CN218897083U - Can通讯浪涌脉冲防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种CAN通讯浪涌脉冲防护装置，包括有装置本体，装置本体上设置有外部接口COM2与内部接口COM1，外部接口COM2与内部接口COM1之间导通连接有高电压接线CAN1_H与低电压接线CAN1_L所构成的CAN通信线路，其特征在于：装置本体内设置有第一级浪涌保护电路、第二级电压电流限制保护电路、第三级浪涌保护电路，第一级浪涌保护电路与CAN通信线路并联连接，第二级电压电流限制保护电路与第一级浪涌保护电路串联连接，第三级脉冲保护电路与被保护设备的CAN通信入口并联加串联连接。由此，能够把CAN通讯线路上夹带的4KV高压浪涌干扰消减到5V左右的CAN工作电压，可对CAN通讯线路上的电流进行限制，确保CAN通讯线路处于良性工作状态，确保***整体通讯的稳定性。

Description

CAN通讯浪涌脉冲防护装置

技术领域

本实用新型涉及一种防护装置，尤其涉及一种CAN通讯浪涌脉冲防护装置。

背景技术

在短距离通信上，由于串口通信廉价、简单，使用非常普遍。但串口通信线路本身的防护不是特别完善，尤其在浪涌实验，脉冲实验中，极有可能对设备造成损坏。

为此，现有技术201520087165.7提供了一种串口浪涌脉冲防护装置。其需要采用磁珠与高压电容来对脉冲干扰进行吸收，整体构造较为复杂，不能实现简单的集成化配置。

同时，现有技术不能匹配CAN通讯应用，不能满足CAN通讯防浪涌的需要。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种CAN通讯浪涌脉冲防护装置，使其更具有产业上的利用价值。

并且，本申请人之前也申请过适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，该装置也不能直接利用到CAN通讯领域，其只能满足短距离信号传输的处理需要，且最低只能讲电压挡在15V以内，无法满足5V稳定工作电压的需要。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种CAN通讯浪涌脉冲防护装置。

本实用新型的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，包括有装置本体，所述装置本体上设置有外部接口COM2与内部接口COM1，所述外部接口COM2与内部接口COM1之间导通连接有高电压接线CAN1_H与低电压接线CAN1_L所构成的CAN通信线路，其中：所述装置本体内设置有第一级浪涌保护电路、第二级电压电流限制保护电路、第三级浪涌保护电路，所述第一级浪涌保护电路与CAN通信线路并联连接，所述第二级电压电流限制保护电路与第一级浪涌保护电路串联连接，第三级脉冲保护电路与被保护设备的CAN通信入口并联加串联连接，所述第一级浪涌保护电路采用三个固体放电管组成，所述第二级电压电流限制保护电路采用两个自恢复保险丝组成，所述第三级浪涌保护电路采用三个TVS管和两个电阻组成。

进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述第一级浪涌保护电路包括有固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3，所述固体放电管TSS1的1脚与低电压接线CAN1_L相连，所述固体放电管TSS1的2脚与高电压接线CAN1_H相连，所述固体放电管TSS2的1脚与低电压接线CAN1_L相连，所述固体放电管TSS2的2脚与接地端相连，所述固体放电管TSS3的1脚与高电压接线CAN1_H相连，所述固体放电管TSS2的2脚与接地端相连。

更进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述第二级电压电流限制保护电路包括自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2，所述自恢复保险丝F1的1脚接高电压接线CAN1_H，2脚接入第三级浪涌保护电路，所述自恢复保险丝F2的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接入第三级浪涌保护电路。

更进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述第三级浪涌保护电路包括TVS管ESD1、TVS管ESD2、TVS管ESD3和限流电阻R1、限流电阻R2，所述TVS管ESD1的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接高电压接线CAN1_H，所述TVS管ESD2的2脚接低电压接线CAN1_L，1脚与接地端相连，所述TVS管ESD3的2脚接高电压接线CAN1_H，1脚与接地端相连，所述限流电阻R1与高电压接线CAN1_H串联，所述限流电阻R2与低电压接线CAN1_L串联。

