接口保护电路制造技术

本发明专利技术公开一种接口保护电路，包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线依次串联的瞬态电压抑制ＴＶＳ泻放电路和信号隔离电路，其中，在信号隔离电路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。本发明专利技术还公开一种接口保护电路，包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线串联的信号隔离电路，其中，在信号隔离电路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保护电路设计的
，尤其涉及一种接口保护电路。技术背景在系统设计时，对各种接口的保护电路的设计将直接影响到系统的稳定性和可靠性。在使用各种接口芯片时，应该注意的问题包括a、 在某些场合，由于现场情况十分复杂，各节点之间可能存在很高的共 模电压。对于采用差分传输方式的接口，具有一定的抗共模干扰的能力，但 当共模电压超过差分接口的极限接收电压时，差分接口就再也无法正常工作 了，严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。b、 接口芯片在使用、焊接或设备的运输途中都有可能受到静电的冲击 而损坏。在传输线架设于户外的使用场合，接口芯片乃至整个系统还有可能 遭致雷电的袭击。为防止问题a的发生，对接口进行保护时通常采用的电路是在外部接口 和受保护的接口之间串联隔离电路/变压器；为防止问题b的发生，对接口进 行保护时通常采用的电路是直接采用带有防静电(ESD)的接口芯片，或在 受保护的接口的信号线上连接瞬态电压抑制(TVS)泻放电路。下面以RS-485接口为例，对接口的保护电路做进一步具体说明。为减 少或避免上述问题对RS-485接口甚至芯片的干扰和破坏，常用的保护电路 包括在RS-485接口和其它接口之间连接光隔离器/变压器等，将各接口之间 的信号进行隔离，如图la所示。在采用RS-485接口的系统中，通常使用光 隔离器/变压器将RS-485接口与主器件的接口进行隔离，从而防止^4妄口之 间产生过高的共模电压。其中，光隔离器是利用光信号将电气信号实现转换， 消除了电气连续性。只要电路的漂浮电平不超过隔离器的额定击穿电压(通 常为1000-2500V)，接口就不会损坏。直接采用带有防静电的RS-485接口芯片，或在RS-485接口的信号线上 连接TVS泻放电路，如图lb所示。当系统受到静电冲击或遭雷击而导致信 号线上出现浪涌电流时，TVS泻放电路可以为浪涌电流提供一条到地的低阻 抗通道，使浪涌电流能够迅速地泻放到地上，从而保护接口免受浪涌电流的 沖击。上述保护电路都存在一些问题对于采用光隔离器/变压器作为保护电路 来说，该电路虽然对共模瞬变很有效，但是对信号线之间的差模瞬变则无能 为力，而且光隔离器需要独立的电源供应，复杂性高，对持续的瞬变不敏感； 对于采用TVS泻放电路作为保护电路来说，由于保护器件需要吸收大量能 量，因此不能承受较长时间的瞬变，而且会有残留的电压、电流泄漏到后级 的接口电i 各中。对RS-485接口而言，经过试验证明上述保护电路在做电快速瞬变脉 冲群抗扰性试验、雷击浪涌抗扰性试验时都只能做到2级标准，而且不能消 除热插拔时带来的尖峰脉沖。采用上述保护电路，对室内设备可以起到很好 的保护作用。但对于室外设备，尤其是需要在恶劣环境中使用的室外设备并 且需要做到3级以上标准，上述保护电路就不能满足要求了 。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是提供一种接口保护电路，可以为接 口提供更好的保护，提高接口的可靠性和稳定性。对RS-485接口而言，经 过试验证明，采用本专利技术提供的保护电路，可以满足电快速瞬变脉冲群抗扰 性试验、雷击浪涌抗扰性等试验的4级标准，同时可以支持接插件的热插拔。 本专利技术同时还提供了用于环境较好、保护等级要求较低的保护电路。为此，本专利技术提供的技术方案如下一种接口保护电路，包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线依 次串联的瞬态电压抑制TVS泻放电路和信号隔离电路，其中，在信号隔离电 路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。其中，所述受保护的接口是RS-485接口。其中，所述TVS泻放电路包括两个TVS双向二极管，所述外部RS-485 接口的差分信号线分别通过一个TVS双向二极管和地连接。其中，所述信号隔离电路包括一个共模电感，所述外部RS-485接口的 差分信号线和受保护的RS-485接口的差分信号线通过共模电感连接。 其中，所述信号隔离电路包括两个电阻，所述外部RS-485接口的差分 信号线和受保护的RS-485接口的差分信号线分别通过一个电阻连接。其中，所述箝位电路包括三个箝位二极管，所述受保护的RS-485接口 的差分信号线分别通过一个箝位二极管和地连接，所述RS-485接口的差分 信号线之间通过一个箝位二极管连接。