多功能機柜空調(diào)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多功能機柜空調(diào)器，包括主體及安裝在主體后部的后面板，所述后面板上設(shè)置有通訊接口及電源接口，通訊接口后方安裝有防雷板及設(shè)有直流防反接電路及交流電壓偏移檢測電路的電路板，其中防雷板上設(shè)有通訊接口防雷電路及電源接口防雷電路。從而能夠保證機柜空調(diào)器的正常運轉(zhuǎn)。
【專利說明】多功能機柜空調(diào)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機柜空調(diào)器，尤其涉及一種具有多種功能的機柜空調(diào)器。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著移動通信用戶數(shù)量的增長，基于信號覆蓋要求的移動通信機柜不斷 增加，城鄉(xiāng)、郊野的通信戶外機柜建設(shè)越來越多，而由于地處偏遠(yuǎn)，多數(shù)戶外機柜處于無人 值守狀態(tài)，通信戶外機柜的配套設(shè)備的安全及可靠性問題無法保障，比如當(dāng)戶外機柜所配 套的機柜空調(diào)器發(fā)生宕機故障時不易被發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致戶外機柜內(nèi)發(fā)熱元件存在嚴(yán)重的安 全隱患。
[0003] 同時，由于多數(shù)通信戶外機柜位于郊野或山頂，每逢雷雨天氣，雷電造成的電涌容 易導(dǎo)致電源、主控電路等的損壞，現(xiàn)有的空調(diào)器防雷擊電涌泄放電路多是針對交流電，對于 直流電路元件仍不能保護(hù)其免受雷擊。
[0004] 再者，鑒于通信戶外機柜及配套設(shè)備對可靠性的要求，往往所配備的電源是交直 流混合供電，當(dāng)交流電源中斷或電壓過低時，可通過現(xiàn)場的蓄電池等后備電源進(jìn)行直流供 電，而直流供電過程中偶爾會發(fā)生在安裝或維護(hù)過程中接線錯誤引起電源極性反轉(zhuǎn)導(dǎo)致設(shè) 備損壞。在交流電供電過程中，交流電壓過高或者過低超過一段時間時，機柜空調(diào)器內(nèi)部所 使用交流供電的部件，如壓縮機往往會因電壓不穩(wěn)而損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種具備通訊接口，且具有防雷、防反接、防電壓偏離的機 柜空調(diào)器。
[0006] 相應(yīng)地，本發(fā)明的一種多功能機柜空調(diào)器，包括主體及安裝在主體后部的后面板， 所述后面板上設(shè)置有通訊接口及電源接口，通訊接口后方安裝有防雷板及設(shè)有直流防反接 電路及交流電壓偏移檢測電路的電路板，其中防雷板上設(shè)有通訊接口防雷電路及電源接口 防雷電路。
[0007] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通訊接口防雷電路具有兩級防護(hù)，第一級防護(hù)電 路包括相互并聯(lián)設(shè)置的放電管⑶Tl、GDT2,所述放電管⑶T1、⑶T2的兩端并聯(lián)至電路中的 電源正負(fù)極，第二級防護(hù)電路包括并聯(lián)設(shè)置在電路正負(fù)極兩端的瞬態(tài)抑制二級管TVS1，相 互串聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二級管TVS2和TVS3,所述瞬態(tài)抑制二級管TVS2和TVS3串聯(lián)后再并 聯(lián)至瞬態(tài)抑制二級管TVS1的兩端。
[0008] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通訊接口防雷電路還包括設(shè)置在第一級防護(hù)電 路和第二級防護(hù)電路之間的退耦結(jié)構(gòu)，所述退耦結(jié)構(gòu)包括相互串聯(lián)設(shè)置的電感L1和電阻 PPTC1，和相互串聯(lián)的電感L2和電阻PPTC2。
[0009] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通訊接口采用雙RJ45接口。
[0010] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源接口防雷電路包括交流防雷電路和直流防雷 電路， 所述交流防雷電路為兩級防雷，每一級由三個并聯(lián)的壓敏電阻和與所述三個壓敏電阻 并聯(lián)設(shè)置的放電管組成，兩級防雷之間設(shè)有退耦元件； 所述直流防雷電路為三級防雷，一級防雷由三個相互并聯(lián)的壓敏電阻組成，二級防雷 亦由三個相互并聯(lián)的壓敏電阻組成，三級防雷由三個相互并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管組成，一 級防雷與二級防雷、二級防雷與三級防雷之間均設(shè)有退耦元件。
[0011] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述退耦元件為空心電感。
