CN219067855U

CN219067855U - 适用于rs232串口浪涌脉冲的防护装置

Info

Publication number: CN219067855U
Application number: CN202223185973.6U
Authority: CN
Inventors: 曾敬; 宋宽; 刘正; 王孜
Original assignee: Suzhou Steady Trust Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Steady Trust Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2022-11-30
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2032-11-30

Abstract

本实用新型涉及一种适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，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之间导通连接有数据接收线RXD与数据发送线数据发送线TXD所构成的通信线路，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外部接口COM2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串口通信入口并联加串联连接。由此，能够确保串口在工作时不被外部的高压浪涌所损坏。整个装置结构简单且高度集成化，可以直接连入串口电路中。

Description

适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置

技术领域

本实用新型涉及一种防护装置，尤其涉及一种适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置。

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，无法有效应用到RS232串口通讯中。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，使其更具有产业上的利用价值。

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适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置。

本实用新型的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，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之间导通连接有数据接收线RXD与数据发送线数据发送线TXD所构成的通信线路，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外部接口COM2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，所述第三级脉冲保护电路与被保护设备的串口通信入口并联加串联连接。

进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述第一级浪涌保护电路采用3个陶瓷空气放电管和3个固体放电管组成，其中陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2，组成高压保护电路，所述陶瓷空气放电管D1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端，所述陶瓷空气放电管D2的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端，所述固体放电管TSS1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端，所述固体放电管TSS3的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端，所述固体放电管TSS2的1脚连接数据接收线RXD，2脚连接数据发送线TXD，所述陶瓷空气放电管D3的1脚连接机壳地EGND，2脚连入接地端。

更进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2、陶瓷空气放电管D3的型号均为BA201N，所述固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3的型号均为BS0300N-C-F。

更进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述第二级电压电流限制保护电路采用2个自恢复保险丝构成，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的1脚均连接上游的数据接收线RXD和数据发送线TXD线，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的2脚均连入第三级浪涌保护电路。

更进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的型号均为0.1A/30V 1812封装。

更进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述第三级浪涌保护电路采用2个TVS管和2个限流电阻组成，TVS管ESD1的2脚连接数据接收线RXD，TVS管ESD2的2脚连接数据发送线TXD，TVS管ESD1、TVS管ESD2的1脚均连入接地GND，限流电阻R1连接数据发送线TXD，限流电阻R2连接数据接收线RXD。

再进一步地，上述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其中，所述TVS管ESD1、TVS管ESD2的型号均为SMBJ15CA。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：

1、能够确保串口在工作时不被外部的高压浪涌所损坏。

2、整个装置结构简单且高度集成化，可以直接连入串口电路中。

3、应用范围广，可满足多种通讯装置的配置使用。

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是适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置的原理示意图。

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的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，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之间导通连接有数据接收线RXD与数据发送线数据发送线TXD所构成的通信线路，其与众不同之处在于：本实用新型在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。具体来说，第一级浪涌保护电路与外部接口COM2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串口通信入口并联加串联连接。

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采用3个陶瓷空气放电管和3个固体放电管组成。其中，陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2，组成高压保护电路。同时，陶瓷空气放电管D1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端。陶瓷空气放电管D2的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端。采用的固体放电管TSS1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端，固体放电管TSS3的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端。再者，固体放电管TSS2的1脚连接数据接收线RXD，2脚连接数据发送线TXD。这个样，可以吸收数据接收线RXD和数据发送线TXD通讯线上的共模干扰电压。实施期间，陶瓷空气放电管D3的1脚连接机壳地EGND，2脚连入接地端。这样，能够把地GND的浪涌干扰导入到机壳，释放到大地上。

