RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路，包括第一气体放电管、第二气体放电管、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和耦合电感，所述抑制电路连接在RS422总线与外部电路之间；本发明专利技术RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路通过气体放电管、电阻、二极管、电容和电感的配合，实现对RS422总线进行雷击防护和浪涌抑制的作用。

【技术实现步骤摘要】
RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路。
技术介绍
RS422通信总线由于其具有单独发送和接收通道，不用专门控制数据方向。其最大通信距离可达到4000英尺，最大传输速率为10Mb/s。其差摸传输特性使其具有较高的抗干扰能力，在许多工业领域，特别是通信数据吞吐量要求不高的场合，RS422是首选通信总线。在许多应用场合，特别是航空机载设备，各种传感器以及控制设备均需要将采集到的数据通过RS422总线传输给控制系统，同时需要接收来自控制系统的控制指令。这些传感器以及控制设备数据通信量相对来说均不大，所以控制方便、抗干扰能力较强的RS422通信方式就成为了首选。但是工业控制领域，特别是航空机载设备由于设备空间密度高、集成度高等特点。以及飞机在高空飞行时，难免受到雷击的损坏。当控制设备，特别是与飞控相关的设备受到雷击损坏的时候，将严重威胁到飞行安全。此时对RS422通信总线进行雷电防护以及浪涌抑制就显得尤为必要。目前世界上航空机载设备雷电防护试验标准多参考RTCADO-160，目前其最新版本为G。由于飞机气动布局以及结构设计要求，机载设备多放于机舱蒙皮内部。DO-160多舱内设备的雷电防护级别有明确要求，常用的波形注入方式为针脚注入和电缆束注入，而电缆束注入又分为单次和多次回击电平、多脉冲群输入电平。航空机载设备多采用B3G33试验类别。其中B表示插针注入波形耦合类别为孔径和电阻耦合，电平等级为3，其对用的波形VOC/ISC(开路电压/短路电流)为600/24和300/300。G表示电缆束注入试验波形类别为非屏蔽、孔径耦合，其单次回击电平等级为3，其对应波形VOC/ISC为300/600和600/120，电缆束多次回击波形为300/300和600/120，紧随其后的回击为150/150和300/60。多脉冲群试验电平为360/60。上述雷击电压/电流施加在设备通信线缆上将对设备造成不可逆转的损坏，所以当航空机载设备有雷击防护要求时需要专门在通信线路上增加雷击和浪涌保护器件(装置)。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路，包括第一气体放电管、第二气体放电管、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和耦合电感；所述第一气体放电管的第一端和所述第一电阻的第一端与所述抑制电路的P1端电连接，所述第二气体放电管的第一端和所述第二电阻的第一端与所述抑制电路的P3端电连接，所述第一气体放电管的第二端和所述第二气体放电管的第二端电连接后接地；所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的第一端、所述第一电容的第一端和所述耦合电感的1端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三二极管的第一端、所述第二电容的第一端和所述耦合电感的2端电连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端和所述第三二极管的第二端电连接，所述第二二极管的第二端接地，所述第二电容的第二端和所述第一电容的第二端电连接后接地，所述耦合电感的4端与所述抑制电路的P2端电连接，所述耦合电感的3端与所述抑制电路的P4端电连接。具体地，所述P1端和所述P3端为所述抑制电路外部连接端，所述P2端和所述P4端为所述抑制电路的内部连接端。优选地，所述第一气体放电管和所述第二气体放电管为低电容值的气体放电管，且其击穿电压为90V；所述第一电阻和所述第二电阻为功率电阻，其阻值为10Ω；所述第一二极管、所述第二二极管和所述第三二极管均为电压钳位型瞬态抑制二极管；所述第一电容和所述第二电容为共模滤波电容，其电容值为470pF；所述耦合电感为空心电感，其电感值为50μH。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路通过气体放电管、电阻、二极管、电容和电感的配合，实现对RS422总线进行雷击防护和浪涌抑制的作用。附图说明图1是本专利技术所述的RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路的电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路，包括第一气体放电管V1、第二气体放电管V2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一电容C1、第二电容C2和耦合电感L1；第一气体放电管V1的第一端和第一电阻R1的第一端与抑制电路的P1端电连接，第二气体放电管V2的第一端和第二电阻R2的第一端与抑制电路的P3端电连接，第一气体放电管V1的第二端和第二气体放电管V2的第二端电连接后接地；第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的第一端、第一电容C1的第一端和耦合电感L1的1端电连接，第二电阻R2的第二端与第三二极管D3的第一端、第二电容C2的第一端和耦合电感L1的2端电连接，第二二极管D2的第一端与第一二极管D1的第二端和第三二极管D3的第二端电连接，第二二极管D2的第二端接地，第二电容C2的第二端和第一电容C1的第二端电连接后接地，耦合电感L1的4端与抑制电路的P2端电连接，耦合电感L1的3端与抑制电路的P4端电连接，P1端和P3端为抑制电路外部连接端，P2端和P4端为抑制电路的内部连接端。