更进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述固体放电管的型号为BS0300N-C-F。

更进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述自恢复保险丝的型号为SMD1812B010TF，额定工作电压在30V。

更进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述TVS管型号为SMBJ5.0CA。

再进一步地，上述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其中，所述电阻的阻值为10R。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、通过有效的三级保护，能够把CAN通讯线路上夹带的4KV高压浪涌干扰消减到5V左右的CAN工作电压，可对CAN通讯线路上的电流进行限制，确保CAN通讯线路处于良性工作状态，确保***整体通讯的稳定性。

2、能够在进行CAN通讯时，确保不被外部的高压浪涌所损坏，提升运行稳定性。

3、可以利用市售组件来进行构建，有较佳的集成性，无需采用气体放电管，实施便利且运行成本低。

4、可利用第三级浪涌保护电路将电压挡在5V以内，可实现低电压接线CAN1_L、高电压接线CAN1_H之间的差模防护，满足长距离信号传输的需要。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是CAN通讯浪涌脉冲防护装置的整体结构示意图。

图2是第一级浪涌保护电路的结构示意图。

图3是第二级电压电流限制保护电路的结构示意图。

图4是第三级浪涌保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至4的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，包括有装置本体，装置本体上设置有外部接口COM2与内部接口COM1，外部接口COM2与内部接口COM1之间导通连接有高电压接线CAN1_H与低电压接线CAN1_L所构成的CAN通信线路，其与众不同之处在于：装置本体内设置有第一级浪涌保护电路、第二级电压电流限制保护电路、第三级浪涌保护电路，实现分级防护。具体来说，第一级浪涌保护电路与CAN通信线路并联连接，第二级电压电流限制保护电路与第一级浪涌保护电路串联连接，第三级脉冲保护电路与被保护设备的CAN通信入口并联加串联连接。为了进行集成化的布局，第一级浪涌保护电路采用三个固体放电管组成，第二级电压电流限制保护电路采用两个自恢复保险丝组成。同时，第三级浪涌保护电路采用三个TVS管和两个电阻组成。

结合本实用新型一较佳的实施方式来看，第一级浪涌保护电路包括有固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3。具体来说，固体放电管TSS1的1脚与低电压接线CAN1_L相连，固体放电管TSS1的2脚与高电压接线CAN1_H相连。这样，可有效吸收CAN通信线路上的差模干扰电压。同时，固体放电管TSS2的1脚与低电压接线CAN1_L相连，固体放电管TSS2的2脚与接地端相连。并且，固体放电管TSS3的1脚与高电压接线CAN1_H相连，固体放电管TSS2的2脚与接地端相连。实施期间，当高压浪涌4KV进入后会触发固体放电管TSS2和固体放电管TSS3工作，使得高压浪涌4KV被消减到30V左右。以此达到第一级高压4KV消减为低压30V的目的。

进一步来看，采用第二级电压电流限制保护电路包括自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2，实现电流过流保护。实施期间，自恢复保险丝F1的1脚接高电压接线CAN1_H，2脚接入第三级浪涌保护电路。同时，自恢复保险丝F2的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接入第三级浪涌保护电路。由此，自恢复保险丝F1和自恢复保险丝F2的1脚接上游的高电压接线CAN1_H和低电压接线CAN1_L线的30V浪涌电压，两者的2脚接后级的TVS管和限流电阻。当上游电压超过30V，电流超过300ma,则自恢复保险丝F1和自恢复保险丝F2会跳闸保护，阻止大电流进入到后级电路。

结合实际实施来看，本实用新型采用的第三级浪涌保护电路包括TVS管ESD1、TVS管ESD2、TVS管ESD3和限流电阻R1、限流电阻R2。具体来说，TVS管ESD1的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接高电压接线CAN1_H，TVS管ESD2的2脚接低电压接线CAN1_L，1脚与接地端相连，TVS管ESD3的2脚接高电压接线CAN1_H，1脚与接地端相连。同时，限流电阻R1与高电压接线CAN1_H串联，限流电阻R2与低电压接线CAN1_L串联。

