金融自動柜員機（atm）電源、通信系統專用防雷器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種金融自動柜員機(ATM)電源、通信系統專用防雷器，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端；所述保護電路包括呈并聯關系的第一級保護電路和第二級保護電路；所述第一級保護電路包括呈并聯關系的放電管和壓敏電阻；所述第二級保護電路包括呈并聯關系的二級管和TVS管，并串聯有一個或多個電阻；所述保護電路設置于金融自動柜員機電源系統的火線、零線和地線各線之間。本發明的防雷器將電源電涌保護與信號電涌保護整合為一，實現了安裝與應用上的簡化，通過并裝多組防雷元件，將電源電涌保護水平降到安全電壓，在現場接地困難甚至無法接地的情況下仍然能夠達到防雷效果。
【專利說明】
金融自動柜員機(ATM)電源、通信系統專用防雷器
技術領域
[0001]本發明涉及防雷裝置，具體涉及一種金融自動柜員機(ATM)電源、通信系統專用防由 τισ O
【背景技術】
[0002]目前，金融自動柜員機基本沒有設置防雷接地，在雷電電磁脈沖與感應雷電的防護方面基本上屬于建筑物電源系統雷電防護狀態，即機柜設備的工作接地、防靜電接地或安全接地。建筑物的供配電系統的感應雷電保護最低在于20ΚΑ的雷電通流水平，按照國標要求，其殘壓水平為2.0KV，對于自動柜員機來說沒有保護能力，因為自動柜員機中的集成電路主板、控制線和通信系統的供電屬于弱電系統供電，其工作電壓為5V，其電子元件的過電壓承受能力才十幾伏或幾十伏。雷電瞬態過電壓是能量巨大的感應過電壓，當雷電瞬態感應電流入侵時，一個殘壓為2千伏的瞬態雷電壓會直接將主板燒毀或擊穿。加上柜員機所處環境各不相同，建筑物保護等級差異巨大，完全沒有防雷保護措施的建筑物大量存在，因此，當雷電流入侵之時，柜員機因雷電損壞或產生誤動作的事故時有發生。
[0003]因此，需要針對金融自動柜員機的專用防雷器來保護自動柜員機免受雷電損壞，避免誤動作的事故發生，維護財產安全。
【發明內容】
[0004]本發明根據上述領域存在的問題，針對金融自動柜員機的供電特性，設計研發了一種金融自動柜員機電源、通信系統的專用防雷器，能夠有效解決雷電保護的問題。
[0005]本發明要求保護的技術方案如下:
[0006]金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端；
[0007]所述保護電路包括呈并聯關系的第一級保護電路和第二級保護電路；
[0008]所述第一級保護電路包括呈并聯關系的放電管和壓敏電阻；
[0009]所述第二級保護電路包括呈并聯關系的二級管和TVS管，并串聯有一個或多個電阻；
[0010]所述保護電路設置于金融自動柜員機電源系統的火線、零線和地線各線之間。
[0011 ]優選地，所述壓敏電阻為多個，相互并聯。
[0012]優選地，所述放電管為多個，相互并聯。
[0013]優選地，所述第一級保護電路和第二級保護電路還分別串聯有電感。
[0014]優選地，所述壓敏電阻為氧化鋅壓敏電阻。
[0015]優選地，還包括過載過熱保護裝置。
[0016]優選地，還包括電源指示燈和保護狀態指示燈。
[0017]優選地，還包括防雷器外殼，所述外殼為金屬外殼。
[0018]—種使金融自動柜員機具有防雷功能的方法，其特征在于，在自動柜員機電源系統中的火零地各線間安裝權利要求1 一 8任一所述的專用防雷器。
[0019]本發明根據金融自動柜員機220V供電模塊內置變壓系統特點，及通信系統直流電壓特點，參照相關標準，設計出一種應用于自動柜員機電源系統末級設備端的專用防雷器，其特征在于，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端。所述防雷器在火零地各線間并裝一組或多組響應時間與熱轉換能力不同的氣體放電管、壓敏電阻、齊納二級管、TVS管等防雷元器件。其中，二極管響應時間大約為1ns，壓敏電阻約為25ns，而放電管需要大約100ns。放電管的放電容量最大，其次是壓敏電阻。將這些防雷元器件有機結合起來，形成兩級保護電路。第一級保護電路的放電管及壓敏電阻主要用于泄放大陡度瞬態的雷電能量，將大電流泄放大地，為粗礦保護;第二級保護電路的TVS管主要用于箝位，將過電壓電流箝制在被保護設備的最大耐受范圍內，為細保護;而電阻R主要起到改善放電管的響應動作特性和促進兩線保護特性配合的作用。當瞬態雷電過電壓波沿著線路到達保護電路后，由于放電管的放電電壓較高和響應時間較慢，它并不能很快導通放電，這時TVS管將首先響應而導通放電，隨著瞬態電流的增大，線路中電阻R兩端的電壓也隨之增大，再加上TVS管兩端的電壓降，將促使放電管、壓敏電阻等元器件響應動力而放電。當壓敏電阻和放電管導通后，它們將提供一條旁路泄放瞬態雷電過電流的通道，同時，也起到限制瞬態過電壓的作用，從而有效保護電阻和TVS管。