第一气体放电管V1和第二气体放电管V2为低电容值的气体放电管，且其击穿电压为90V；第一电阻R1和第二电阻R2为功率电阻，其阻值为10Ω；第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3均为电压钳位型瞬态抑制二极管；第一电容C1和第二电容C2为共模滤波电容，其电容值为470pF；耦合电感L1为空心电感，其电感值为50μH。本专利技术RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路的工作原理如下：当雷击信号注入到设备时，首先经过第一气体放电管V1和第二气体放电管V2，被第一气体放电管V1和第二气体放电管V2吸收，到剩余90V残压，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。导电状态下两级维持在一个较低电压，因此达到保护后级电路的目的。第一电阻R1和第二电阻R2在信号线路中，为了防止元器件对高频信号的抑制过大，所以在本设计中采用10Ω电阻进行极间配合，为满足专利技术的通用性，在本专利技术中所采用的电阻器为均为尽可能大的功率电阻，避免过流作用下电阻发生损坏。并且在电阻使用的时候尽量使用线性电阻，防止电阻对正常信号传输照成影响。电压钳位型瞬态抑制二极管，其特点是相应时间快，非线性特性较好，当使用二极管时可以或得比较低的残压。后级第一电容C1和第二电容C2为共模滤波电容，当雷电信号传输至电容端时，绝大多数能量已经被吸收。当设备壳体为金属壳体时，第一电容C1和第二电容C2将干扰信号滤除到地，保护通信信号。当防护电路达到设计通流量时，二极管上的过电流未达到其最大通流量，通过耦合电感L1提供足够的对雷击过电流的限流能力。为了防止电感在浪涌电流作用下发生磁饱和，在本专利技术中采用空心电感。本专利技术的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本专利技术的技术方案做出的技术变形，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路，其特征在于：包括第一气体放电管、第二气体放电管、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和耦合电感；所述第一气体放电管的第一端和所述第一电阻的第一端与所述抑制电路的P1端电连接，所述第二气体放电管的第一端和所述第二电阻的第一端与所述抑制电路的P3端电连接，所述第一气体放电管的第二端和所述第二气体放电管的第二端电连接后接地；所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的第一端、所述第一电容的第一端和所述耦合电感的1端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三二极管的第一端、所述第二电容的第一端和所述耦合电感的2端电连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端和所述第三二极管的第二端电连接，所述第二二极管的第二端接地，所述第二电容的第二端和所述第一电容的第二端电连接后接地，所述耦合电感的4端与所述抑制电路的P2端电连接，所述耦合电感的3端与所述抑制电路的P4端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种RS422通信总线雷电防护和浪涌抑制电路，其特征在于：包括第一气体放电管、第二气体放电管、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容、第二电容和耦合电感；所述第一气体放电管的第一端和所述第一电阻的第一端与所述抑制电路的P1端电连接，所述第二气体放电管的第一端和所述第二电阻的第一端与所述抑制电路的P3端电连接，所述第一气体放电管的第二端和所述第二气体放电管的第二端电连接后接地；所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的第一端、所述第一电容的第一端和所述耦合电感的1端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三二极管的第一端、所述第二电容的第一端和所述耦合电感的2端电连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端和所述第三二极管的第二端电连接，所述第二二极管的第二端接地，所述第二电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛杰，徐兵，刘道德，徐宗贵，
申请(专利权)人：成都必控科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51