华为内部硬件设计规范之防护电路设计规范.doc

发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.70M 资料格式：doc 举报版权申诉

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前言

1范围和简介

1.1 范围

1.2 简介

1.3 关键词

2 规范性引用文件

3 术语和定义

4 防雷电路中的元器件

4.1 气体放电管

4.2 压敏电阻

4.3 电压钳位型瞬态抑制二极管（TVS）

4.4 电压开关型瞬态抑制二极管（TSS）

4.5 正温度系数热敏电阻(PTC）

4.6 保险管、熔断器、空气开关

4.7 电感、电阻、导线

4.8 变压器、光耦、继电器

5 端口防护概述

5.1 电源防雷器的安装

5.1.1 串联式防雷器

5.1.2 并联式防雷器

5.2 信号防雷器的接地

5.3 天馈防雷器的接地

5.4 防雷器正确安装的例子

6 电源口防雷电路设计

6.1 交流电源口防雷电路设计

6.1.1 交流电源口防雷电路

6.1.2 交流电源口防雷电路变型

6.1.2.1 变型电路1

6.1.2.2 变型电路2

6.2 直流电源口防雷电路设计

6.2.1 直流电源口防雷电路

6.2.2 直流电源口防雷电路变型

6.2.2.1 变型电路1

6.2.2.2 变型电路2

7 信号口防雷电路设计

7.1 E1口防雷电路

7.1.1 室外走线E1口防雷电路

7.1.2 室内走线E1口防雷电路

7.1.2.1DS21554接口电路

7.1.2.2PEB22554接口电路

7.1.2.3T7688接口电路

7.1.2.4LXT385接口电路

7.2 网口防雷电路

7.2.1室外走线网口防雷电路

7.2.2室内走线网口防雷电路

7.3 E3/T3口防雷电路

7.4 串行通信口防雷电路

7.4.1 RS232口防雷电路

7.4.2 RS422&RS485口防雷电路

7.4.2.1 室外走线RS422&RS485口防雷电路

7.4.2.2室内走线RS422&RS485口防雷电路

7.4.3 V.35接口防雷电路

7.5 用户口防雷电路

7.5.1 模拟用户口（Z口）防雷电路

7.5.1.1 有配线架一级保护

7.5.1.2 无配线架一级保护

7.5.2 数字用户口（U接口）防雷电路

7.5.2.1 有配线架一级保护

7.5.2.2 无配线架一级保护

7.5.3ADSL口防雷电路

7.5.3.1 有配线架一级保护

7.5.3.2 无配线架一级保护

7.5.4 VDSL口防雷电路

7.5.4.1 有配线架一级保护

7.5.4.2 无配线架一级保护

7.5.5G.SHDSL口防雷电路

7.5.5.1 有配线架一级保护

7.5.5.2 无配线架一级保护

7.6 并柜口防雷电路

7.7 其他信号端口的防护

8 天馈口防雷电路设计

8.1 不带馈电的天馈口防雷电路设计

8.2 带馈电的天馈口防雷电路设计

9 PCB设计

10 附录A：雷电参数简介

10.1 雷暴日

10.2 雷电流波形

10.3 雷电流陡度

10.4 雷电波频谱分析

11 附录B：常见测试波形允许容差

11.1 1.2/50us冲击电压波

11.2 8/20us冲击电流波

11.3 10/700us冲击电压波

11.4 1.2/50us(8/20us)混合波

12 附录C：冲击电流实验方法

13 附录D：低压配电系统简介

13.1 TN配电系统

13.2 TT配电系统

13.3 IT配电系统

13.4 与配电系统有关的接地故障

14 参考文献

华为技术有限公司企业技术规范 DKBA DKBA1268-2003.08 代替DKBA3613-2001.11 防护电路设计规范 2003-11-10发布 2003-11-10实施华为技术有限公司发布