[0020]在本發明的一些實施例中，所述防雷器的各級保護電路中還串聯有電感，用于進行箝位。由于各電涌元器件的泄放能力和響應動作時間差異，所以采用電感來調節各元件響應時間，其作用是確保所選用電涌元件按順序要求動作響應。
[0021]本發明防雷器的電源輸入端和電源輸出端可以根據實際需要設計成各種規格的連接口，包括標準規格的接口和非標準規格的接口。通過所述接口與自動柜員機電源系統進行連接，操作簡單，便于安裝和拆卸。在一些實施例中，將所述防雷器的電源輸入端和電源輸出端設計成形狀、大小與自動柜員機電源系統上的插孔相匹配的插頭，使用時，只需將防雷器的插頭插入柜員機電源系統上的插孔，即可實時保護自動柜員機。
[0022]在本發明的優選實施例中，防雷器還具有過載過熱等安全保護裝置，如果雷電能量過大或線路中的過電壓超過荷載，過載過熱裝置就會自動斷開，避免防雷裝置因過熱起火而引發火災。
[0023]在本發明的優選實施例中，防雷器還安裝有電源指示燈和保護狀態指示燈，使用戶能夠一目了然地了解防雷設備的實時工作狀態，確保防雷器的長久正常工作。
[0024]在本發明的優選實施例中，防雷器還具有金屬外殼，優選不銹鋼外殼或鋼板噴漆外殼，用于屏蔽電磁干擾，實現設備元件的等電位。所述外殼可以是長方體、正方體或任何其它合適的形狀。
[0025]與現有的柜員機防雷系統相比，所述防雷器具有以下優點:(I)將電源電涌保護與信號電涌保護整合為一，實現了安裝與應用上的簡化。(2)通過并裝多組防雷元件，可以將電源電涌保護水平降到安全電壓，最低可以達到600VJ3)將雷電泄放接地分渠道布置，可以通過壓敏電阻、放電管等元件消耗能量，也可以通過零線消耗雷電能量，還可以通過地線將雷電能量泄放至大地，在現場接地困難甚至無法接地的情況下仍然能夠達到防雷效果。
[0026]本發明還提供一種使金融自動柜員機具有防雷功能的方法，S卩，在自動柜員機電源系統中的火零地各線間安裝上述任何一種專用防雷器。在本發明的優選實施例中，將所述專用防雷器上的插頭插入金融自動柜員機電源系統上的插孔，即可實現專用防雷器的安裝，使金融自動柜員機具有防雷功能。在另一些實施例中，也可以將所述專用防雷器通過電源輸入端和電源輸出端直接連入自動柜員機電源系統中，使所述專用防雷器的保護電路設置在自動柜員機電源系統的火線、零線和地線各線間，從而保護柜員機免受雷電損壞，防止誤動作的產生。
【附圖說明】
[0027]圖1.金融自動柜員機專用防雷器的基本保護電路，
[0028]其中，1-放電管，2-壓敏電阻，3-齊納二級管，4-TVS管，5-電阻。
[0029]圖2.金融自動柜員機專用防雷器的電路示意圖，
[0030]其中，1-放電管，2-壓敏電阻，3-齊納二級管，4-TVS管，5_電阻，6_電感，7_三極管，8-電容，9-溫度保險絲，10-電流保險絲，11-接地，12-發光二極管，13-電源開關，14-斷路器。
【具體實施方式】
[0031 ]下面通過具體實施例進行詳細說明，需要理解的是，下述實施例僅作為對本發明的解釋和說明，而不以任何形式限制本發明的范圍。
[0032]本發明的金融自動柜員機專用防雷器，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端。如圖1所示，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端;所述保護電路包括呈并聯關系的第一級保護電路和第二級保護電路;所述第一級保護電路包括呈并聯關系的的放電管(I)和壓敏電阻(2);所述第二級保護電路包括并聯的二級管(3)和TVS管(4)，和一個或多個電阻
(5)串聯;所述保護電路設置于火線、零線和地線各線之間。當瞬態雷電過電壓波沿著線路到達保護電路后，由于放電管的放電電壓較高和響應時間較慢，它并不能很快導通放電，這時TVS管將首先響應而導通放電，隨著瞬態電流的增大，線路中電阻R兩端的電壓也隨之增大，再加上TVS管兩端的電壓降，將促使放電管、壓敏電阻等元器件響應動力而放電。當壓敏電阻和放電管導通后，它們將提供一條旁路泄放瞬態雷電過電流的通道，同時，也起到限制瞬態過電壓的作用，從而有效保護電阻和TVS管。