实施期间，TVS管ESD2、TVS管ESD3会把上游的30V电压钳位到5V左右，属于低压钳位作用，用于消除CAN通讯线上的共模干扰。同时，可利用TVS管ESD1来消除CAN通讯线上的差模干扰。由此，经过这三个TVS管防护后，此时CAN通讯线路上的残余电压大致等于CAN信号工作电压。同时，可结合限流电阻R1和限流电阻R2的10R限流电阻，进一步保证了CAN通讯线上的电压和电流处于良好的工作状态。

再进一步来看，考虑到实施的便利，可以有效利用市售组件，采用的固体放电管的型号为BS0300N-C-F。自恢复保险丝的型号为SMD1812B010TF，额定工作电压在30V。同时，TVS管型号为SMBJ5.0CA。并且，采用的电阻阻值为10R。

通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本实用新型后，拥有如下优点：

1、通过有效的三级保护，能够把CAN通讯线路上夹带的4KV高压浪涌干扰消减到5V左右的CAN工作电压，可对CAN通讯线路上的电流进行限制，确保CAN通讯线路处于良性工作状态，确保***整体通讯的稳定性。

2、能够在进行CAN通讯时，确保不被外部的高压浪涌所损坏，提升运行稳定性。

3、可以利用市售组件来进行构建，有较佳的集成性，无需采用气体放电管，实施便利且运行成本低。

4、可利用第三级浪涌保护电路将电压挡在5V以内，可实现低电压接线CAN1_L、高电压接线CAN1_H之间的差模防护，满足长距离信号传输的需要。

以直接集成到CAN通讯接口中，实施较为便利。

此外，本实用新型所描述的指示方位或位置关系，均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或构造必须具有特定的方位，或是以特定的方位构造来进行操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.CAN通讯浪涌脉冲防护装置，包括有装置本体，所述装置本体上设置有外部接口COM2与内部接口COM1，所述外部接口COM2与内部接口COM1之间导通连接有高电压接线CAN1_H与低电压接线CAN1_L所构成的CAN通信线路，其特征在于：所述装置本体内设置有第一级浪涌保护电路、第二级电压电流限制保护电路、第三级浪涌保护电路，所述第一级浪涌保护电路与CAN通信线路并联连接，所述第二级电压电流限制保护电路与第一级浪涌保护电路串联连接，第三级脉冲保护电路与被保护设备的CAN通信入口并联加串联连接，所述第一级浪涌保护电路采用三个固体放电管组成，所述第二级电压电流限制保护电路采用两个自恢复保险丝组成，所述第三级浪涌保护电路采用三个TVS管和两个电阻组成。

2.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述第一级浪涌保护电路包括有固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3，所述固体放电管TSS1的1脚与低电压接线CAN1_L相连，所述固体放电管TSS1的2脚与高电压接线CAN1_H相连，所述固体放电管TSS2的1脚与低电压接线CAN1_L相连，所述固体放电管TSS2的2脚与接地端相连，所述固体放电管TSS3的1脚与高电压接线CAN1_H相连，所述固体放电管TSS2的2脚与接地端相连。

3.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述第二级电压电流限制保护电路包括自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2，所述自恢复保险丝F1的1脚接高电压接线CAN1_H，2脚接入第三级浪涌保护电路，所述自恢复保险丝F2的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接入第三级浪涌保护电路。

4.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述第三级浪涌保护电路包括TVS管ESD1、TVS管ESD2、TVS管ESD3和限流电阻R1、限流电阻R2，所述TVS管ESD1的1脚接低电压接线CAN1_L，2脚接高电压接线CAN1_H，所述TVS管ESD2的2脚接低电压接线CAN1_L，1脚与接地端相连，所述TVS管ESD3的2脚接高电压接线CAN1_H，1脚与接地端相连，所述限流电阻R1与高电压接线CAN1_H串联，所述限流电阻R2与低电压接线CAN1_L串联。

5.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述固体放电管的型号为BS0300N-C-F。

6.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述自恢复保险丝的型号为SMD1812B010TF，额定工作电压在30V。

7.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述TVS管型号为SMBJ5.0CA。

8.根据权利要求1所述的CAN通讯浪涌脉冲防护装置，其特征在于：所述电阻的阻值为10R。

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