具有电流隔离的电气系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开一般地涉及电气系统，更具体地说，涉及具有电流隔离(galvanicallyisolated)的输入-输出电路的电气系统。
【背景技术】
[0002]已知传统的机车使用数个车载电气系统，这些电气系统具有输入-输出(“i/o”)电路以便输入和输出信号。众所周知，针对每个数据端口具有电流(电压)隔离，以便容许和分离远程安装的设备之间的不同接地电势。电流隔离显著减少或消除潜在接地回路以免干扰远程设备之间的通信信号。除了消除接地回路之外，设备i/o电路的电流隔离允许设备承受在i/o电路与接地设备机箱之间施加高电势(ΗΙΡΟΤ)。ΗΙΡ0Τ额定电压的范围通常从500伏特(V)到1500伏特，然而某些设备可能需要承受甚至更高的ΗΙΡ0Τ电压，以便在正常使用中施加高的预期电压。
[0003]i/o电路的另一个期望方面包括设备内部的数据通信导体的电磁屏蔽，以及在远程设备之间承载通信信号的外部数据电缆中包含的导体的电磁屏蔽。明智地实现的此类屏蔽增加设备抵抗辐射电磁干扰的免疫力，并且还显著减少设备的辐射发射。
[0004]电子设备的另一个期望方面是对静电放电(ESD)事件的适应性。ESD事件可以使用高达20千伏(kV)的电压。对于在布线安装和维修期间通常需要人为干预的设备，ESD保护可以尤为重要。常见ESD保护方法包括瞬态保护二极管、金属氧化物变阻器(MOV)和包含火花隙的组件。
[0005]但是，i/o电路的电流隔离与ESD保护方法出现明显冲突。例如，包括上述ESD保护组件的电路的ΗΙΡ0Τ测试可以永久损坏ESD保护组件。此外，引入ESD保护组件还可以使电流隔离措施失败。
[0006]第2012/0258678号美国公开(“’ 678公开”)公开一种技术，其用于减少电力适配器装置与调谐器装置的平行耦合电缆之间的共模干扰信号，以便提供增强型电缆，该电缆具有接收天线和用于电力的导电路径两者。尽管’ 678公开可以减少天线与电力电缆之间的共模干扰信号，但’ 678公开未提供解决方案以便可以针对同一设备获得电磁屏蔽、电流隔离和ESD保护的益处。
[0007]目前公开的电气系统旨在克服上面提出的一个或多个问题和/或本领域中的其它问题。
【发明内容】
[0008]根据一个方面，本公开涉及一种电气系统。所述电气系统可以包括第一设备，所述第一设备在其中具有第一机箱和第一端口。所述电气系统可以还包括第二设备，所述第二设备在其中具有第二机箱和第二端口。所述第一设备和所述第二设备可以由通过所述第一端口和所述第二端口的电缆连接。所述第二机箱可以被导电地连接到大地接地(earthground)。所述第二端口上的引脚可以通过静电放电保护设备被连接到所述第二设备中的隔离接地，以及所述隔离接地可以通过一组电容器被连接到所述第二机箱。
[0009]根据另一个方面，本公开涉及一种设备。所述设备可以包括机箱和电路板，在所述机箱中具有端口。所述机箱可以被导电地连接到大地接地。所述端口上的引脚可以通过静电放电保护设备被连接到所述电路板上的隔离接地，以及所述隔离接地可以通过一组电容器被连接到所述机箱。
【附图说明】
[0010]图1示出具有两个机车的示例性组成部分(consist)的视图；
[0011]图2示出一种示例性电气系统；
[0012]图3示出图2的电气系统的设备的一种示例性电路板配置。
【具体实施方式】
[0013]图1示出包括多个机车120的组成部分100，所述多个包括至少第一和最后一个机车120。每个机车120可以包括机车引擎140。在一个实施例中，机车引擎140可以包括单流式二冲程柴油引擎系统。所属技术领域的技术人员还将理解，每个机车120还可以例如包括驾驶室(未示出)；用于容纳电子设备的设施，例如电子储物柜(未示出)；机车引擎140的防护式外壳(未不出)；以及与机车引擎140结合使用的发电机(未不出)。
[0014]尽管图1中未示出，但组成部分100可以包括两个以上机车120。此外，组成部分100还可以包括各种其它铁路车辆(例如货车或客车)，并且可以采用不同的车辆和机车布置，以便满足组成部分100的特定使用。在一个实施例中，组成部分100中的机车例如通过机车之间的有线或无线连接与彼此通信。此类连接的特定实例可以包括但不限于有线以太网连接、无线网络连接、无线电连接、有线串行或并行数据通信连接，或者在操作上链接组成部分的相应机车的车载控制和通信系统的其它此类通用通信路径。
[0015]图2示出可以在包括机车120的各种位置中发现的电气系统200。电气系统200可以包括两个设备201和202，它们通过电缆223被电连接到彼此。每个设备201和202可以分别具有机箱211和212，它们充当设备201和202的组件的金属屏蔽物或覆盖物。设备201和202的每一个可以包括端口(例如，设备201中的连接器222和设备202中的连接器224)，它们充当设备201和202的输入-输出接口。例如，电缆223可以耦合到连接器222和224。连接器222和224可以是所属技术领域中已知的任何连接器。例如，连接器222和224可以是9引脚连接器，如DB9连接器。示例性地，连接器222和224可以具有护罩(shrouds)(未示出)，它们将连接器222和224分别导电地连接到机箱211和212。示例性地，机箱211和212可以被连接到大地接地。
[0016]电缆223可以在设备201和202之间运送数据，并且可以包含导电屏蔽物，该导电屏蔽物通过连接器护罩和与连接222、224耦合的电缆连接器(未示出)而连接到机箱211或212。在电缆连接器和连接器222、224之间形成360°连接之后，可以说电气系统200由单个导电屏蔽表面覆盖。换言之，可以说整个系统200具有单个导电外壳，该导电外壳提供电磁屏蔽。
[0017]在每个设备201和202的内部，可以具有额外电路，该额外电路处理通过223传送的数据。例如，在设备201中，示出隔离电路221，该隔离电路221被耦合到连接器222，并且传送通过电缆223接收或发送的数据。例如，来自隔离电路221的线路CANH可以被连接到连接器222的引脚P1。同样，来自隔离电路221的线路CANL可以被连接到连接器222的引脚P2。
[0018]隔离电路221可以隔离设备201的不同部分之间的信号。例如，在TX线路上传送的信号导致数据以差分信号形式(CANH-CANL)从设备201发送到数据电缆223上。同样，RX线路响应从数据电缆223并且通过隔离电路221传入的差分数据(CANH-CANL)。此外，隔离