本发明专利技术涉及一种电子设备1，其由连接至干线型电网的供电单元10供电并且用于连接至具有两个导电元件6、7的传输线5、3，并连接至终端9以在线路5、3和终端9之间传送数据。根据本发明专利技术，该设备包括：·经由隔离变压器8连接至线路的前端组件20；·连接至设备1的电接地15的各种附加组件8、30、C1、C2、C5；·放电组件11(诸如三极放电器)，其连接至线路的导体元件6、7并且在线路5、3遭受雷击引起电压浪涌的情况下变得导电，从而通过建立从线路到电接地15的电流来消除浪涌以便保护位于这一保护下游的诸组件(诸如变压器8或前端组件20)；以及·介于放电组件11和电接地15之间的电容性和/或电阻性类型分压组件C4，其用以与供电单元和/或一个或多个附加组件协作来构成分压电桥，藉此在雷电情况下施加在该设备的电接地15上的电压小于线路的导体元件6、7所经受的浪涌，从而也对附加组件8、30、C1、C2、C5提供保护。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成进带有雷电冲击检测器的住宅网关的三极避雷器本专利技术涉及一种电子设备，其配备有用于提供对抗雷电引起的电压浪涌的保护的装置。专利技术背景“家用网关”或“调制解调器”类型的电子设备，或者更一般地用于在电话线和任何种类的终端(诸如，计算机)之间传送数据的电子设备需要对抗可能发生在电话线的导体元件处的雷电冲击的保护。在这种环境中，ITU-T推荐K21定义了表示雷电冲击的参考波形。这些波形是针对所谓的“K21正常电平”波具有1.5千伏(kV)的最大共模幅值的脉冲，或针对所谓的“K21增强电平”波具有6.0kV的最大共模幅值的脉冲。设计对抗雷电的保护因而在于提供使设备能够经受那些波形中的一个或另一个而不被损坏的装置。在实践中，在被设计成安装在家中的网关的环境中对抗雷电的此类保护设计被复杂化了。为了有效，对抗雷电的保护需要网关连接至大地接地。遗憾地是，不可能确保最终用户将设备以有效方式连接至大地接地。此外，用户的大地接地质量构成了也无法提前确定的附加的未知数。家庭网关由干线(mains)单元供电，干线单元自身连接至230伏特(V)型或110V型电网，并且它还连接至通常包括两个导体元件的数字用户线路(DSL)。网关具体包括被称作模拟前端(AFE)组件的内部组件，其耦合到DSL线并且需要对抗雷电的保护。当网关未连接至大地接地或者当其连接差且雷电冲击发生时，则设备的电接地可升高到与DSL线的导体元件基本相同的电势，即，接近浪涌电压的电势(对于K21增强电平波形而言该电势是6.0kV)。在此情形中，连接至电接地的网关的其它组件经受约等于6.0kV的电势。这尤其应用在此类网关的以太网端口的组件中。目前，以太网端口的组件被设计成耐受最大共模幅值为1.5kV(K21正常电平)的脉冲。因此，在雷电情况下施加在电接地上的6.0kV浪涌电压虽然允许网关的前端组件受保护，但是如果网关没有连接至大地接地也会导致以太网端口受损。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种结构，该结构使得有可能为此类设备的诸组件提供对抗雷电冲击对此类设备所连接的线路的影响的有效保护，包括当该设备未被连接至大地接地时。
技术实现思路
为了实现此目标，本专利技术提供由连接至干线型电网的供电单元供电的电子设备，并且该电子设备连接至具有两个导电元件的传输线路和终端以在该线路和该终端之间传送数据，该设备包括：·经由隔离变压器连接至线路的前端组件；·连接至该设备的电接地的各种附加组件；·诸如三极放电器的放电组件，其连接至线路的导体元件并且在线路遭受雷击引起电压浪涌的情况下变得导电，从而通过建立从线路到电接地的电流来消除浪涌以便保护位于这一保护下游的诸组件(诸如变压器或前端组件)；以及·介于放电组件和电接地之间的电容性和/或电阻性类型分压组件，其用以与供电单元和/或一个或多个附加组件协作来构成分压电桥，藉此在雷电情况下施加在该设备的电接地上的电压小于线路的导体元件所经受的浪涌，从而也对附加组件提供保护。