专利名称：总线系统的保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及总线系统的电气保护装置，特别是结构形式的总线系统。
背景技术：
这种总线系统包括具有多导线线路的控制器，这里特别地以两线结构形式，在该线路上连接有例如多至30个具有不同功能但具有统一接口的设备。在两导线总线系统上，仅由两根导线组成的线路同时用于不同目的。一方面通过该总线线路传输用于供应所连接设备的电能，而另一方面该总线线路用于将数据传输到所连接设备并从这些设备传输到控制器。
这样一种总线系统在不同领域中得到应用，诸如在制造业中、在家用电器中、在汽车中等等，并且在此遭受(aussetzen)很多电气和电磁影响。这些影响在总线系统中产生例如所谓的瞬时脉冲(Transisent)、也就是说某些不同幅度和频率的电脉冲，并且能够以不同方式通过引起干扰和故障来影响总线系统。
为了防止瞬时脉冲，例如在每个连接到总线的设备中设置二极管，该二极管短接这些瞬时脉冲，并且由此阻止对设备进一步的损害。在辐射高频电磁影响的情况下，这些高频电磁影响通过二极管来检波。这样一来，在总线线路上形成直流电压，所述直流电压叠加到在总线线路上的传输电压上并由此能够触发干扰。为了减小这种影响，在每个所连接的设备中将电容器与二极管并联地连接。然而，其电容不允许超出某一较小的值，因为这个电容容性地加载到具有每个所接收设备的总线上。由此待削弱的辐射干扰的频率区域受到限制。因此，这样一种电容器的通过其容性阻抗的去干扰作用只有在高频时才生效，所述容性阻抗与频率和电容成反比。
发明内容
根据本发明的保护装置相对于常规的实施形式具有以下优点，即所述保护装置设在总线系统的中心位置并且与这个总线系统相连接，其中减少在每个连接到总线的设备中的保护元件的花费并且增大待削弱的辐射干扰的频率范围。
在下面说明本发明的基本思想。
总线系统仅仅配备有一个保护装置，该保护装置连在中心位置。在此，在总线系统的中心位置上保证防止瞬时脉冲。仅仅需要一个作为防止瞬时脉冲的保护元件的中心二极管。所有电容器或至少总电容的大部分在与中心二极管并联的位置被集中，其中使用具有明显比在分散结构时可能的值更大的电容的电容器。
本发明的一个重要优点在于，极大地减少迄今的花费并且还仅仅需要一个二极管，其中同时保持保护作用并且将辐射干扰的待削弱的频率范围扩展到更低的频率。此外，显著减小在每个所连接设备中电容器的电容，从而除了结构尺寸优点之外还得到经济上的优点。
此外，通过这种方式有利的是，中心电容器的基电容不依赖于所连接设备的数量而基本上是常数，也就是说，相较于现有技术，有效的待削弱的频率区域不依赖于所连接设备的数量。
总线系统的根据本发明的电气保护装置、特别是以两线结构形式的总线系统，所述总线系统具有总线控制单元和具有至少一个连接到总线上的设备，其特征在于，保护装置设在总线的中心位置并且与这个总线相连接。
在优选的扩展方案中，至少一个所连接设备具有设备保护装置，由此有利地扩展待削弱的频率区域。
在另一个优选的实施方案中规定，保护装置具有至少一个保护二极管和一个保护电容器并且设备保护装置具有第二电容器，其中第二电容器的电容基本上小于保护装置的保护电容器的电容。由此在总线系统的中心位置设有大的基电容，并且取消多个针对每个单个所连接的设备的单个二极管和电容器，由此得到经济上的优点。
另一实施方案规定，保护装置设在总线分配器中。由此有利地利用在总线分配器中存在的结构空间。不需要附加的外壳。
在另一个扩展方案中，保护装置设在总线控制单元中。这个实施方案有利地适合不具有总线分配器的总线系统。
保护装置也可以设在单个的所连接设备中，由此简单有利地改装已有总线系统，例如针对同一总线系统的扩展。
在另一个实施形式中，保护装置的二板管具有较大的阻挡层电容。在此，二极管的阻挡层电容与中心保护电容器并联地起作用，由此可减少其电容。
本发明的有利的扩展方案和改进方案可以从从属权利要求中和参考附图的说明得到。
下面依照在附图中说明的实施例来详细说明本发明。
在此图1示出以两线结构形式的总线系统的框图；和图2示出按照图1的总线系统的保护装置的根据本发明的不同实施形式的对应电路原理图。
具体实施例方式
在图1中描述根据现有技术的总线系统的电路框图。总线系统具有总线控制单元2。总线单元2连接到总线1上，该总线1在所示出的例子中由两导线线路所组成。总线1的两个导线之一与地8相连接。总线控制单元2以已知的方式实施总线系统的控制，并且向连接到总线1的设备3、3N提供电压、向这些设备3、3N传输数据和接收从设备3、3N传输来的数据、处理和/或将这些数据转交给上面的分析单元，这未示出。
此外，在总线1上设备3至3N还分别与两个导线相连接。设备3、3N可以具有不同的功能，诸如传感器功能。该设备3、3N包括与总线线路相连接的设备电路4。这些连接导线穿过第一设备保护装置5。在该设备保护装置5中连接导线分别与二极管6相连接，该二极管6并联有电容器。
二极管6以其阳极与总线线路的地8相连接并且在阻止方向上被接入。电容器7具有值约为330pF的电容，该值在这个实施方案中不应被超出。每个设备3、3N配备有第一设备保护装置5。
在总线上存在的瞬时脉冲分别在设备3、3N中通过二极管6被短接并由此被阻止。在总线线路上的辐射高频电压由二极管6来检波并且叠加到位于总线上的电压上。通过电容器7减少这种影响，然而由于对每个电容器7的频率依赖性和较小的电容将这种影响限制在较高的频率区域上。
