一种双向双模485通讯防雷器.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410399354.8

申请日:

2014.08.14

公开号:

CN104134986A

公开日:

2014.11.05

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H02H 9/04申请日:20140814|||公开

IPC分类号:

H02H9/04; H02H9/06

主分类号:

H02H9/04

申请人:

刘雨佳

发明人:

刘雨佳; 彭美玲; 刘学强

地址:

276000 山东省临沂市兰山区金源路7号1-3-602室

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明公开了一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路,所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上设有连接SM712瞬态抑制二极管接地导线;所述第五条并联电路上设有接地线。本发明是一种对485通讯设备受过电压和过电流冲击起到有效的保护、避免485通讯设备遭受雷击或感应过电压、过电流冲击的长期在线保护器。

权利要求书

1.  一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路,其特征是所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712瞬态抑制二极管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极管中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。

说明书

一种双向双模485通讯防雷器
技术领域  本发明属于485通讯防雷器技术领域,涉及一种双向双模485通讯防雷器。
背景技术  雷雨天气对采用485通讯的设备会造成过电压或过电流冲击,导致设备损坏无法正常使用,尤其是户外485通讯线路较长时,遭受雷击或感应过电压、过电流的几率更大。采用压敏电阻防止过电压的传统防雷方法,不能同时对通讯线路两侧的过电压和过电流进行有效防护,防雷元器件本身也会因过电压或过电流的损坏而失去保护作用。
发明内容  本发明的目的是针对485通讯设备的实际防雷需要,为克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种双向双模485通讯防雷器。
为了实现上述目的,本发明一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路,所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712瞬态抑制二极管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极管中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。
本发明是一种对485通讯设备受过电压和过电流冲击起到有效的保护、避免485通讯设备遭受雷击或感应过电压、过电流冲击的长期在线保护器。使用时,将其串联在485通讯线路中,可以在不影响正常通讯的情况下,实现对两根485通讯线之间的过电压进行差模保护,也可对两根485通讯线与大地之间的过电压进行共模保护。
附图说明  附图是本发明电路结构示意图。
图中A、主电路  B、主电路  1、第一条并联电路  2、第二条并联电路  3、第三条并联电路  4、第四条并联电路  5、第五条并联电路  6、第六条并联电路  7、自恢复保险丝  8、玻璃放电管  9、SM712瞬态抑制二极管  10、双向TVS管                                                 、第一级防护  、第二级防护  、 第三级防护   
具体实施方式  根据附图,本发明一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路A、B,所述两条主电路A、B上分别串联两个自恢复保险丝7,所述两条主电路A、B之间由左至右依次设有六条并联电路1、2、3、4、5、6,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管8,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管8,第三条并联电路上串联一个SM712瞬态抑制二极管9,第四条并联电路上串联一个双向TVS管10;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极管9中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。
本发明的工作原理  参照附图,本发明串联在两根485通讯线路中,在两根485通讯线路间分别设有接地线。可以在不影响正常通讯的情况下,实现对两根485通讯线之间的过电压进行差模保护,也可对两根485通讯线与大地之间的过电压进行共模保护。防雷器在485通讯线路的输入和输出端分别设置由3只玻璃放电管组成的第一级防护,实现共模和差模两种防护模式,第一级防护之后分别对称设置2只自恢复保险丝作为第二级防护,实现过电流防护与过电压防护的有机结合,处于最中间的是由低压双向TVS管和SM712瞬态抑制二极管组成的第三级防护,实现本级共模和差模保护的同时,可将经第一、二级防护之后的电压和电流进一步降低到485通讯设备可承受的范围内。由于本发明防雷器的两侧设置对称的耐压值较高的过电压保护器件,可以同时避免第三级防护元件遭受较大的过电压和过电流冲击,避免防雷器自身损坏,可有效延长防雷器的使用寿命。
本发明中的TVS管也称为瞬态抑制二极管或称瞬变电压抑制二极管,是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却能吸收高达数千瓦的浪涌功率,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压箝制在预定水平,其响应时间仅为10-12秒,因此,可有效地保护电子线路中的精密元器件。抑制反向的用单向TVS管, 有交流的用双向TVS管。
本发明中的SM712瞬态抑制二极管也称防雷保护管或称SPA二极管。Littelfuse公司是全球电路保护领域的领先企业,日前宣布推出了SM712系列瞬态抑制二极管阵列(SPA二极管),旨在保护具有不对称工作电压(-7V到12V)的RS-485应用免受静电放电(ESD)、电气快速瞬变(EFT)和雷击感应浪涌造成的损坏。 SM712系列可以在IEC61000-4-2国际标准规定的最高级别安全地吸收反复性ESD放电,且性能不会下降。并可在极低的箝位电压下安全地耗散高达19A的浪涌电流。 这一符合AEC-Q101标准的器件可确保在严苛的工业环境下达到最高可靠性,因而非常适合工业应用,包括为安全系统、自动柜员机(ATM)和测试设备中的RS-485端口提供保护。
系列瞬态抑制二极管阵列具有以下主要优点:
●出色的功率处理能力(600W)和增强的ESD浪涌保护。SM712系列的功率处理能力比行业其它解决方案高出50%,给设计人员达到世界各地的法规标准带来了更多的自由度。
●非对称断态电压符合RS-485收发器规格,这确保了数据线具有最低的箝位电压,而不会影响电路的正常工作。
●低动态电阻(0.5 ohm TYP)提供了保护现代电子设备所需的先进箝位性能。
●最高仅75pF的低电容负载有助于保持信号的完整性,还能在长距离RS-485布线中最大限度地减少数据丢失。
●汽车级质量(符合AEC-Q101标准)确保在最严苛的环境下达到最高可靠性。