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 目次前言 ..............................................................6 1 范围和简介 ........................................................ 7 1.1 范围 ......................................................... 7 1.2 简介 ......................................................... 7 1.3 关键词 ....................................................... 7 2 规范性引用文件 .................................................... 7 3 术语和定义 ........................................................ 8 4 防雷电路中的元器件 ................................................ 8 4.1 气体放电管 ................................................... 8 4.2 压敏电阻 ..................................................... 9 4.3 电压钳位型瞬态抑制二极管（TVS） ............................. 10 4.4 电压开关型瞬态抑制二极管（TSS） ............................. 11 4.5 正温度系数热敏电阻(PTC） .................................... 12 4.6 保险管、熔断器、空气开关 .................................... 12 4.7 电感、电阻、导线 ............................................ 13 4.8 变压器、光耦、继电器 ........................................ 14 5 端口防护概述 ..................................................... 15 5.1 电源防雷器的安装 ............................................ 16 5.1.1 串联式防雷器 ........................................... 16 5.1.2 并联式防雷器 ........................................... 16 5.2 信号防雷器的接地 ............................................ 18 2022-06-14,11:44:40 2

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 5.3 天馈防雷器的接地 ............................................ 19 5.4 防雷器正确安装的例子 ........................................ 19 6 电源口防雷电路设计 ............................................... 20 6.1 交流电源口防雷电路设计 ...................................... 20 6.1.1 交流电源口防雷电路 ..................................... 20 6.1.2 交流电源口防雷电路变型 ................................ 22 6.2 直流电源口防雷电路设计 ...................................... 23 6.2.1 直流电源口防雷电路 ..................................... 23 6.2.2 直流电源口防雷电路变型 ................................. 24 7 信号口防雷电路设计 ............................................... 25 7.1 E1口防雷电路 ................................................ 26 7.1.1 室外走线E1口防雷电路 ................................... 26 7.1.2 室内走线E1口防雷电路 ................................... 27 7.2 网口防雷电路 ................................................ 31 7.2.1 室外走线网口防雷电路 ................................... 31 7.2.2 室内走线网口防雷电路 ................................... 32 7.3 E3/T3口防雷电路 ............................................. 36 7.4 串行通信口防雷电路 .......................................... 36 7.4.1 RS232口防雷电路 ........................................ 36 7.4.2 RS422&RS485口防雷电路 .................................. 37 7.4.3 V.35接口防雷电路 ....................................... 39 7.5 用户口防雷电路 .............................................. 39 2022-06-14,11:44:40 3

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 7.5.1 模拟用户口（Z口）防雷电路 .............................. 40 7.5.2 数字用户口（U接口）防雷电路 ............................ 41 7.5.3 ADSL口防雷电路 ......................................... 43 7.5.4 VDSL口防雷电路 ......................................... 44 7.5.5 G.SHDSL口防雷电路 ...................................... 45 7.6 并柜口防雷电路 .............................................. 46 7.7 其他信号端口的防护 .......................................... 47 8 天馈口防雷电路设计 ............................................... 47 8.1 不带馈电的天馈口防雷电路设计 ................................ 47 8.2 带馈电的天馈口防雷电路设计 .................................. 48 9 PCB设计 .......................................................... 50 10 附录A：雷电参数简介 ............................................ 51 10.1 雷暴日 .................................................... 51 10.2 雷电流波形 ................................................ 51 10.3 雷电流陡度 ................................................ 52 10.4 雷电波频谱分析 ............................................ 52 11 附录B：常见测试波形允许容差 .................................... 52 11.1 1.2/50us冲击电压波 ........................................ 52 11.2 8/20us冲击电流波 .......................................... 52 11.3 10/700us冲击电压波 ........................................ 53 11.4 1.2/50us(8/20us)混合波 .................................... 53 12 附录C：冲击电流实验方法 ........................................ 54 2022-06-14,11:44:40 4

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 13 附录D：低压配电系统简介 ........................................ 55 13.1 TN配电系统 ................................................ 55 13.2 TT配电系统 ................................................ 57 13.3 IT配电系统 ................................................ 58 13.4 与配电系统有关的接地故障 .................................. 59 14 参考文献 ....................................................... 60 2022-06-14,11:44:40 5

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 前言本规范的其他系列规范：无与对应的国际标准或其他文件的一致性程度：无规范代替或作废的全部或部分其他文件：本规范代替原规范DKBA3613-2001.11《防护电路设计规范》与其他规范或文件的关系：本规范是DKBA3613-2001.11《防护电路设计规范》的升级与规范前一版本相比的升级更改的内容：对前一版的内容进行了优化，并全面增加了多种信号端口的防护电路。本规范由EMC研究部提出。本规范主要起草和解释部门：EMC研究部本规范主要起草专家：EMC研究部：张静(34763) 本规范主要评审专家：整机工程部：熊膺（8712）、罗新会（9398）、王庆海（31211）、孟繁涛（15133），张静松（5073）、唐栓礼（9469）本规范批准部门：整机工程部本规范所替代的历次修订情况和修订专家为：规范号主要起草专家主要评审专家 DKBA3613-2001 .11 熊膺(8712) 徐贵今（7764）、谢春生（2635）、孟繁涛（15133）、唐栓礼（9469）、张静松（5073）、陈敦利（4678）、 2022-06-14,11:44:40 6

