一种RS232接口雷击浪涌防护电路及方法、路侧单元技术

本公开涉及一种RS232接口雷击浪涌防护电路及方法、路侧单元，所述电路包括：第一防护器件，其用于对RS232芯片的数据收发端执行第一级雷击浪涌防护；第二防护器件，其用于对RS232芯片的数据收发端执行第二级雷击浪涌防护；第三防护器件，其用于对RS232芯片的数据收发端执行第三级雷击浪涌防护；第四防护器件，其用于对内部受保护地执行第一级雷击浪涌防护；第五防护器件，其用于对内部受保护地执行第二级雷击浪涌防护，能够在有效提高RSU的EMC防护等级可靠性的同时也大大降低了成本，提高了项目开发及生产组装安装效率。开发及生产组装安装效率。开发及生产组装安装效率。

【技术实现步骤摘要】
一种RS232接口雷击浪涌防护电路及方法、路侧单元


[0001]本公开涉及通讯
，尤其涉及一种RS232接口雷击浪涌防护电路及方法、路侧单元。

技术介绍

[0002]C
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V2X(Cellular Vehicle
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to
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Everything，蜂窝车联网)作为车路协同的一种实现技术、能够极大地提升交通运行效率，目前广泛应用于自动驾驶领域。RSU(Road Side Unit，路侧单元)作为C
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V2X的重要组成部分安装在路侧杆上，以连接路侧各类设备、传感器及车辆OBU(On board Unit，车载单元)，实现数据转发通信，开展C
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V2X业务。
[0003]目前行业内RSU产品对外接口一般都包含RS232接口。但RS232接口采取的防护措施表现不一，一种是RSU产品内部或者外部采购搭配了SPD(Surge protection Device，浪涌保护器)或光电隔离保护器做的防护，这种方案成本高，安装不便不美观，且降低了产品设计性和项目开发效率。另一种是集成在RSU电路板的RS232接口防护电路，一般可能包含GDT(gas discharge tube，气体放电管)、TSS(Thyristor Surge Suppressors，浪涌抑制晶闸管)、TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态二极管)、压敏电阻等防护器件，但该部分电路设计表现层次不齐，一般问题为雷击浪涌防护等级低或防护不充分导致RSU试验过程或者实际应用通信异常及损坏。
[0004]现有技术中，RS232接口雷击浪涌防护电路存在以下问题：
[0005]第一，采购搭配SPD不仅增加了项目成本，而且可能会因为设计者不清楚SPD内部具体电路设计或SPD参数不够真实导致EMC(EMC测试指的是对电子产品在电磁场方面干扰大小和抗干扰能力的综合评定)相关问题发生，比如辐射骚扰。严重的可能选型匹配不当导致RS232通信异常，而且防护效果层次不齐。
[0006]第二，若一级防护采用TSS半导体放电管搭配后级电路防护则不如一级防护采用GDT气体放电管防护等级高；GDT搭配压敏电阻作为RS232接口一级防护则会占用板级空间和成本，且效果和GDT基本一样。
[0007]第三，一般做法为一级防护采用气体放电管，二级防护采用TVS管或者静电防护管，两级之间信号线串联限流电阻或者PTC热敏电阻。但雷击浪涌测试需要应对多次微秒级短时高压大电流循环。不串联电阻基本后级电路在等级4雷击浪涌测试时会击穿损坏后级电流，同样串联电阻的方案会因电阻功率不够导致击穿损坏，而采用串联PTC热敏电阻的效果也无法满足高等级雷击浪涌测试，因为满足功率的PTC反应时间最小也在百毫秒级，因反应时间不够导致起不到限流作用而进一步导致后级电路击穿损坏。
[0008]第四，一般RSU的接地线外壳地和设备GND之间会做隔离，但RS232为非对称线，数据收发端需要参考GND线回流，因此，参考GND线需要防护，现有方案中，参考GND直连PE地，或者参考GND线与设备GND没有直连，进而没有低阻抗的GND回流，可能导致信号无法长距离传输。现有方案或者雷击浪涌试验不对参考GND线做测试，但这样的话无法满足实际应用场景。