[0012] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，交流防雷電路中，所述空心電感串聯(lián)在一級防雷和二 級防雷之間。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，直流防雷電路中，所述空心電感串聯(lián)在相鄰的兩級防 雷之間。
[0014] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流防反接電路中選用的反接防護(hù)器件為功率晶 體管，交流電壓偏移檢測電路選用電壓互感器。
[0015] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述直流防反接電路包括并聯(lián)于電源模塊輸入端正反 兩極的電容、并聯(lián)在電容兩端的電阻、并聯(lián)在電阻兩端的二極管、并聯(lián)于二極管的N-M0S晶 體管，并聯(lián)于N-M0S晶體管的二極管，分別并聯(lián)于電源模塊輸出端正負(fù)兩級的兩個電容。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明多功能機柜空調(diào)器具有防雷、防反接及防電壓偏離 功能，從而能夠保證機柜空調(diào)器的正常運轉(zhuǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器后面板打開狀態(tài)的立體圖。
[0018] 圖2為圖1圓圈區(qū)域的放大圖。
[0019] 圖3為圖1另一方向的立體圖。
[0020] 圖4所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器通訊接口的防雷保護(hù)電路原理圖。
[0021] 圖5所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器電源交流防雷電路圖。
[0022] 圖6所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器電源直流防雷電路圖。
[0023] 圖7所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器防反接電路圖。
[0024] 圖8所示為本發(fā)明機柜空調(diào)器的交流電壓偏移的采集電路圖。

【具體實施方式】
[0025] 以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實施方式并 不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的 變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0026] 如圖1至3所示，本發(fā)明一實施方式機柜空調(diào)器包括主體1及安裝在主體1后部 的后面板2。所述后面板2上設(shè)置有通訊接口 21、電源接口 22及調(diào)試界面23。具體地，通 訊接口 21采用雙RJ45接口，該硬件遵循RS485規(guī)范，其軟件協(xié)議遵循國際規(guī)約M0DBUS-RTU 協(xié)議。其采用雙RJ45的目的在于方便機柜空調(diào)器組網(wǎng)通信。通信協(xié)議采用開源方式，真正 方便廣大用戶實現(xiàn)系統(tǒng)級應(yīng)用。通訊接口 21后方安裝有防雷板24及設(shè)有直流防反接電路 及交流電壓偏移檢測電路的電路板25。所述調(diào)試界面23可實時顯示機柜空調(diào)器工作狀態(tài)， 如果發(fā)生異常則及時顯示報警信息。
[0027] 如圖4所示，防雷板24上設(shè)有通訊接口防雷電路，防護(hù)等級差模3KA，共模5KA，整 個防護(hù)電路采用兩級防護(hù)，第一級為放電管電荷泄放，第二級為TVS(瞬態(tài)抑制二極管）電 荷泄放，前后級通過電阻電感退耦，實現(xiàn)電路低殘壓輸出和高電流泄放能力。
[0028] 具體地，該防雷電路包括相互并聯(lián)設(shè)置的放電管⑶T1、⑶T2,所述放電管⑶T2還 具有一接地腳，所述放電管⑶T1、⑶T2的兩端并聯(lián)至電路中的電源正負(fù)極A、B，⑶T2的接 地腳連接至電路中的接地端PE。該放電管GDT1和GDT2形成前述的第一級放電管電荷泄 放，即形成電路中的一級防護(hù)。本發(fā)明中的放電管均采用氣體放電管。所述放電管均采用 90V/10KA (直流擊穿電壓為90V，通流電流為10KA)。
[0029] 所述防雷電路中還包括并聯(lián)設(shè)置在電路正負(fù)極A、B兩端的瞬態(tài)抑制二極管TVS1， 相互串聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3,所述瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3串聯(lián)后再 并聯(lián)至瞬態(tài)抑制二極管TVS1的兩端，且瞬態(tài)抑制二極管TVS2和TVS3之間連接有一根接地 線，該接地線連接至該電路的接地端PE。所述瞬態(tài)抑制二極管TVS1、TVS2、TVS3形成前述 的第二級TVS電荷泄放，即形成電路中的二級防護(hù)。