其中，所述箝位电路包括两个箝位二极管，所述受保护的RS-485接口 的差分信号线分别通过一个箝位二^l管和地连l妾。本专利技术同时还提供了用于环境较好、保护等级要求较低的接口保护电 路，该电路包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线串联的信号隔离 电路，其中，在信号隔离t路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。其中，所述受保护的接口是RS-485接口。其中，所述信号隔离电路包括一个共模电感，所述外部RS-485接口的 差分信号线和受保护的RS-485接口的差分信号线通过共模电感连接。其中，所述箝位电^各包括三个箝位二极管，所述受保护的RS-485接口 的差分信号线分别通过一个箝位二极管和地连接，所述RS-485接口的差分 信号线之间通过一个箝位二极管连接。其中，所述箝位电路包括两个箝位二极管，所述受保护的RS-485接口 的差分信号线分别通过一个箝位二极管和地连接。本专利技术提供的接口保护电路包括三种电路，分别是TVS泻放电路、信号 隔离电路和箝位电路。虽然这三种电路都是常用的保护电路，但是将三种电 路按信号传输的顺序进行连接，却能达到对接口电路更好的保护效果。在本 专利技术中，按信号从外部接口向受保护的接口传输的方向，依次串联了第一级 的TVS泻放电路、第二级的信号隔离电路和第三级的箝位电路。由于雷击或 静电而导致信号线上产生浪涌脉冲信号时，通过TVS泻放电路可以将浪涌电 流旁路到地上。当信号线上产生浪涌脉冲信号时，通过信号隔离电路的电感， 不仅可以对信号线上的干扰尖峰脉冲进行抑制，而且还可以将前后级的信号 进行隔离保护。另外，通过电感还可以使前后级保护电路之间产生一定的电 压差，使前后级保护电路能够顺序启动，从而避免第一级的TVS泻放电路被 旁路失去作用。第一级和第二级的电路将抑制并过滤掉浪涌信号的主要能量， 当残留的浪涌信号进入第三级箝位电路时，可以通过信号线和地之间的箝位二极管将信号线和地之间的电位箝制在设计要求的范围内。对RS-485接口 而言，经过试验证明，采用本专利技术提供的保护电路，可以满足电快速瞬变脉 冲群抗扰性试验、雷击浪涌抗扰性等试验的4级标准，同时可以支持接插件 的热插拔。本专利技术同时还提供了用于环境较好、保护等级要求较低的保护电路。附图说明图la、 lb分别是在外部RS-485接口和受保护RS-485接口之间连接隔 离器/变压器、TVS泻放电路的示意图；图2是本专利技术中第一种保护电路的结构示意图；图3a和3b ~ 3d分别是二极管箝位电路的连接示意图和信号传输示意图； 图4是本专利技术中第一种保护电路的连接示意图； 图5是本专利技术中第二种保护电路的连接示意图； 图6是本专利技术中第三种保护电路的连接示意图； 图7是本专利技术中第四种保护电路的连接示意图。具体实施方式为能给接口提供更好的保护，提高接口的可靠性和稳定性，在本专利技术中， 采用3种常用的电路，即TVS泻放电路、隔离电路和箝位电路，经过特定的 连接关系，为接口组成了 3级保护电路。在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接口保护电路，包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线依次串联的瞬态电压抑制ＴＶＳ泻放电路和信号隔离电路，其特征在于，在信号隔离电路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。

【技术特征摘要】
1、一种接口保护电路，包括在外部接口和受保护的接口之间通过信号线依次串联的瞬态电压抑制TVS泻放电路和信号隔离电路，其特征在于，在信号隔离电路和受保护的接口之间还串联有箝位电路。2、 根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述受保护的接口 是RS-485接口。3、 根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述TVS泻放电路包括 两个TVS双向二极管，所述外部RS-485接口的差分信号线分别通过一个TVS 双向二极管和地连接。4、 根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路包括 一个共模电感，所述外部RS-485接口的差分信号线和受保护的RS-485接口 的差分信号线通过共模电感连接。5、 根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号隔离电路包括 两个电阻，所述外部RS-485接口的差分信号线和受保护的RS-485接口的差 分信号线分别通过一个电阻连接。6、 根据权利要求2至5任意一项所述的电路，其特征在于，所述箝位 电路包括三个箝位二极管，所述受保护的RS-485接口的差分信号线分别通 过一个箝位二极管和地连接，所述RS-485接口的差分信号线之间通...

【专利技术属性】
技术研发人员：任翔，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]