图2示出按照图1的总线系统的保护装置10的根据本发明的不同实施形式的一个对应电路原理图。
保护装置10在总线系统的中心位置与总线1的导线相连接。这个中心位置设在总线1的任意安装位置。保护装置10位于适当的外壳内，该外壳由有划出的线的盒子来表示。这个外壳配备有相应的未示出的通常的总线1的连接装置。
在此，保护装置10具有保护二极管11和保护电容器12，其中保护电容器12的电容约是第一设备保护装置3的传统电容器7的十倍，约为3.3nF。
在这个示范性的图中仅仅示出一个所连接设备3，它当然可以为更多，如图1所表明的。在这个实施方案中，设备3具有第二设备保护装置，该第二设备保护装置不带二板管而仅仅具有第二电容器14。第二电容器14的电容处于大约120pF的范围内，由此也相对于电容器7减小第二电容器14的结构尺寸。
保护电容器12原则上是所有迄今设在设备3、3N中的电容器的集中(Konzentration)。如图1所示，通过连接第一设备保护装置5将所有电容器7并联。通过电容器7的并联得到除了总线1的线路电容之外的所有电容值之和。在此可以理解，如此形成的总电容依赖于在总线3上连接的设备3、3N的数量。总电容由此可以是不同的。
因为保护装置10固定地连接在总线1上，所有具有这个基电容的总电容基本上不依赖于所连接设备3的数量。由此得到以下优点，即待削弱的频率范围总是由基电容所确定的范围。
此外，在图2中示出保护装置10的其他安装位置(10b)。
用在总线控制单元中的保护装置的附图标记10a表示中央安装位置。在此可能的是，将保护装置10a的这种实施形式集成到总线控制单元2中，由此不需要附加的具有其他连接装置的外壳。
在总线系统具有从总线1分出其他线路的总线分配器9情况下，可以将保护装置10设在这个总线分配器9中，这通过附图标记10b表示。在此，可以借助于总线分配器9来扩展已有的总线系统并且同时配备保护装置10b，该保护装置10b而后相应地保护属于扩展部分的总线线路。连接到经扩展的新的总线线路上的设备3N(未示出)可以以简单的具有第二设备保护装置13的实施形式来构造。
本发明不是限制于上面所描述的实施例，而是能够以多种方式和形式进行修改。
因而例如可以考虑，将保护装置10也设在一个设备3、3N中，其中然而这种实施形式在每个总线系统中只需要一次。当不存在总线分配器或其他的安装位置时，这例如就可以是这种情况。
在一种实施形式中，可构建保护二极管11，使其阻挡层电容具有较大的值。从而能够减少保护电容器12的电容并由此减少其结构尺寸。
附图标记列表
权利要求
1.一种针对总线系统的电气保护装置(10、10a、10b)，特别是以两线结构形式的总线系统(例如Class II、CAN等)，所述总线系统具有一个总线控制单元(2)以及具有至少一个连接到一个总线(1)的设备(3、3N)，其特征在于，所述保护装置(10、10a、10b)设在所述总线(1)的中心位置上并且与这个总线(1)相连接。
2.按照权利要求1的保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述至少一个所连接的设备(3、3N)具有一个设备保护装置(13)。
3.按照权利要求1或2的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保护装置(10、10a、10b)具有至少一个保护二极管(11)和一个保护电容器(12)而所述设备保护装置具有一个第二电容器(14)。
4.按照权利要求3的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，第二电容器(14)的电容基本上小于所述保护装置(10、10a、10b)的保护电容器(12)的电容。
5.按照权利要求1至4之一的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保护装置(10b)设在总线分配器(9)中。
6.按照权利要求1至4之一的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保护装置(10a)设在所述总线控制单元(2)中。
7.按照权利要求1至4之一的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保护装置(10)设在一个单个设备(3、3N)中。
8.按照上述权利要求1至7之一的电气保护装置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保护装置(10、10a、10b)的二极管(6)具有大的阻挡层电容。
全文摘要
本发明涉及总线系统的电气保护装置(10、10a、10b)，特别是以两线结构形式的总线系统，所述总线系统具有一个总线控制单元(2)和具有至少一个连接到总线(1)上的设备(3、3N)，其中所述保护装置(10、10a、10b)设在总线(1)的中心位置上并且与这个总线相连接。
文档编号H02H9/00GK1756113SQ20051010715
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者T·维策曼, P·温茨勒, M·卡萨雷斯 申请人:罗伯特.博世有限公司