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1、10申请公布号CN104134986A43申请公布日20141105CN104134986A21申请号201410399354822申请日20140814H02H9/04200601H02H9/0620060171申请人刘雨佳地址276000山东省临沂市兰山区金源路7号13602室72发明人刘雨佳彭美玲刘学强54发明名称一种双向双模485通讯防雷器57摘要本发明公开了一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路,所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条。

2、并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上设有连接SM712瞬态抑制二极管接地导线;所述第五条并联电路上设有接地线。本发明是一种对485通讯设备受过电压和过电流冲击起到有效的保护、避免485通讯设备遭受雷击或感应过电压、过电流冲击的长期在线保护器。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104134986ACN104134986A1/1页21一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接。

3、的两条主电路,其特征是所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712瞬态抑制二极管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极管中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。权。

4、利要求书CN104134986A1/2页3一种双向双模485通讯防雷器0001技术领域本发明属于485通讯防雷器技术领域,涉及一种双向双模485通讯防雷器。0002背景技术雷雨天气对采用485通讯的设备会造成过电压或过电流冲击,导致设备损坏无法正常使用,尤其是户外485通讯线路较长时,遭受雷击或感应过电压、过电流的几率更大。采用压敏电阻防止过电压的传统防雷方法,不能同时对通讯线路两侧的过电压和过电流进行有效防护,防雷元器件本身也会因过电压或过电流的损坏而失去保护作用。0003发明内容本发明的目的是针对485通讯设备的实际防雷需要,为克服现有技术存在的上述缺陷,提供一种双向双模485通讯防雷器。。

5、0004为了实现上述目的,本发明一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路,所述两条主电路上分别串联两个自恢复保险丝,所述两条主电路之间由左至右依次设有六条并联电路,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管,第三条并联电路上串联一个SM712瞬态抑制二极管,第四条并联电路上串联一个双向TVS管;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极。

6、管中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。0005本发明是一种对485通讯设备受过电压和过电流冲击起到有效的保护、避免485通讯设备遭受雷击或感应过电压、过电流冲击的长期在线保护器。使用时,将其串联在485通讯线路中,可以在不影响正常通讯的情况下,实现对两根485通讯线之间的过电压进行差模保护,也可对两根485通讯线与大地之间的过电压进行共模保护。0006附图说明附图是本发明电路结构示意图。0007图中A、主电路B、主电路1、第一条并联电路2、第二条并联电路3、第三条并联电路4、第四条并联电路5、第五条并联电路6、第六条并联电路7、自恢复保险丝8、玻。