通过这样的配置，可以利用两个陶瓷空气放电管来实现对地放电，将外部接口COM2的2脚和3脚锁输入的浪涌电压从4KV消减到200V。之后，残余的200V次高电压会进入固体放电管TSS1和固体放电管TSS3中。在此期间，200V进入后会触发固体放电管TSS1和固体放电管TSS3工作，使得次高压的200V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，第二级电压电流限制保护电路采用2个自恢复保险丝构成，其额定工作电压在30V。具体来说，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的1脚均连接上游的数据接收线RXD和数据发送线TXD线，能够有效承载30V浪涌电压。同时，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的2脚均连入第三级浪涌保护电路中对应的TVS管和限流电阻。这样，当上游电压超过30V，电流超过300ma时,保险丝就会跳闸保护，阻止大电流进入到后级电路，实现电流过流保护。

结合实际实施来看，第三级浪涌保护电路采用2个TVS管和2个限流电阻组成。具体来说，TVS管ESD1的2脚连接数据接收线RXD，TVS管ESD2的2脚连接数据发送线TXD。同时，TVS管ESD1、TVS管ESD2的1脚均连入接地GND。并且，采用的限流电阻R1连接数据发送线TXD，限流电阻R2连接数据接收线RXD。采用TVS管的原因是，其为一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

实施期间，TVS管ESD1、TVS管ESD2会把上游的30V电压钳位到15V左右，属于低压钳位作用。串口信号的工作电压最高也在15V左右，此时信号线上的残余电压大致等于串口信号工作电压，此时到达串口相连的RS232芯片的信号电压在15V左右。

结合限流电阻R1和限流电阻R2的10R限流电阻，进一步保证了信号线上的电压和电流处于良好的工作状态。

考虑到实施的便利，陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2、陶瓷空气放电管D3的型号均为BA201N，固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3的型号均为BS0300N-C-F。自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的型号均为0.1A/30V 1812封装。TVS管ESD1、TVS管ESD2的型号均为SMBJ15CA。这样，可以采用市售的常规型号来制造，降低实施成本。

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、能够确保串口在工作时不被外部的高压浪涌所损坏。

3、应用范围广，可满足多种通讯装置的配置使用。

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

1.适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，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之间导通连接有数据接收线RXD与数据发送线数据发送线TXD所构成的通信线路，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外部接口COM2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，所述第三级浪涌保护电路与被保护设备的串口通信入口并联加串联连接，所述第一级浪涌保护电路采用3个陶瓷空气放电管和3个固体放电管组成，陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2，组成高压保护电路，所述陶瓷空气放电管D1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端，所述陶瓷空气放电管D2的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端，所述固体放电管TSS1的1、2脚分别接数据接收线RXD与接地端，所述固体放电管TSS3的1、2脚分别接数据发送线TXD与接地端，所述固体放电管TSS2的1脚连接数据接收线RXD，2脚连接数据发送线TXD，所述陶瓷空气放电管D3的1脚连接机壳地EGND，2脚连入接地端。

2.根据权利要求1所述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其特征在于：所述陶瓷空气放电管D1、陶瓷空气放电管D2、陶瓷空气放电管D3的型号均为BA201N，所述固体放电管TSS1、固体放电管TSS2、固体放电管TSS3的型号均为BS0300N-C-F。

3.根据权利要求1所述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其特征在于：所述第二级电压电流限制保护电路采用2个自恢复保险丝构成，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的1脚均连接上游的数据接收线RXD和数据发送线TXD线，自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的2脚均连入第三级浪涌保护电路。

4.根据权利要求3所述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其特征在于：所述自恢复保险丝F1、自恢复保险丝F2的型号均为0.1A/30V 1812封装。

5.根据权利要求1所述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其特征在于：所述第三级浪涌保护电路采用2个TVS管和2个限流电阻组成，TVS管ESD1的2脚连接数据接收线RXD，TVS管ESD2的2脚连接数据发送线TXD，TVS管ESD1、TVS管ESD2的1脚均连入接地GND，限流电阻R1连接数据发送线TXD，限流电阻R2连接数据接收线RXD。

6.根据权利要求5所述的适用于RS232串口浪涌脉冲的防护装置，其特征在于：所述TVS管ESD1、TVS管ESD2的型号均为SMBJ15CA。