因此，当发生雷电冲击时，下游组件受三极放电器的保护。当该电子设备连接至大地接地时，电流放电至大地接地。否则，分压组件与供电单元和/或附加组件协作来构成分压电桥，该分压电桥用于限制施加在电接地上的电压以及因此而施加在暴露于雷电的该设备附加组件的各端子(因为它们连接至该设备的电接地)上的电压。附图简述参考附图中的各幅图，其中：图1是本专利技术的家庭网关的电路图；图2a和2b是相对于本专利技术网关的电路公共点C的电容性等效电路图；图3是大地接地未连接至网关时相对于本专利技术网关的电路公共点C的电容性等效电路图；以及图4是进一步包括光电二极管和两个电流传感器的本专利技术的家庭网关的电路图。专利技术详细描述本专利技术所基于的理念是通过添加分压组件来监视雷电冲击情况下装备的电接地所经受的电压电平，但不会损害标称操作中该装备的性能。该分压组件用于首先加权在电话线和装备的电接地间的能量分配，以及其次加权在装备的电接地和大地接地间的能量分配。具体而言，提供连接至分压电桥中电接地的公共点，该分压电桥具有在其端部的三极放电器的大地接地电极以及供电单元和以太网连接的电接口组件。电接地随后经受的电势对应于由雷电除以特定因数而生成的浪涌电压。如图1中所示，本专利技术的家庭网关1包括本专利技术的电路2，该电路经由DSL线3和电话插孔4连接至电话线5。DSL线3具有输送数字数据的两个导体元件6和7。家庭网关1还经由以太网线16连接至与该家庭网关1协作的解码器单元9。为了将网关1与电话线5和以太网线16隔离并提供与电话线5和以太网线16的通信同时滤除干扰噪声，网关1包括：·隔离变压器8和电容器C1a及C1b；以及·隔离变压器30和电容器C2。同样，为了将解码器单元9与以太网线16隔离并提供与以太网线16的通信，解码器单元9具有隔离变压器33和电容器C3。家庭网关1的电路2由干线单元10供电，干线单元自身连接至230V型或110V型电网。供电电缆21将干线单元10连接至网关1。供电电缆具有载运电源电压(在此示例中为12V)的电源导体元件22和输送0V电压的参考导体元件23。具有各自连接至DSL线3的相应导体元件6或7的两个相位电极12和13以及经由网关的串联电容器C4连接至电接地15的接地电极14的三极放电器11用于保护耦合到DSL线3的电组件(20、8)以及还有连接至电接地15的附加组件(30、C1、C2、C5)两者不受电话线5上发生的雷电冲击影响。还可以看到在大地接地18和参考导体元件23之间的干线单元处的电容器C5的电容性耦合。电容器C1a、C1b、C2、C3、C4和C5形成用于在电话线15上发生雷电冲击且网关1未连接至大地接地18时对施加在电接地15上的电压分压的电桥。针对每一电组件有可能定义耐受电压Vmax，其是可施加到该组件的端子而不损害它的最大电压。对于包括本专利技术的网关1的类型的应用而言，可选择呈现如下定义的最大电压的组件：·电容器C1a和C1b，其尺寸是针对K21增强电平波形而确定的，即呈现大于6.0kV的耐受电压Vmax；变压器8，其具有约等于K21正常电平波形的最大幅值(即，6.0kV)的耐受电压Vmax；·电容器C2和C3，其具有略高于K21正常电平波形的最大幅值(即，约2.0kV)的电压Vmax；以及用于以太网连接的隔离变压器30和33，其具有接近8.0kV的耐受电压Vmax。选择电容器C4的电容从而当发生雷电冲击引起最大浪涌电压(即，针对网关1浪涌电压等于K21增强电平波形的最大幅值)时对施加在电接地15上的电压分压以使得跨电组件各端子的电压保持低于它们各自的耐受电压Vmax是尤其有利的。为了优化对C4的选择，优选知晓要连接至网关1的装备的件数。然而，用户通常可选择要连接至网关的装备的件数。