
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的4脚。
27.相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，是根据iec、gb标准规范中的防雷要求和监控系统摄像机的具体特点量身打造的专用防雷器，适用于监控系统中固定摄像机、红外一体机等的电源、网络线路的防雷(浪涌)保护。它集电源防雷器、网络信号线路防雷器于一体，各部分均采用多级联动式结构设计，具有多级保护功能。电源部分能承受的最大雷击浪涌电流可达20ka(8/20μs)，网络信
号部分能承受的最大雷击浪涌电流可达3ka(8/20μs)、6kv/3ka(1.2/50μs&8/20μs组合波计算时为6kv/3ka)，满足了室外独立设置的监控摄像头的雷击防护要求。
28.本实用新型防雷器在节省生产资源和提高客户使用舒适度上有以下几点优势：
29.最大持续运行电压的可扩展性(电源部分)：支持最大持续运行电压范围12v
‑
505v dc， 220v
‑
385v ac，通用性强。
30.通流能力的可扩展性(电源部分)：电源部分支持通流能力范围0
‑
20ka(8/20μs)，满足客户对于大通流能力的要求。
31.通流能力的可扩展性(网络信号部分)：网络信号部分支持最大冲击电流范围0
‑
3ka(8/20 μs)、0
‑
6kv/3ka(1.2/50μs&8/20μs组合波)，满足客户对于大通流能力的要求。
32.残压低、抗干扰能力强(网络信号部分)：差模在1.2/50μs&8/20μs组合波2kv/1ka冲击时，残压不大于50v，信号传输抗干扰能力强。
33.实时监测，秒级告警：对防雷器的运行状态进行实时监测，当防雷器异常损坏后，通过工作状态指示窗口进行秒级报警。
附图说明
34.图1为本实用新型防雷电路图。
35.图2为本实用新型电源电路图。
36.图3为本实用新型网络信号电路图。
具体实施方式
37.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，使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本实用新型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。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.实施例1：本实用新型的具体结构如下：
42.请参照附图1
‑
3，本实用新型的一种具有大通流集成式电源网络的二合一防雷器，该二合一防雷器包括外壳及设于外壳内的电路板，所述电路板上设置有防雷电路，所述防雷电路具有电源输入端cn1、电源输出端cn3、控制信号输入端和控制信号输出端，所述电源输入端 cn1和电源输出端cn3均设置火线端l、地线端pe、零线端n，所述防雷电路还包括：
43.电源电路，包括温度保险丝f1、电感器l1、电感器l2、第一压敏电阻器mov1、第二压敏电阻器mov2、第三压敏电阻器mov3、电阻器r1、整流二极管d1、发光二极管led1和一气体放电管gdt1，所述温度保险丝f1一端接至所述电源输入端cn1的火线端l，其另一端分别连接所述电感器l1、第一压敏电阻器mov1和第三压敏电阻器mov3，所述电感器l1的另一端连接所述电阻器r1的一端、所述电源输出端cn3的火线端l，所述电阻器的另一端连接至所述整流二极管d1的正极，所述整流二极管d1的负极连接至所述发光二极管led1的正极，所述第一压敏电阻器mov1的另一端分别连接所述第二压敏电阻器mov2、气体放电管gdt1，所述第二压敏电阻器mov2的另一端连接至所述电源输入端cn1的零线端n、第三压敏电阻器 mov3的另一端和电感器l2，所述电感器l2的另一端连接至所述发光二极管led1的负极、电源输出端cn3的零线端n，所述电源输入端cn1的地线端pe和所述电源输出端cn3的地线端 pe互接并接至所述气体放电管gdt1的另一端；
44.网络信号电路，包括网络输入端子rj1、网络输出端子rj2、四个气体放电管、网络变压器g1、瞬态抑制二极管tvs1和瞬态抑制二极管tvs2，所述网络输入端子rj1、网络输出端子rj2均设置有8pin脚，所述四个气体放电管分别独立的接至所述网络输入端子rj1的1脚和2脚之间、3脚和6脚之间、4脚和5脚之间、7脚和8脚之间，所述四个气体放电管的接地脚互接并接至所述电源输入端cn1的地线端pe，所述网络输入端子rj1的8pin脚连接至所述网络变压器g1的输入端，所述网络变压器g1的输出端分别接有瞬态抑制二极管tvs1和瞬态抑制二极管tvs2，所述瞬态抑制二极管tvs1的另一端四个pin脚连接至所述网络输出端子rj2其中的四个pin脚，所述瞬态抑制二极管tvs2的另一端四个pin脚连接至所述网络输出端子rj2另外的四个pin脚。
45.本实施例的一种优选技术方案：所述网络输入端子rj1各脚与所述网络变压器上的引脚连接结构是：
46.所述网络输入端子rj1的1脚和所述网络变压器g1的td1 脚连接；
47.所述网络输入端子rj1的2脚和所述网络变压器g1的td1
‑
脚连接；
48.所述网络输入端子rj1的3脚和所述网络变压器g1的td2 脚连接；
49.所述网络输入端子rj1的4脚和所述网络变压器g1的td3 脚连接；
50.所述网络输入端子rj1的5脚和所述网络变压器g1的td3
‑
脚连接；
51.所述网络输入端子rj1的6脚和所述网络变压器g1的td2
‑
脚连接；
52.所述网络输入端子rj1的7脚和所述网络变压器g1的td4 脚连接；
53.所述网络输入端子rj1的8脚和所述网络变压器g1的td4
‑
脚连接。
54.本实施例的一种优选技术方案：所述网络变压器g1的输出脚分别和所述瞬态抑制二极管 tvs1、所述瞬态抑制二极管tvs2的连接是：
55.所述网络变压器g1的mx1 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的1脚；
56.所述网络变压器g1的mx1
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的2脚；
57.所述网络变压器g1的mx2 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的3脚；