7、璃放电管9、SM712瞬态抑制二极管10、双向TVS管、第一级防护、第二级防护、第三级防护具体实施方式根据附图,本发明一种双向双模485通讯防雷器,它包括两端分别与485通讯线路连接的两条主电路A、B,所述两条主电路A、B上分别串联两个自恢复保险丝7,所述两条主电路A、B之间由左至右依次设有六条并联电路1、2、3、4、5、6,其中第三、第四条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之间的主电路连接,第一、第二、第五、第六条并联电路的两端分别与两个自恢复保险丝之外的主电路连接;所述第一、第六条并联电路上分别串联一个玻璃放电管8,第二、第五条并联电路上分别串联两个玻璃放电管8,第三条并联电路上串联一个。

8、SM712瞬态抑制二极管9,第四条并联电路上串联一个双向TVS管10;所述第二条并联电路上两个玻璃放电管之间设有连接SM712瞬态抑制二极管9中间端口的导线,导线上设有接地线;所述第五条并联电路上两个玻璃放电管之间设有接地线。0008本发明的工作原理参照附图,本发明串联在两根485通讯线路中,在两根485通说明书CN104134986A2/2页4讯线路间分别设有接地线。可以在不影响正常通讯的情况下,实现对两根485通讯线之间的过电压进行差模保护,也可对两根485通讯线与大地之间的过电压进行共模保护。防雷器在485通讯线路的输入和输出端分别设置由3只玻璃放电管组成的第一级防护,实现共模和差模两种。

9、防护模式,第一级防护之后分别对称设置2只自恢复保险丝作为第二级防护,实现过电流防护与过电压防护的有机结合,处于最中间的是由低压双向TVS管和SM712瞬态抑制二极管组成的第三级防护,实现本级共模和差模保护的同时,可将经第一、二级防护之后的电压和电流进一步降低到485通讯设备可承受的范围内。由于本发明防雷器的两侧设置对称的耐压值较高的过电压保护器件,可以同时避免第三级防护元件遭受较大的过电压和过电流冲击,避免防雷器自身损坏,可有效延长防雷器的使用寿命。0009本发明中的TVS管也称为瞬态抑制二极管或称瞬变电压抑制二极管,是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件,它的外型与普通二极管相同,但却。

10、能吸收高达数千瓦的浪涌功率,它的主要特点是在反向应用条件下,当承受一个高能量的大脉冲时,其工作阻抗立即降至极低的导通值,从而允许大电流通过,同时把电压箝制在预定水平,其响应时间仅为1012秒,因此,可有效地保护电子线路中的精密元器件。抑制反向的用单向TVS管,有交流的用双向TVS管。0010本发明中的SM712瞬态抑制二极管也称防雷保护管或称SPA二极管。LITTELFUSE公司是全球电路保护领域的领先企业,日前宣布推出了SM712系列瞬态抑制二极管阵列(SPA二极管),旨在保护具有不对称工作电压(7V到12V)的RS485应用免受静电放电(ESD)、电气快速瞬变(EFT)和雷击感应浪涌造成的。

11、损坏。SM712系列可以在IEC6100042国际标准规定的最高级别安全地吸收反复性ESD放电,且性能不会下降。并可在极低的箝位电压下安全地耗散高达19A的浪涌电流。这一符合AECQ101标准的器件可确保在严苛的工业环境下达到最高可靠性,因而非常适合工业应用,包括为安全系统、自动柜员机(ATM)和测试设备中的RS485端口提供保护。0011系列瞬态抑制二极管阵列具有以下主要优点出色的功率处理能力(600W)和增强的ESD浪涌保护。SM712系列的功率处理能力比行业其它解决方案高出50,给设计人员达到世界各地的法规标准带来了更多的自由度。0012非对称断态电压符合RS485收发器规格,这确保了数据线具有最低的箝位电压,而不会影响电路的正常工作。0013低动态电阻(05OHMTYP)提供了保护现代电子设备所需的先进箝位性能。0014最高仅75PF的低电容负载有助于保持信号的完整性,还能在长距离RS485布线中最大限度地减少数据丢失。0015汽车级质量(符合AECQ101标准)确保在最严苛的环境下达到最高可靠性。说明书CN104134986A1/1页5说明书附图CN104134986A。

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