一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，其特征在于：包括印制板，所述印制板与衬套交接处设有缺口，衬套穿过所述缺口；所述衬套的左侧设有一个表贴气体放电管即衬套前级电路为高压区，所述衬套的右侧电路为低压区，所述衬套为圆柱形，所述衬套装入外壳中，形成过盈配合；本实用新型专利技术的优点在于：将各种电磁脉冲防护功能集成在一个防护器件里，利于安装维护，极大的降低了采购和使用成本，同时，大大缩减了体积和重量，给客户带来方便。

【技术实现步骤摘要】
一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置
本技术涉及一种磁脉冲防护装置，具体地说是一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，属于电磁脉冲防护装置领域。
技术介绍
在信号强电磁脉冲防护领域，国内外相关企业都做了一定的研究，也有部分防护产品问世。多数的产品只能针对单一脉冲进行防护，比如雷电磁脉冲、核电磁脉冲或EMI，能够进行综合防护的产品，其性能也不够理想，实测值与标称值相去甚远，不能满足实际使用需求。现有技术条件下，客户在实际使用过程中，往往必须同时采购多个生产厂商的多个防护器件才能起到全面的防护效果。首先是采购成本的增加，采购周期也变得更长，还增加了管理维护的成本，同时，几乎所有客户（尤其是机载设备制造商）对于防护产品的重量和体积都有严格的要求，而且多种设备级联可能导致匹配失衡，还增加了系统失效的风险，降低了设备的可靠性。不仅如此，市面上现有产品结构设计不合理，给使用和安装带来不便，电气端口混杂不规范，还有电路设计缺陷，测试过程中出现火花、炸裂等情况。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术设计了一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，将各种电磁脉冲防护功能集成在一个防护器件里，利于安装维护，极大的降低了采购和使用成本，同时，大大缩减了体积和重量，给客户带来方便。本技术的技术方案为：一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，包括印制板，所述印制板与衬套交接处设有缺口，衬套穿过所述缺口；所述衬套的左侧设有一个表贴气体放电管即衬套前级电路为高压区，所述衬套的右侧电路为低压区，实现了物理上的隔离，所述衬套为圆柱形，所述衬套装入外壳中，形成过盈配合。对于强电磁脉冲的防护，从屏蔽、接地和滤波三个方面进行分层分解。首先是屏蔽，在印制板设计时，留下一个缺口，便于穿过衬套并固定位置，衬套左侧为一个表贴气体放电管，即衬套前级电路为高压区，衬套右侧电路为低压区，实现了物理上的隔离，衬套本身为圆柱形，与外壳搭配使用，装配时，将衬套装入外壳中，形成过盈配合。所述外壳内部末端设计有台阶，可以尽量减少电磁泄露。所述外壳设有圆柱形腔体，用于屏蔽整个印制板，所述圆柱形腔体装入所述外壳内，并通过紧固螺母固定。圆柱形腔体用于屏蔽整个印制板，依次将衬套和圆柱形腔体装入所述外壳，最后再旋入紧固螺母，即可完成装配。其次，为了提高接地性能和整体的屏蔽效能，外壳和腔体均采用铜H62，其成分合理，综合性能强，不仅数控加工精度高，耐受冷热性好、力学性能良好，还非常适合后期表面处理。同时，铜材的可焊性强，便于将其焊接在印制板上，形成低阻接地通道。电镀镍后导电性良好，外表面接地电阻极低，可以快速泄放瞬间大电流。外壳、腔体都进行了倒角处理，产品圆润大气，注重安全防护。中间的衬套既能起到高低压隔离分区的作用，还能对外壳起到支撑作用，同时还保护了印制板和元器件，能更好地应对震动冲击加速度等强应力。在滤波方面，采用了高压区/低压区隔离、大电流/小电流隔离、瞬态/稳态相结合的方式进行多层级防护。在腔体的设计过程中，加入了衬套，输入端为高压区，输出端为低压区，进行了物理上的隔离。在电路的设计中，前级选用能耐受高电压、泄放大电流的GDT气体放电管，后级选用TSS半导体放电管进行精准钳位，保护用户设备。同时加入了稳态EMI电磁干扰滤波器，电感和电容有机结合，分别通过电流滤波和电压滤波的方式，对外部干扰和用电设备发出的干扰进行滤除。信号电路的防护以共模为主，差模为辅，对线间和线地的电磁脉冲都设计了通路进行吸收、抑制和泄放。印制板电路第一级为三端气体放电管，它具有很高的瞬态电流泄放能力，8/20us波形下可以泄放10KA，同时级间电容和插入损耗都非常小，响应速度快，使用寿命长，非常适合用在RS485/422/232等信号电路和以太网电路，同时用在电压电路中时，也不会有续流的问题存在。