專利名稱：Rs485串行通訊接口的防雷保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種RS485串行通訊接口的防雷保護電路，屬于防雷保護技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字通訊的發(fā)展和智能家電的普及，RS485接口已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀 器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。 一個系統(tǒng)往往由多個需要相互通訊的 終端組成。例如，樓宇安全監(jiān)控系統(tǒng)、煤氣表、水電表的自動抄表系統(tǒng)、超市的自動收費系 統(tǒng)等都存在多站、遠(yuǎn)距離通信的問題。在要求通信距離為幾十米到上千米時，由于RS485總 線僅需要三根線即可實現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，設(shè)備簡單、價格低廉，且傳送速度高達 10MHz，故在工程項目中獲得廣泛應(yīng)用。 在構(gòu)成RS485總線網(wǎng)時，由于RS485的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎媒K端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，即通 一條總線將各個節(jié)點串接起來，不支持環(huán)形或星型網(wǎng)絡(luò)，因此，雷電引發(fā)的瞬間往往導(dǎo)致傳 輸線上的多個RS485收發(fā)器損壞，故防雷措施是RS485技術(shù)實際使用中必須考慮的問題，也 是提高系統(tǒng)可靠性一個十分重要的措施。 但是， 一種錯誤觀點就是認(rèn)為RS485通信鏈路不需要信號地，而只是簡單地用一 對雙絞線將各個接口的〃 A〃 、 〃 B〃端連接起來。因此，國內(nèi)外的RS485防雷設(shè)計，要么 根本就不對信號地進行防雷保護，要么就只是把信號地當(dāng)成一個屏蔽層做防雷過度。這使 得RS485的防雷等于虛設(shè)。 圖1為典型的RS485半雙工網(wǎng)絡(luò)圖，圖2為典型的RS485全雙工網(wǎng)絡(luò)圖。從圖1、 圖2可以看到，信號地與保護地是存在著電勢差的，如果對信號地不進行防雷保護，雷擊時 必然損壞RS485驅(qū)動電路。 圖3為傳統(tǒng)沒有信號地的RS485防雷保護電路，采用這樣的防雷器，當(dāng)信號地遭受 雷擊時，RS485網(wǎng)絡(luò)將嚴(yán)重?fù)p壞。圖4是傳統(tǒng)有信號地的RS485防雷保護電路，由于信號地 GND線路上沒有限流和TVS箝位，雷擊時同樣無法保護，RS485網(wǎng)絡(luò)將嚴(yán)重?fù)p壞。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提出RS485串行通訊接口的防雷保護電路，該防雷保護電
路，采用兩級復(fù)合型防雷結(jié)構(gòu)，雷擊產(chǎn)生時，不論是在信號線A、 B還是在信號地GND上產(chǎn)生
電涌，首先電流經(jīng)過限流電阻R1、R2或者R3，然后經(jīng)過Dl D6組成的三相全橋整流電路，
被瞬態(tài)電壓抑制二極管將電壓箝位。將抬高A、 B或者GND端的電壓，促使氣體放電管G1、
G2或者G3點火導(dǎo)通，從而使雷擊的主要能量從第一級防雷保護中泄流。 為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是，保護電路采用兩級復(fù)合型防雷結(jié)構(gòu)，
輸入端口采用氣體放電管作為第一級防雷保護，輸出端口采用全橋整流加型瞬態(tài)電壓抑制
二極管作為第二級防雷保護。兩級防雷之間串入線繞無感電阻作為第一級的氣體放電管點
火電阻和第二級防雷保護的限流電阻。[0009] 電路分析以圖五為例。當(dāng)雷擊產(chǎn)生時，不論是在信號線A、 B還是在信號地GND上 產(chǎn)生電涌，首先電流經(jīng)過限流電阻Rl、 R2或者R3，然后經(jīng)過Dl D6組成的三相全橋整流 電路，被瞬態(tài)電壓抑制二極管將電壓箝位。TVS1確保信號線A'、B'、信號地GND'之間不產(chǎn) 生高壓，TVS2、TVS3確保信號線A'、B'和信號地GND'對安全地PE不產(chǎn)生高壓。同時，當(dāng)電 流流過電阻R1、R2或者R3時，將抬高A、B或者GND端的電壓，促使氣體放電管G1、G2或者 G3點火導(dǎo)通，從而使雷擊的主要能量從第一級防雷保護中泄流。本實用新型的有益效果，采用這樣的防雷器，當(dāng)信號地遭受雷擊時，RS485網(wǎng)絡(luò)將 嚴(yán)重?fù)p壞。圖4是傳統(tǒng)有信號地的RS485防雷保護電路，由于信號地GND線路上沒有限流 和TVS箝位，雷擊時同樣無法保護，RS485網(wǎng)絡(luò)將嚴(yán)重?fù)p壞。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作比較詳細(xì)的說明。

