电话机防雷性能分析 逯引章 殷显庆 【摘 要】 文章简要分析了雷电对各类电话机的不同影响,并着重对电子开关控制免提的电话机有关防雷性能方面的不足之处进行了分析。 Performance Analysis of Lightning Protection on Telephone Set 【Abstract】 The paper briefly introduces various influence of lighting to telephone set,emphatically analyzes insufficient performance of lightning protection on speakerphone with electronic switch control. 1 前言 2 电话机防雷性能分析 |
图1 |
图2 (2).机械开关控制免提的电话机中,由叉簧接点或免提机械开关将电话机内部的控制和通话电路与电话线路断开,如图3所示。实际上此电路是在图1所示的普通电话机的基础上增加了免提开关K、叉簧转换开关H2和免提通话电路。电话机在待机状态下,开关K和H1的接点断开,这样雷击电压不会进入电话机内部电路,而振铃回路从图2可看出能承受瞬间高电压。为此,雷电对这种电话机的影响较小。 |
图3 (3).电子开关控制免提的电话机中,其叉簧接点只将手柄通话电路与拨号电路等断开,而将免提通话电路经拨号电路、极性保护电路后与电话线相连。如图4所示。 |
图4 从图4中可以看出,一旦从电话线上感应有高电压,这个高电压就会进入电话机的极性保护电路、拨号电路及免提通话 电路中,会对电路中的元器件产生很大的冲击。为了便于分析,图5画出了电子开关控制免提的电话机原理图。图中省略了部分电路,只画出了与雷击信号相关联的 部分。 |
图5 若在电话线路上感应有雷击高电压,而电话机输入端没有加装高电压保护器件或器件的保护性能较差时,高电压会经D1~D4组成的极性转换电路,使A点的电位迅速升高。由于电源支路中R4的阻值很大为20MΩ,且电容C具有充电特性,提供给拨号集成电路D101V端的电源电压变化不大,另外,经电阻R3加至D101的启动端的电压也不会上升太大。为此,电路中的拨号集成电路及三极管V1等较为安全。电子开关电路部分,由于开关H-F的接点断开,从而有效地将雷击电压进行了隔离,触发器D501等也较为安全。从电路中看出,A点的高电压经脉冲开关管V2的e-c极加到其后面的各支路中,由于有Ib2=Ic3,雷击电流大部分流过V2的e-c极;另外由于R5的阻值为10kΩ,而V4支路中,R8的阻值只有82Ω,该支路中的阻抗较小,故支路中的绝大部分电压加至V4的c-e极上。流过三极管V2的e-c极的电流大于流过V4的c-e极的电流,流过V4的c-e极的电流大于流过V3的c-e极的电流。另外,R13、D8支路的阻抗相对其它支路要小,雷击电压会使发光二极管D8导通而发光。由于加至V2、V4和V3上的电压很高,很有可能超过三极管的耐压,导致V2的e-c极击穿,V4的c-e极击穿,有时也会击穿V3的c-e极。此时,电话机面板上的通话指示灯LED亮,由于脉冲拨号开关管V2和音频拨号放大管V4损坏,有时脉冲拨号放大管V3也会损坏,电话机处于常摘机状态,但无法实现拨号。无论使用免提开关挂机还是用手柄挂机均无法将电话挂断。更换V2、V4及V3管后,电话机恢复正常。被烧坏的52部电话中,有一部分电话只有V2和V4管被烧坏,另有一部分电话除V2和V4管被烧坏外,还将V3管烧坏。另外,在这4种被烧电话机中,有3种电话的脉冲开关管V2采用了复合管的方式,从图6所示的复合管连接图中可看出,流过T1管的电流远大于流过T2管的电流,且T1管上承受的电压也大于T2管上的电压。为此,T1管要击穿,在T1管击穿后,T2管的e-c极间被短路,从而保护了T2管。在实际当中也是如此。 |
图6 分析这4种电话机输入端口的过压保护性能时发现,有2种电话机采用了压敏电阻来防雷保安的,另2种电话机则采用 半导体防雷放电管来保护电路的。虽然,压敏电阻具有响应速度快的优点,但它属于电压限幅型,它动作时两端的电压有多大,要看它吸收多大的过电流。压敏电阻 的过流值与其瞬间内阻的乘积形成残压。残压不能超过被保护电路中器件的允许耐压,否则,不能保护器件。半导体放电管虽能较好地将雷击电压短路,但其本身的 动作速度较慢。 3 解决的方法 |
图7 (2).采用两级或多级压敏电阻来抗击外来高电压,在选择压敏电阻的动作电压时,不能选的过低(不能低于铃流电压的2倍),否则,铃流会使压敏电阻启动导通,而使交换机误认为“取机”而停送铃流,使电话机的铃响一下后即停。 作者单位:青海桥头发电厂 |
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