專利名稱：用戶線接口電路的過電壓保護設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及用戶線接口電路的一種過電壓保護設備，用來保護用戶線接口電路使其免受出現在其兩條輸入線上的電壓超過其電源電壓的過電壓的侵襲。
背景技術：
大家知道，借助于所謂一次保護裝置可以保護用戶線接口電路使其免受過電壓、主要是雷電引起的過電壓脈沖造成的過電壓的侵襲。一次保護裝置可以是例如火花放電器，其作用是將用戶線上的過電壓降低到1千伏左右。為處理這些1千伏左右的殘余脈沖，在用戶線上裝了一個所謂二次過電壓保護裝置。二次過電壓保護裝置可以是通用半導體公司銷售的商品名為TRANSZORB的周知電路或RCA公司銷售的商品名為SURGECTOR的電路。
現行的標準都要求二次過電壓保護裝置用獨立的導線接地到設備的支架上。但這樣會產生以下問題與用戶線連接的用戶線接口電路，其兩端會出現數百伏大小的殘余脈沖。現代的線路接口板(其中的線路接口電路是整體式的集成電路)就是由于其兩條輸入導線兩端出現二次電壓保護裝置引起的殘余脈沖而屢屢為雷電所擊穿的。
美國專利US-A4,456,940提出了一種過電壓保護裝置，該過電壓保護裝置的元件中包括兩個二極管和兩個半導體開關元件，兩個二極管的正極分別接用戶線接口電路相應的輸入端子，負極都接地，兩個半導體開關元件的負極分別接用戶線接口電路相應的輸入端子，正極都接地。半導體開關元件的控制極都接用戶線接口電路的電源電壓。這種保護電路保護用戶線接口電路，使其免受過電壓的侵襲。然而，半導體開關元件相當占地方，如果能減少它們的數目則大有好處。為使半導體開關元件同時“引燃”或“點火”，有時須要使各半導體開關元件彼此匹配，即負極兩端的電壓相同時，控制極兩端的電壓也應該相等。然而，該專利文件并沒有談到好幾個過電壓保護裝置串聯連接的情況。
發明簡介本發明的目的是消除二次過電壓保護器引起的殘余脈沖對用戶線接口電路的影響。
上述目的是用本發明的具有所附權利要求書中所述那些特點的設備實現的。
本發明的一個好處是，減少了三次過電壓保護裝置中需用的半導體開關元件的數目，使其比上述專利保護裝置的少，從而減少了過電壓保護裝置所需用的空間。另一個好處是，再也無須使兩個或多個半導體開關元件之間彼此匹配以確保各半導體開關元件在同一電壓下起作用了。
附圖簡介現在參看附圖更詳細說明本發明的內容。附圖中，

圖1是一次過電壓保護電路、二次過電壓保護電路和三次過電壓保護電路與用戶線接口電路連接的方框原理圖；圖2示出了用于用戶線接口電路的本發明的三次過電壓保護電路的一個實施例。
發明的最佳實施例圖1是本發明用戶線接口電路1整個過電壓保護裝置的方框原理圖。用戶線接口電路1的輸入端子LA和LB接三次過電壓保護裝置2的一對輸出端子5、6。三次過電壓保護裝置2的兩個輸入端子7、8串聯連接到二次過電壓保護裝置3的兩個輸出端子9、10，二次過電壓保護裝置3的兩個輸入端子11、12又串聯連接到一次過電壓保護裝置4的兩個輸出端子13、14。一次過電壓保護裝置4的兩個輸入端子15、16分別接相應的電阻器RA和RB，這兩個電阻器的阻值通常約為10歐，兩電阻器分別接用戶線接口電路1相應的輸入導線A和B。一次過電壓保護裝置4通常是周知的那一種，即火花放電器，二次過電壓保護裝置3通常也是周知的那一種，例如叫做TRANSZORB或SURGECTOR的那一種。從圖中可以看到，三次過電壓保護裝置2和用戶線接口電路1都接系統的接地線，二次過電壓保護裝置3則接設備的接地線。
例如，雷電引起的出現在電路1兩條輸入導線A和B上的過電壓脈沖由一次保護裝置4降低為1千伏級的殘余脈沖，這些殘余脈沖又由二次過電壓保護裝置降低到數百伏級。這些來自二次保護裝置3的、電壓級超過用戶線接口電路電源電壓的殘余脈沖由三次過電壓保護裝置2加以消除。