[0030] 所述二級防護(hù)和一級防護(hù)電路之間由于電流大小的變化會形成耦合，從而對網(wǎng)絡(luò) 的正常工作產(chǎn)生影響。因此，該防護(hù)電路中還設(shè)置有退耦電路。該退耦電路包括相互串聯(lián)設(shè) 置的電感L1和電阻PPTC1，和相互串聯(lián)的電感L2和電阻PPTC2。所述電感L1和電阻PPTC1 相互串聯(lián)后，再串聯(lián)至一級防護(hù)電路的正極和二級防護(hù)電路的正極之間，所述電感L2和電 阻PPTC2相互串聯(lián)后，再串聯(lián)至一級防護(hù)電路的負(fù)極和二級防護(hù)電路的負(fù)極之間。所述前 后的兩級防護(hù)通過電阻電感退耦，實現(xiàn)電路低殘壓輸出和高電流泄放能力。
[0031] 如圖5和圖6所示，同時防雷板24設(shè)置有電源防雷電路，本發(fā)明機柜空調(diào)器的電 源接口 22分交流和直流兩種，供電電壓交流220V，直流53V，電源防雷電路防雷標(biāo)準(zhǔn)8/20US 感應(yīng)雷波形，差模5KA，共模5KA。電源防雷電路為多級防雷，且所述相鄰兩級防雷之間設(shè)置 有退耦元件，所述退耦元件為空心電感。所述機柜空調(diào)器的電源防雷電路對應(yīng)電源接口 22 分為交流防雷電路和直流防雷電路兩種。
[0032] 所述交流防雷電路設(shè)置為兩級防雷，前后兩級皆由壓敏電阻和放電管組成。具體 如圖5所示：其中所述一級防雷包括三個并聯(lián)的壓敏電阻1^7、1^8、1^9，和與壓敏電阻1^7、 RV8、RV9并聯(lián)設(shè)置的放電管10、20。二級防雷包括三個并聯(lián)的壓敏電阻RV10、RV11、RV12， 和與壓敏電阻RV10、RV11、RV12并聯(lián)設(shè)置的放電管30、40。所述一級防雷和二級防雷之間 還設(shè)有退耦元件，該退耦元件為串聯(lián)在一級防雷和二級防雷之間的空心電感L5和L6,所述 前后的兩級防護(hù)通過空心電感L5、L6退耦，實現(xiàn)電路低殘壓輸出和高電流泄放能力。所述 一級防雷相互并聯(lián)的壓敏電阻1^7、1^8、1^9、放電管10、放電管20連接于電源的正負(fù)兩端 ； 所述二級防雷相互并聯(lián)的壓敏電阻RV10、RV11、RV12、放電管30、放電管40亦連接于電源 的正負(fù)兩端；所述空心電感L5連接在一級防雷的正極和二級防雷的正極之間；空心電感L6 連接在一級防雷的負(fù)極和二級防雷的負(fù)極之間。
[0033] 所述直流防雷電路設(shè)置為三級防雷，前兩級由壓敏電阻泄放電流，后級瞬態(tài)抑制 二極管TVS限幅實現(xiàn)低殘壓輸出。具體如圖6所示：其中所述一級防雷包括三個相互并聯(lián) 的壓敏電阻RV1、RV2、RV3,該壓敏電阻RV1、RV2、RV3并聯(lián)于直流電源的正負(fù)兩極。二級防 雷包括三個相互并聯(lián)的壓敏電阻RV4、RV5、RV6,該壓敏電阻RV4、RV5、RV6并聯(lián)于直流電源 的正負(fù)兩極。三級防雷包括三個相互并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管TVS1、TVS2、TVS3,該瞬態(tài)抑制 二極管TVS1、TVS2、TVS3并聯(lián)于直流電源的正負(fù)兩極。所述一級防雷和二級防雷之間、二級 防雷和三級防雷之間設(shè)有退耦元件。
[0034] 所述一級防雷和二級防雷之間的退耦元件為串聯(lián)在一級防雷和二級防雷之間的 空心電感L1和L2,所述空心電感L1連接在一級防雷的正極和二級防雷的正極之間；空心 電感L2連接在一級防雷的負(fù)極和二級防雷的負(fù)極之間，所述一級防雷和二級防雷這兩級 防護(hù)通過空心電感L1、L2退耦，實現(xiàn)一級防雷和二級防雷之間的電路低殘壓輸出和高電流 泄放能力。所述二級防雷和三級防雷之間的退耦元件為串聯(lián)在二級防雷和三級防雷之間的 空心電感L3和L4,所述空心電感L3連接在二級防雷的正極和三級防雷的正極之間；空心 電感L4連接在二級防雷的負(fù)極和三級防雷的負(fù)極之間，所述二級防雷和三級防雷這兩級 防護(hù)通過空心電感L3、L4退耦，實現(xiàn)二級防雷和三級防雷之間的電路低殘壓輸出和高電流 泄放能力。
[0035] 如圖7和圖8所示，所述電路板25上設(shè)置的直流防反接電路包括：并聯(lián)于電源模 塊輸入端正反兩極的電容C1、并聯(lián)在電容C1兩端的電阻R1、并聯(lián)在電阻R1兩端的二極管 Z1、并聯(lián)于二極管Z1的N-M0S晶體管Q1，并聯(lián)于N-M0S晶體管Q1的二極管Z2,并聯(lián)于電源 模塊輸出端正負(fù)兩級的電容C2、并聯(lián)于電容C2的電容C3。本發(fā)明反接防護(hù)器件選用功率 N-M0S晶體管，這種器件可以實現(xiàn)快速保護(hù)和毫歐級的低導(dǎo)通阻抗，極大降低了防反接電路 的功耗。另，本發(fā)明機柜空調(diào)器選用的交流壓縮機在交流電源電壓波動極大的情況下長期 運行容易造成壓縮機故障，影響壓縮機的使用壽命，為此，機柜空調(diào)器應(yīng)當(dāng)具備交流電壓檢 測功能，當(dāng)交流電壓過高或者過低超過一定時間時，機柜空調(diào)器會上報交流電壓偏離正常 工作電壓范圍報警，機柜空調(diào)器此時會切斷壓縮機電源保護(hù)壓縮機，當(dāng)交流電壓恢復(fù)正常 范圍時，機柜空調(diào)器根據(jù)檢測的溫度工況正常運行控制邏輯。交流電壓測量器件是精密電 壓互感器，可實現(xiàn)電壓測量和強弱電隔離，交流電壓信號經(jīng)過I/V變換和整流濾波放大后 進(jìn)入單片機的AD采集引腳。