[0033]對于頻率較高的電子系統的保護應用，TVS管的自身寄生電容的存在是有害的，寄生電容常常可以畸變系統正常傳輸信號，這就是導致被保護設備錯誤反應的原因，因此必須設法減少其自身寄生電容。本發明防雷器第二級保護電路中的二極管的主要作用是減小寄生電容，從而更加完善保護設備系統的正常安全運行。
[0034]平常線路電壓正常時，所述保護電路表現為無限大阻抗，當線路中有瞬態雷電過電壓侵入或有超過正常工作電壓的過電壓時，防雷器的各種元器件會立即按照設計要求程序順序逐級分開響應啟動，其元器件的阻抗迅速降低甚至直接導通，在納秒級時間范圍內將瞬態過電能量轉移到地線泄入大地，線間部分殘余能量被吸收轉化為熱能釋放，從而降低線路上的瞬態過電壓，達到設備能夠承受的耐受電壓范圍內，以保護設備安全。
[0035]本發明的金融自動柜員機專用防雷器，安裝十分簡便，只需將電源輸入端與電源連接，將電源輸出端與金融自動柜員機連接，即可實時保護柜員機免受過電壓的損壞，避免誤動作的產生。
[0036]在本發明的優選實施例中，所述防雷器的任何一級保護電路中還包括電感(6)，用于進行箝位，以確保其電涌元件按順序動作響應。
[0037]本發明防雷器的電源輸入端和電源輸出端可以根據實際需要設計成各種規格的連接口，包括標準規格的接口和非標準規格的接口。在一些實施例中，將所述防雷器的電源輸入端和電源輸出端設計成形狀、大小與自動柜員機電源系統上的插孔相匹配的插頭，使用時，只需將防雷器的插頭插入柜員機電源系統上的插孔，即可實時保護自動柜員機。
[0038]在本發明的優選實施例中，防雷器還具有過載過熱等安全保護裝置，如果雷電能量過大或線路中的過電壓超過荷載，過載過熱裝置就會自動斷開，避免防雷裝置因過熱起火而引發火災。
[0039]在本發明的優選實施例中，防雷器還安裝有電源指示燈和保護狀態指示燈，所述電源指示燈為紅色時表示電源接通，所述保護狀態指示燈為綠色時表示處于保護狀態，使用戶能夠一目了然地了解防雷設備的實時工作狀態，確保防雷器的長久正常工作。在本發明的其它實施例中，所述電源指示燈和保護狀態指示燈也可以采用其它顏色。
[0040]在本發明的優選實施例中，防雷器還具有金屬外殼，優選不銹鋼外殼或鋼板噴漆外殼，用于屏蔽電磁干擾，實現設備元件的等電位。所述外殼可以是長方體、正方體或任何其它合適的形狀。
【主權項】
1.金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，包括電源輸入端、保護電路和電源輸出端； 所述保護電路包括呈并聯關系的第一級保護電路和第二級保護電路； 所述第一級保護電路包括呈并聯關系的放電管和壓敏電阻； 所述第二級保護電路包括呈并聯關系的二級管和TVS管，并串聯有一個或多個電阻； 所述保護電路設置于金融自動柜員機電源系統的火線、零線和地線各線之間。2.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，所述壓敏電阻為多個，相互并聯。3.根據權利要求1或2所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，所述放電管為多個，相互并聯。4.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，所述第一級保護電路和第二級保護電路還分別串聯有電感。5.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，所述壓敏電阻為氧化鋅壓敏電阻。6.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，還包括過載過熱保護裝置。7.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，還包括電源指示燈和保護狀態指示燈。8.根據權利要求1所述的金融自動柜員機專用防雷器，其特征在于，還包括防雷器外殼，所述外殼為金屬外殼。9.一種使金融自動柜員機具有防雷功能的方法，其特征在于，在自動柜員機電源系統中的火零地各線間安裝權利要求1 一 8任一所述的專用防雷器。
【文檔編號】H02H9/06GK105826910SQ201610262012
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月25日
【發明人】曾華, 曾二睦
【申請人】北京先研科技有限責任公司