圖2中的虛線方框示出了本發明的三次過電壓保護裝置2。圖2中省略了二次和一次過電壓保護裝置，可以看到，三次過電壓保護裝置2這時直接接電阻器RA和RB。用戶線接口電路1的輸入端子LA、LB分別接各第一二極管DA1、DB1的正極，兩二極管的負極接系統的接地線。輸入端子LA和LB還分別接各第二二極管DA2和DB2的負極，第二二極管的正極都接半導體開關元件TAB的、為所述兩個第二二極管所共用的負極，開關元件TAB的正極接系統接地線，控制極接接口電路1電壓源的連接端子，所述電壓源的電壓為-VB。因此，三次過電壓保護裝置2包括第一二極管DA1和DB1、第二二極管DA2和DB2、以及半導體開關元件TAB。
用戶線接口電路1設在地與電壓-VB之間，電壓-VB通常為-50伏。這樣，用戶線接口電路1的輸入端子GND和VBB分別接系統接地線和電壓-VB。
出現的過電壓將以下列方式受到限制。
正的過電壓借助于二極管DA1、DB1受到限制，負的過電壓則限制到比-VB小約2伏的程度，就是說，比-VB更負，而2伏相當于各二極管DA2、DB2的正向壓降與控制極兩端用以使半導體開關元件TAB導通的正向壓降之和。半導體開關元件TAB“引燃”時，輸入端子LA、LB都接地。
因此，本發明的保護電路可以有效地解決用戶線接口電路受雷電引起的過電壓脈沖造成的擊穿問題。
權利要求
1.用戶線接口電路(1)的一種過電壓保護設備，用以保護用戶線接口電路(1)使其免受出現在其兩條輸入線(A，B)上的電壓超過其電源電壓的過電壓的侵襲，其中電阻器(RA，RB)與各輸入線(A，B)串聯連接到用戶線接口電路的各輸入端子(LA，LB)上，各輸入端子(LA，LB)接相應各第一二極管(DA1，DB1)的正極，第一二極管的負極都接電壓源的正極端子，其特征在于，各輸入端子(LA，LB)還接各第二二極管(DA2，DB2)的負極；所述第二二極管的正極都接一個半導體開關元件(TAB)的、為兩個第二二極管所共用的正極，半導體開關元件的正極接電壓源的正極端子，該半導體開關元件的控制極接所述電壓源的負極端子。
2.用戶線接口電路(1)的一種過電壓保護設備，用以保護用戶線接口電路(1)使其免受出現在其兩條輸入線(A，B)上的電壓超過其電源電壓的過電壓的侵襲，其中電阻器(RA，RB)與各輸入線(A，B)串聯連接到一次過電壓保護裝置(4)的相應各輸入端子(15，16)上，一次過電壓保護裝置(4)與二次過電壓保護裝置(3)串聯連接，二次過電壓保護裝置(3)又與三次過電壓保護裝置(2)串聯連接，三次過電壓保護裝置(2)則與用戶線接口電路串聯連接，其中二次過電壓保護裝置接設備的接地線，三次過電壓保護裝置的每一輸入線有一個第一二極管(DA1，DB1)，用戶線接口電路的各輸入端子(LA，LB)接各第一二極管(DA1，DB1)的正極，第一二極管的負極接電壓源的正極端子，其特征在于，三次過電壓保護裝置(2)還包括一個半導體開關元件(TAB)和各輸入線的第二二極管(DA2，DB2)，用戶線接口電路(1)的各輸入端子(LA，LB)還接各第二二極管(DA2，DB2)的負極，第二二極管的正極都接半導體開關元件的負極，半導體開關元件的正極接電壓源的正極端子，半導體開關元件的控制極接電壓源的負極端子。
全文摘要
用戶線接口電路(1)的過電壓保護設備，保護用戶線接口電路(1)免受在其兩條輸入線(A，B)上的超過電源電壓的過電壓侵襲。電阻器(RA，RB)與各輸入線串聯連接到用戶線接口電路的輸入端(LA，LB)上。輸入端接第一二極管(DA1，DB1)正極，第一二極管負極接電壓源正極，且接第二二極管(DA2，DB2)的負極。第二二極管正極接半導體開關元件(TAB)的、為兩個第二二極管共用的負極。半導體開關元件的正極接電壓源正極，控制極接電壓源負極。
文檔編號H02H1/00GK1130007SQ9519057
公開日1996年8月28日 申請日期1995年6月28日 優先權日1994年6月28日
發明者H·O·艾利森 申請人:艾利森電話股份有限公司