在最多被连接装备的件数(例如，等于网关上呈现的以太网端口数)的假设下，否则在最寻常被连接装备的件数(实际上为一或两件装备)的基础上执行对C4尺寸的确定。为了解说本专利技术，为C1a、C1b、C2、C3和C5选以下值：·C1a＝45皮法(pf)；·C1a＝45pf；·C2＝1纳法(nF)；·C3＝1nF；以及·C5＝1nF。图2a示出当没有装备通过以太网连接连接至网关1(这可应用于适于仅在无线连接上传送数据的网关)时如在在电接地15的电势上的公共点本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电子设备(1)，其由连接至干线型电网的供电单元(10)供电并且用于连接至具有两个导电元件(6、7)的传输线(5、3)，并连接至终端(9)以在线路(5、3)和终端(9)之间传送数据，所述设备包括：·经由隔离变压器(8)连接至所述线路的前端组件(20)；·连接至所述设备(1)的电接地(15)的各种附加组件(8、30、C1、C2、C5)；·诸如三极气体放电器的放电组件(11)，其连接至所述线路的导体元件(6、7)并且在线路(5、3)遭受雷击引起电压浪涌的情况下变得导电，从而通过建立从所述线路到电接地(15)的电流来消除所述浪涌以便保护位于这一保护下游的组件，诸如所述变压器(8)或所述前端组件(20)；以及·介于放电组件(11)和电接地(15)之间的电容性和/或电阻性类型分压组件(C4)，其用以与供电单元(10)和/或一个或多个附加组件协作来构成分压电桥，藉此在雷电情况下施加在所述设备的所述电接地(15)上的电压小于所述线路的导体元件(6、7)所经受的浪涌，从而也对附加组件(8、30、C1、C2、C5)提供保护。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.12 FR 11614841.一种电子设备(1)，其由连接至干线型电网的供电单元(10)供电并且用于连接至具有两个导电元件(6、7)的传输线(5、3)，并连接至终端(9)以在所述传输线(5、3)和所述终端(9)之间传送数据，所述设备包括：·经由隔离变压器(8)连接至所述传输线的前端组件(20)；·连接至所述设备(1)的电接地(15)的各种附加组件(8、30、C1、C2、C5)；·放电组件(11)，其连接至所述传输线的导体元件(6、7)并且在所述传输线(5、3)遭受雷击引起电压浪涌的情况下变得导电，从而通过建立从所述传输线到电接地(15)的电流来消除所述浪涌以便保护位于这一保护下游的组件；以及·介于放电组件(11)和电接地(15)之间的电容性和/或电阻性类型分压组件(C4)，其用以与供电单元(10)和/或一个或多个附加组件协作来构成分压电桥，藉此在雷电情况下施加在所述设备的所述电接地(15)上的电压小于所述传输线的导体元件(6、7)所经受的浪涌，从而也对附加组件(8、30、C1、C2、C5)提供保护。2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述放电组件(11)是具有两个相位电极(12、13)和大地接地电极(14)的三极气体放电器，每一相电极(12、13)连接至所述传输线(5、3)的相应导体元件(6、7)而所述大地接地电极(14)连接至分压电容器(C4)。3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述分压组件(C4)具有在0nF到2nF范围内的电容。4.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·丹吉凯耶，
申请(专利权)人：萨基姆宽带联合股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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