[0036] 應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一 個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說 明書作為一個整體，各實施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以理解的其他實施方式。
[0037] 上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說 明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實施方式 或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種多功能機柜空調(diào)器，包括主體及安裝在主體后部的后面板，其特征在于，所述后 面板上設(shè)置有通訊接口及電源接口，通訊接口后方安裝有防雷板及設(shè)有直流防反接電路及 交流電壓偏移檢測電路的電路板，其中防雷板上設(shè)有通訊接口防雷電路及電源接口防雷電 路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述通訊接口防雷電路具 有兩級防護(hù)，第一級防護(hù)電路包括相互并聯(lián)設(shè)置的放電管⑶T1、⑶T2,所述放電管⑶T1、 GDT2的兩端并聯(lián)至電路中的電源正負(fù)極，第二級防護(hù)電路包括并聯(lián)設(shè)置在電路正負(fù)極兩端 的瞬態(tài)抑制二級管TVS1，相互串聯(lián)設(shè)置的瞬態(tài)抑制二級管TVS2和TVS3,所述瞬態(tài)抑制二級 管TVS2和TVS3串聯(lián)后再并聯(lián)至瞬態(tài)抑制二級管TVS1的兩端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述通訊接口防雷電路還 包括設(shè)置在第一級防護(hù)電路和第二級防護(hù)電路之間的退耦結(jié)構(gòu)，所述退耦結(jié)構(gòu)包括相互串 聯(lián)設(shè)置的電感L1和電阻PPTC1，和相互串聯(lián)的電感L2和電阻PPTC2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述通訊接 口采用雙RJ45接口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述電源接口防雷電路包 括交流防雷電路和直流防雷電路， 所述交流防雷電路為兩級防雷，每一級由三個并聯(lián)的壓敏電阻和與所述三個壓敏電阻 并聯(lián)設(shè)置的放電管組成，兩級防雷之間設(shè)有退耦元件； 所述直流防雷電路為三級防雷，一級防雷由三個相互并聯(lián)的壓敏電阻組成，二級防雷 亦由三個相互并聯(lián)的壓敏電阻組成，三級防雷由三個相互并聯(lián)的瞬態(tài)抑制二極管組成，一 級防雷與二級防雷、二級防雷與三級防雷之間均設(shè)有退耦元件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述退耦元件為空心電感。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，交流防雷電路中，所述空心 電感串聯(lián)在一級防雷和二級防雷之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，直流防雷電路中，所述空心 電感串聯(lián)在相鄰的兩級防雷之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述直流防反接電路中選 用的反接防護(hù)器件為功率晶體管，交流電壓偏移檢測電路選用電壓互感器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能機柜空調(diào)器，其特征在于，所述直流防反接電路包括 并聯(lián)于電源模塊輸入端正反兩極的電容、并聯(lián)在電容兩端的電阻、并聯(lián)在電阻兩端的二極 管、并聯(lián)于二極管的N-MOS晶體管，并聯(lián)于N-MOS晶體管的二極管，分別并聯(lián)于電源模塊輸 出端正負(fù)兩級的兩個電容。
【文檔編號】H05K7/02GK104144584SQ201310166281
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】劉明國, 朱衛(wèi)寧 申請人:蘇州昆拓?zé)峥叵到y(tǒng)股份有限公司