58.所述网络变压器g1的mx2
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs1的4脚；
59.所述网络变压器g1的mx3 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的1脚；
60.所述网络变压器g1的mx3
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的2脚；
61.所述网络变压器g1的mx4 脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的3脚；
62.所述网络变压器g1的mx4
‑
脚接至所述瞬态抑制二极管tvs2的4脚。
63.实施例2，最大持续运行电压可扩展性的实现(电源部分)：
64.传统的电源网络二合一防雷器，受到通用外壳模具的体积小的限制，只能使用小体积即压敏电压(u
1ma
)小、最大持续运行电压小的压敏电阻器，最大持续运行电压只能达到直流350v、交流220v；压敏电阻器与金属外壳之间只有很小的距离，雷电流冲击时极易导致压敏电阻器击穿对外壳放电，增加安全隐患；受限于外壳的体积及接线端子孔位小的影响，只能是用小型的接线端子，额定电压值只能到300v。本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，外壳独立开模，增加了防雷器内部的体积，使得防雷器可以使用体积更大的压敏电阻器和气体放电管；增大了外壳挡板处的接线端子的孔位，使得防雷器可是使用中型的接线端子，额定电压可达600v。大通流集成式电源网络二合一防雷器电源部分本身是由压敏电阻器mov1、 mov2、mov3和气体放电管gdt1组成(如大通流集成式电源网络二合一防雷器电源部分电路原理图所示)，通过配置不同压敏电压(u
1ma
)值的压敏电阻器mov1、mov2、mov3和气体放电管gdt1，可以扩展防雷器的最大持续运行电压，支持最大持续运行电压范围12v
‑
505v dc,220v
‑
385v ac。且压敏电阻器、气体放电管与金属外壳之间留有足够的距离，杜绝了雷电流冲击时压敏电阻器或气体放电管对外壳放电的隐患。
65.实施例3，通流能力可扩展性的实现(电源部分)：
66.传统的电源网络二合一防雷器，受到通用外壳模具的体积小、接线端子冲击耐受值低、电路板铜箔细的限制，电源部分的通流能力只能达到10ka(8/20μs)，且不能耐受多次最大冲击电流。本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，外壳独立开模，增加了防雷器内部的体积，可以放入体积更大、通流能力更高的压敏电阻器和气体放电管；增大了外壳挡板处的接线端子的孔位，可以使用最大能耐受30ka(8/20μs)的接线端子；增加了pcb板铜箔的厚度和宽度，厚度为2盎司，宽度为4mm，大大提高了pcb板线路的通流能力。经过上述改善，配置不同通流能力的压敏电阻器mov1、mov2、mov3和气体放电管gdt1，可以扩展防雷器的通流能力，最大可达20ka(8/20μs)。
67.实施例4：通流能力可扩展性的实现(网络信号部分)：
68.传统的电源网络二合一防雷器，受到通用外壳模具的体积小、电路板铜箔细的限制，网络信号部分通流能力只能达到2.5ka(8/20μs)、5kv/2.5ka(1.2/50μs&8/20μs组合波)。本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，外壳独立开模，增加了防雷器内部的体积，可以放入体积更大、通流能力更高的气体放电管；增加了pcb板铜箔的厚度，厚度为2盎司，大大提高了pcb板线路的通流能力。经过上述改善，配置不同通流能力的气体放电管gdt2、 gdt3、gdt4、gdt5，可以扩展防雷器的通流能力，最大可达3ka(8/20μs)、6kv/3ka(1.2/50 μs&8/20μs组合波)(现有rj45端子通流能力最大只能达到3ka，不接rj45端子，防雷器通流能力以1.2/50μs&8/20μs组合波计算时可达10kv/5ka)。
69.实施例5：残压低、抗干扰能力强的实现(网络信号部分)：
70.本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，网络信号部分差模采用两级防
护措施，即气体放电管gdt2、gdt3、gdt4、gdt5作为第一级防护，瞬态抑制二极管tvs1、tvs2作为第二级防护，大大降低了防雷器残压，在1.2/50μs&8/20μs组合波冲击2kv/1ka时，残压均不大于50v。两级之前使用网络变压器g1，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，当接到不同电平的网口时，不会对彼此设备造成影响。
71.实施例6，防雷器工作状态监控的实现：
72.传统的电源网络二合一防雷器区别于模块式的电源防雷器，对防雷器的工作状态没有监控措施，即使防雷器电源部分损坏，没有状态显示和报警，使用人员也不能发现，增加了雷击安全隐患。本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，在外壳挡板处增设了工作状态指示窗口，工作状态由防雷器内部发光二极管led1指示。当防雷器正常工作时，发光二极管led1工作正常，工作状态指示窗口亮绿灯，当防雷器异常损坏时，工作状态指示灯灭。使用方在巡检时，只需查看防雷器的工作状态指示，就能判断防雷器的好坏，降低了雷击安全隐患。
73.综上所述，本实用新型大通流集成式电源网络二合一防雷器，是根据iec、gb标准规范中的防雷要求和监控系统摄像机的具体特点量身打造的专用防雷器，适用于监控系统中固定摄像机、红外一体机等的电源、网络线路的防雷(浪涌)保护。它集电源防雷器、网络信号线路防雷器于一体，各部分均采用多级联动式结构设计，具有多级保护功能。电源部分能承受的最大雷击浪涌电流可达20ka(8/20μs)，网络信号部分能承受的最大雷击浪涌电流可达3ka (8/20μs)、6kv/3ka(1.2/50μs&8/20μs组合波计算时为6kv/3ka)，满足了室外独立设置的监控摄像头的雷击防护要求。
74.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。