圖1為典型的RS485半雙工網(wǎng)絡(luò)示意圖； 圖2為典型的RS485全雙工網(wǎng)絡(luò)示意圖； 圖3為傳統(tǒng)沒有信號地的RS485防雷保護電路； 圖4為傳統(tǒng)有信號地的RS485防雷保護電路； 圖5為本實用新型的半雙工RS485信號地與信號等同防雷保護電路； 圖6為本實用新型的全雙工RS485信號地與信號等同防雷保護電路。
具體實施方式參照圖1、圖2，圖1為一種RS485串行通訊接口的防雷保護電路為典型的RS485 半雙工網(wǎng)絡(luò)圖，圖2為典型的RS485全雙工網(wǎng)絡(luò)圖。從圖1、圖2可以看到，信號地與保護地 是存在著電勢差的，如果對信號地不進行防雷保護，雷擊時必然損壞RS485驅(qū)動電路。 參照圖3，圖4，圖3為傳統(tǒng)沒有信號地的RS485防雷保護電路，采用這樣的防雷 器，當(dāng)信號地遭受雷擊時，RS485網(wǎng)絡(luò)將嚴(yán)重?fù)p壞。圖4是傳統(tǒng)有信號地的RS485防雷保護 電路，由于信號地GND線路上沒有限流和TVS箝位，雷擊時同樣無法保護，RS485網(wǎng)絡(luò)將嚴(yán) 重?fù)p壞。 以上為現(xiàn)有技術(shù)的幾種防雷保護電路。 參照圖5，圖6，圖5為本實用新型的半雙工RS485信號地與信號等同防雷保護電 路；當(dāng)雷擊產(chǎn)生時，不論是在信號線A、 B還是在信號地GND上產(chǎn)生電涌，首先電流經(jīng)過限流 電阻R1、R2或者R3，然后經(jīng)過D1 D6組成的三相全橋整流電路，被瞬態(tài)電壓抑制二極管將 電壓箝位。TVS1確保信號線A' 、 B'、信號地GND'之間不產(chǎn)生高壓，TVS2、 TVS3確保信號線 A'、 B'和信號地GND'對安全地PE不產(chǎn)生高壓。同時，當(dāng)電流流過電阻R1、 R2或者R3時， 將抬高A、 B或者GND端的電壓，促使氣體放電管Gl、 G2或者G3點火導(dǎo)通，從而使雷擊的主 要能量從第一級防雷保護中泄流。 圖6為本實用新型的全雙工RS485信號地與信號等同防雷保護電路。 雖然本實用新型已參照上述的實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人
員，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到以上的實施例僅是用來說明本實用新型，應(yīng)理解其中可作各種變化和修改
而在廣義上沒有脫離本實用新型，所以并非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述的實施例的變化、變形都將落入本實用新型權(quán)利要求的保 護范圍。
權(quán)利要求一種RS485串行通訊接口的防雷保護電路，包括全雙工網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述的防雷保護電路，將RS485通訊接口的信號地等同信號線做相同的防雷保護，其采用兩級復(fù)合型防雷結(jié)構(gòu)，即由輸入端口采用氣體放電管作為第一級防雷保護，輸出端口采用全橋整流加瞬態(tài)電壓抑制二極管作為第二級防雷保護，兩級防雷之間串入線繞無感電阻作為第一級的氣體放電管點火電阻和第二級防雷保護的限流電阻。
2. 如權(quán)利要求1所述的串行通訊接口的防雷保護電路，其特征在于所述的第二級防 雷保護，由Dl D6組成的三相全橋整流電路，以及瞬態(tài)電壓抑制二極管組成。
專利摘要本實用新型涉及一種RS485串行通訊接口的防雷保護電路，包括全雙工網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述的防雷保護電路，將RS485通訊接口的信號地等同信號線做相同的防雷保護，其采用兩級復(fù)合型防雷結(jié)構(gòu)，即由輸入端口采用氣體放電管作為第一級防雷保護，輸出端口采用全橋整流加瞬態(tài)電壓抑制二極管作為第二級防雷保護，兩級防雷之間串入線繞無感電阻作為第一級的氣體放電管點火電阻和第二級防雷保護的限流電阻。采用該防雷保護電路，當(dāng)雷擊時，從而使雷擊的主要能量從第一級防雷保護中泄流。
文檔編號H02H9/04GK201466706SQ20092007355
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者夏青 申請人:上海臻和防雷電氣技術(shù)有限責(zé)任公司