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 防护电路设计规范 1范围和简介 1.1 范围本规范规定了防护电路的设计原则。本规范适用于公司通信产品各端口的防护电路设计。 1.2 简介通信产品在应用的过程中，由于雷击等原因形成的过电压和过电流会对设备端口造成损害，因此应当设计相应的防护电路，各个端口根据其产品族类、网络地位、目标市场、应用环境、信号类型以及实现成本等多种因素的不同所对应的防护电路也不同，本规范在电源口、信号口和天馈口的防护电路设计上给出了指导。 1.3 关键词防护、气体放电管、压敏电阻、TVS管、TSS管、退耦、接地 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。序号编号名称 1 2 3 4 5 6 7 8 IEC 61000-4-5 ETS 300 386 ITU-T K.20 Eletromagnetic compatibility(EMC)-Part 4:Testing and measurement techniques-Section 5:Surge immunity test Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM); Telecommunication network equipment; ElectroMagnetic Compatibility(EMC)requirements Resistibility of telecommunication equipment installed in a telecommunications centre to overvoltages and overcurrents YD/T 5098-2001 通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范 ITU-T K.21 ITU-T K.44 ITU-T K.45 Resistibility of telecommunication equipment installed in customer premises to overvoltages and overcurrents Resistibility tests for telecommunication equipment exposed to overvoltages and overcurrents Resistibility of access network equipment to overvoltages and overcurrents DKBA1260-2003.07 10/100BASE-TX以太网防护电路设计指导书 2022-06-14,11:44:40 7

密级：内部公开 DKBA1268-2003.08 9 DKBA1139-2002.09 硅瞬态抑制器件可靠应用指导书 3 术语和定义防雷器：一些标准中又称为电涌保护器（Surge Protective Devices，SPD），是可安装在设备端口用于对各种雷电电流、操作过电压等进行保护的器件。它至少含有一个非线性元件。防雷器的残压：雷电放电电流流过防雷器时，其端子间呈现的电压。被保护端口自身的抗过电压水平必须高于防雷器的输出残压并有一定的裕量，防雷器才能真正起到保护设备的作用。 1.2/50us冲击电压：雷击时户内走线线缆上产生的感应过电压的模拟波形，用于设备端口过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端口和建筑物内走线的信号线测试。 1.2/50us(8/20us)混合波：是浪涌发生器输出的一种具有特定开路/短路特性的波形。发生器输出开路时，输出波形是1.2/50us的开路电压波；发生器输出短路时，输出波形是8/20us的短路电流波。具有这种特性的浪涌发生器主要用于设备端口过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端口和建筑物内走线的信号线测试。 10/700us冲击电压：雷击时户外走线线缆上产生的感应雷过电压的模拟波形。用于设备端口过电压耐受水平测试时用的波形，主要测试范围：建筑物外走线的信号线（如用户线类电缆）的测试。 8/20us冲击电流：雷击时线缆上产生的感应过电流模拟波形，设备的雷击过电流耐受水平测试用标准波形，主要用于通信设备的电源口、信号口、天馈口。 10/350us冲击电流：直击雷电流模拟波形。目前通信设备端口的防雷测试较少使用。 4 防雷电路中的元器件 4.1 气体放电管图4-1 气体放电管的原理图符号气体放电管是一种开关型保护器件，工作原理是气体放电。当两极间电压足够大时，极间间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，类似短路。导电状态下两极间维持的电压很低，一般在20～50V，因此可以起到保护后级电路的效果。气体放电管的主要指标有：响应时间、直流击穿电压、冲击击穿电压、通流容量、绝缘电阻、极间电容、续流遮断时间。气体放电管的响应时间可以达到数百ns以至数s，在保护器件中是最慢的。当线缆上的雷击过电压使防雷器中的气体放电管击穿短路时，初始的击穿电压基本为气体放电管的冲击击穿电压，放电管击穿导通后两极间维持电压下降到20～50V；另一方面，气体放电管的通流量比压敏电 2022-06-14,11:44:40 8

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