专利名称：Rs485串行通讯接口的防雷保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种RS485串行通讯接口的防雷保护电路，属于防雷保护技术领 域。
背景技术：
随着数字通讯的发展和智能家电的普及，RS485接口已广泛应用于工业控制、仪 器、仪表、多媒体网络、机电一体化产品等诸多领域。 一个系统往往由多个需要相互通讯的 终端组成。例如，楼宇安全监控系统、煤气表、水电表的自动抄表系统、超市的自动收费系 统等都存在多站、远距离通信的问题。在要求通信距离为几十米到上千米时，由于RS485总 线仅需要三根线即可实现多站联网构成分布式系统，设备简单、价格低廉，且传送速度高达 10MHz，故在工程项目中获得广泛应用。 在构成RS485总线网时，由于RS485的网络拓扑采用终端匹配的总线型结构，即通 一条总线将各个节点串接起来，不支持环形或星型网络，因此，雷电引发的瞬间往往导致传 输线上的多个RS485收发器损坏，故防雷措施是RS485技术实际使用中必须考虑的问题，也 是提高系统可靠性一个十分重要的措施。 但是， 一种错误观点就是认为RS485通信链路不需要信号地，而只是简单地用一 对双绞线将各个接口的〃 A〃 、 〃 B〃端连接起来。因此，国内外的RS485防雷设计，要么 根本就不对信号地进行防雷保护，要么就只是把信号地当成一个屏蔽层做防雷过度。这使 得RS485的防雷等于虚设。 图1为典型的RS485半双工网络图，图2为典型的RS485全双工网络图。从图1、 图2可以看到，信号地与保护地是存在着电势差的，如果对信号地不进行防雷保护，雷击时 必然损坏RS485驱动电路。 图3为传统没有信号地的RS485防雷保护电路，采用这样的防雷器，当信号地遭受 雷击时，RS485网络将严重损坏。图4是传统有信号地的RS485防雷保护电路，由于信号地 GND线路上没有限流和TVS箝位，雷击时同样无法保护，RS485网络将严重损坏。
发明内容本实用新型的目的在于提出RS485串行通讯接口的防雷保护电路，该防雷保护电
路，采用两级复合型防雷结构，雷击产生时，不论是在信号线A、 B还是在信号地GND上产生
电涌，首先电流经过限流电阻R1、R2或者R3，然后经过Dl D6组成的三相全桥整流电路，
被瞬态电压抑制二极管将电压箝位。将抬高A、 B或者GND端的电压，促使气体放电管G1、
G2或者G3点火导通，从而使雷击的主要能量从第一级防雷保护中泄流。 为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，保护电路采用两级复合型防雷结构，
输入端口采用气体放电管作为第一级防雷保护，输出端口采用全桥整流加型瞬态电压抑制
二极管作为第二级防雷保护。两级防雷之间串入线绕无感电阻作为第一级的气体放电管点
火电阻和第二级防雷保护的限流电阻。[0009] 电路分析以图五为例。当雷击产生时，不论是在信号线A、 B还是在信号地GND上 产生电涌，首先电流经过限流电阻Rl、 R2或者R3，然后经过Dl D6组成的三相全桥整流 电路，被瞬态电压抑制二极管将电压箝位。TVS1确保信号线A'、B'、信号地GND'之间不产 生高压，TVS2、TVS3确保信号线A'、B'和信号地GND'对安全地PE不产生高压。同时，当电 流流过电阻R1、R2或者R3时，将抬高A、B或者GND端的电压，促使气体放电管G1、G2或者 G3点火导通，从而使雷击的主要能量从第一级防雷保护中泄流。本实用新型的有益效果，采用这样的防雷器，当信号地遭受雷击时，RS485网络将 严重损坏。图4是传统有信号地的RS485防雷保护电路，由于信号地GND线路上没有限流 和TVS箝位，雷击时同样无法保护，RS485网络将严重损坏。
以下结合附图和实施例对本实用新型作比较详细的说明。
图1为典型的RS485半双工网络示意图； 图2为典型的RS485全双工网络示意图； 图3为传统没有信号地的RS485防雷保护电路； 图4为传统有信号地的RS485防雷保护电路； 图5为本实用新型的半双工RS485信号地与信号等同防雷保护电路； 图6为本实用新型的全双工RS485信号地与信号等同防雷保护电路。
具体实施方式参照图1、图2，图1为一种RS485串行通讯接口的防雷保护电路为典型的RS485 半双工网络图，图2为典型的RS485全双工网络图。从图1、图2可以看到，信号地与保护地 是存在着电势差的，如果对信号地不进行防雷保护，雷击时必然损坏RS485驱动电路。 参照图3，图4，图3为传统没有信号地的RS485防雷保护电路，采用这样的防雷 器，当信号地遭受雷击时，RS485网络将严重损坏。图4是传统有信号地的RS485防雷保护 电路，由于信号地GND线路上没有限流和TVS箝位，雷击时同样无法保护，RS485网络将严 重损坏。 以上为现有技术的几种防雷保护电路。 参照图5，图6，图5为本实用新型的半双工RS485信号地与信号等同防雷保护电 路；当雷击产生时，不论是在信号线A、 B还是在信号地GND上产生电涌，首先电流经过限流 电阻R1、R2或者R3，然后经过D1 D6组成的三相全桥整流电路，被瞬态电压抑制二极管将 电压箝位。TVS1确保信号线A' 、 B'、信号地GND'之间不产生高压，TVS2、 TVS3确保信号线 A'、 B'和信号地GND'对安全地PE不产生高压。同时，当电流流过电阻R1、 R2或者R3时， 将抬高A、 B或者GND端的电压，促使气体放电管Gl、 G2或者G3点火导通，从而使雷击的主 要能量从第一级防雷保护中泄流。 图6为本实用新型的全双工RS485信号地与信号等同防雷保护电路。 虽然本实用新型已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人
员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本实用新型，应理解其中可作各种变化和修改
而在广义上没有脱离本实用新型，所以并非作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本实用新型权利要求的保 护范围。
权利要求一种RS485串行通讯接口的防雷保护电路，包括全双工网络，其特征在于所述的防雷保护电路，将RS485通讯接口的信号地等同信号线做相同的防雷保护，其采用两级复合型防雷结构，即由输入端口采用气体放电管作为第一级防雷保护，输出端口采用全桥整流加瞬态电压抑制二极管作为第二级防雷保护，两级防雷之间串入线绕无感电阻作为第一级的气体放电管点火电阻和第二级防雷保护的限流电阻。
2. 如权利要求1所述的串行通讯接口的防雷保护电路，其特征在于所述的第二级防 雷保护，由Dl D6组成的三相全桥整流电路，以及瞬态电压抑制二极管组成。
专利摘要本实用新型涉及一种RS485串行通讯接口的防雷保护电路，包括全双工网络，其特征在于所述的防雷保护电路，将RS485通讯接口的信号地等同信号线做相同的防雷保护，其采用两级复合型防雷结构，即由输入端口采用气体放电管作为第一级防雷保护，输出端口采用全桥整流加瞬态电压抑制二极管作为第二级防雷保护，两级防雷之间串入线绕无感电阻作为第一级的气体放电管点火电阻和第二级防雷保护的限流电阻。采用该防雷保护电路，当雷击时，从而使雷击的主要能量从第一级防雷保护中泄流。
文档编号H02H9/04GK201466706SQ20092007355
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者夏青 申请人:上海臻和防雷电气技术有限责任公司