技术实现思路

[0009]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种RS232接口雷击浪涌防护电路及方法、路侧单元。
[0010]第一方面，本公开的实施例提供了一种RS232接口雷击浪涌防护电路，包括RS232接口和RS232芯片，所述电路还包括：
[0011]第一防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与PE之间，所述第一防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第一级雷击浪涌防护；
[0012]第二防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与RS232芯片的数据收发端之间，所述第二防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第二级雷击浪涌防护；
[0013]第三防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与内部受保护地之间，所述第三防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第三级雷击浪涌防护；
[0014]第四防护器件，其设置于RS232接口的接地端与PE之间，其中，所述第四防护器件用于对内部受保护地执行第一级雷击浪涌防护；
[0015]第五防护器件，其设置于RS232接口的接地端与内部受保护地之间，其中，所述第五防护器件用于对内部受保护地执行第二级雷击浪涌防护。
[0016]在一种可能的实施方式中，所述第二防护器件为瞬态阻断单元，所述第四防护器件为并联放电防护器件，所述第五防护器件为瞬态阻断单元。
[0017]在一种可能的实施方式中，所述第三防护器件为三端瞬态二极管。
[0018]在一种可能的实施方式中，所述第三防护器件为三端静电阻抗器。
[0019]在一种可能的实施方式中，所述并联放电防护器件为以下任意一种电路：两极气体放电管与4KV 1nF电容的并联电路、两极气体放电管与瞬态二极管的并联电路、浪涌抑制晶闸管与4KV 1nF电容的并联电路、浪涌抑制晶闸管与瞬态二极管的并联电路、晶闸管电涌保护器与4KV 1nF电容的并联电路、晶闸管电涌保护器与瞬态二极管的并联电路。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述第一防护器件为三极气体放电管器件、两个晶闸管电涌保护器的组合器件和两个浪涌抑制晶闸管的组合器件中的一种器件。
[0021]在一种可能的实施方式中，所述内部受保护地与地线通过1M电阻并联4KV 1nF电容连接，其中，所述4KV 1nF电容用于建立通高频阻低频路径，所述1M电阻用于泄放静电。
[0022]在一种可能的实施方式中，所述RS232接口的接地端通过屏蔽线传输RS232信号，其中，所述屏蔽线用于增强RS232信号的抗干扰能力。
[0023]第二方面，本公开的实施例提供了一种路侧单元，包括上述的RS232接口雷击浪涌防护电路。
[0024]第三方面，本公开的实施例提供了一种RS232接口雷击浪涌防护方法，应用于上述的RS232接口雷击浪涌防护电路，该电路包括RS232芯片，所述方法包括：
[0025]利用第一防护器件对RS232芯片的数据收发端执行第一级雷击浪涌防护；
[0026]利用第二防护器件对RS232芯片的数据收发端执行第二级雷击浪涌防护；
[0027]利用第三防护器件对RS232芯片的数据收发端执行第三级雷击浪涌防护；
[0028]利用第四防护器件对内部受保护地执行第一级雷击浪涌防护；
[0029]利用第五防护器件对内部受保护地执行第二级雷击浪涌防护。
[0030]本公开实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点的部分或
全部：
[0031]本公开实施例所述的RS232接口雷击浪涌防护电路，包括R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种RS232接口雷击浪涌防护电路，包括RS232接口和RS232芯片，其特征在于，所述电路还包括：第一防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与PE之间，所述第一防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第一级雷击浪涌防护；第二防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与RS232芯片的数据收发端之间，所述第二防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第二级雷击浪涌防护；第三防护器件，其设置于RS232接口的数据收发端与内部受保护地之间，所述第三防护器件用于对RS232芯片的数据收发端执行第三级雷击浪涌防护；第四防护器件，其设置于RS232接口的接地端与PE之间，其中，所述第四防护器件用于对内部受保护地执行第一级雷击浪涌防护；第五防护器件，其设置于RS232接口的接地端与内部受保护地之间，其中，所述第五防护器件用于对内部受保护地执行第二级雷击浪涌防护。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二防护器件为瞬态阻断单元，所述第四防护器件为并联放电防护器件，所述第五防护器件为瞬态阻断单元。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第三防护器件为三端瞬态二极管。4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第三防护器件为三端静电阻抗器。5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述并联放电防护器件为以下任意一种电路：两极气体放电管与4KV 1nF电容的并联电路、两极气体放电管与瞬态二极管的并联电路、浪涌抑制晶闸管与4KV 1nF电容的并...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏靖伟，
申请(专利权)人：智道网联科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：