接着是一对终端电阻，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有的时候，信号就会引起反射，导致网络数据紊乱，可能引起电路误判误动作等。然后是一组TSS，将气体放电管泄放后剩余的电压再进行一次精准的钳位，使其低于电路能承受的最大瞬态电压值，再通过一个贴片共模电感和两对Y电容对稳态EMI干扰进行滤除，提高信噪比。最后通过导热绝缘胶进行整体灌封，一是增强产品的散热能力，二是加强元器件、飞线间的绝缘性能，三是对印制板、元器件进行加固，增强耐受震动冲击等环境应力的能力。电路拓扑图中电路第一级为气体放电管，并联在电路中，利用其开关特性，泄放大电流；两个电阻串联在电路中改变阻抗，防止信号发射失真；TSS1并联在电路中、TSS2和TSS3分别对地连接，形成组合，共同滤除差模和共模干扰；最后一级由四个电容对地连接，加一个共模电感串联在电路中，滤除EMI干扰。结构设计，兼顾了性价比、加工精度、高低温耐受性等方面，同时对震动冲击等力学应力有很好的耐受性。体积小、重量轻，美观实用；利用高低压分区，分层分级分解，瞬态/稳态结合等技术，可以有效的对强电磁脉冲进行防护，保护后级设备安全。本技术的有益效果为：1、人身安全。结构设计合理，充分考虑人体工程学，在安装使用过程中不伤手。电路设计安全至上，设计了多重泄放和保护措施，不会因为误操作发生炸裂、触电等情况。2、性能优异。充分研究了核电磁脉冲、雷电磁脉冲、静电放电、高功率微波等电磁干扰的特点，形成了这样一套综合防护设计方案，有效滤除多种干扰。3、可靠性高。体积小、重量轻，通过了GJB150A的多项实验，质量有保障。下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术实施例一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置的整体结构示意图；图2为本技术实施例的印制板示意图；图3为本技术实施例的电路拓扑图。具体实施方式以下对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例1如图1-3所示，一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，包括印制板1，所述印制板1与衬套3交接处设有缺口2，衬套3是穿过所述缺口2的；所述衬套3的左侧设有一个表贴气体放电管即衬套前级电路为高压区，所述衬套3的右侧电路为低压区，实现了物理上的隔离，所述衬套3为圆柱形，所述衬套3装入外壳4中，形成过盈配合。对于强电磁脉冲的防护，从屏蔽、接地和滤波三个方面进行分层分解。首先是屏蔽，在印制板1设计时，留下一个缺口2，便于穿过衬套3并固定位置，衬套左侧为一个表贴气体放电管（见图2中标号8），即衬套前级电路为高压区，衬套右侧电路为低压区，实现了物理上的隔离，衬套本身为圆柱形，与外壳搭配使用，装配时，将衬套装入外壳4中，形成过盈配合。所述外壳4内部末端设计有台阶5，可以尽量减少电磁泄露。所述外壳4设有圆柱形腔体6，用于屏蔽整个印制板，所述圆柱形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，其特征在于：包括印制板，所述印制板与衬套交接处设有缺口，衬套穿过所述缺口；所述衬套的左侧设有一个表贴气体放电管即衬套前级电路为高压区，所述衬套的右侧电路为低压区，所述衬套为圆柱形，所述衬套装入外壳中，形成过盈配合；/n所述外壳内部末端设计有台阶；/n所述外壳设有圆柱形腔体，用于屏蔽整个印制板，所述圆柱形腔体装入所述外壳内，并通过紧固螺母固定；/n圆柱形腔体用于屏蔽整个印制板，依次将衬套和圆柱形腔体装入所述外壳，最后再旋入紧固螺母，即可完成装配；/n所述的外壳和腔体均采用铜H62；/n印制板的电路第一级为三端气体放电管，然后是一组TSS，再通过一个贴片共模电感和两对Y电容对稳态EMI干扰进行滤除。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于RS485信号的强电磁脉冲综合防护装置，其特征在于：包括印制板，所述印制板与衬套交接处设有缺口，衬套穿过所述缺口；所述衬套的左侧设有一个表贴气体放电管即衬套前级电路为高压区，所述衬套的右侧电路为低压区，所述衬套为圆柱形，所述衬套装入外壳中，形成过盈配合；
所述外壳内部末端设计有台阶；
所述外壳设有圆柱形腔体，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶江峰，肖仕伟，熊磊，孙静，吴长鸣，
申请(专利权)人：合利科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11