CN105591354A - 一种保护电路及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种保护电路及通信设备，涉及电子电路设计领域，用以解决现有保护电路无法判断通信接口电路是否误接高压交流电源以及现有保护电路可靠性低的问题。该保护电路包括：熔断电路和钳位电路。其中，熔断电路串联在通信接口电路的第一信号线上，钳位电路的一端与通信接口电路的第一信号线连接，钳位电路的另一端与通信接口电路的第二信号线连接，且钳位电路设置在熔断电路和通信接口电路之间；当第一信号线或第二信号线外加第一电压时，钳位电路用于将第一电压钳位在第二电压，熔断电路熔断；第一电压大于通信接口电路的工作电压，第二电压为小于或等于通信接口电路的工作电压。本发明可用于通信接口电路的保护。

Description

一种保护电路及通信设备

技术领域

本发明涉及电子电路设计领域，尤其涉及一种保护电路及通信设备。

背景技术

RS-485通信接口电路是工业通信中较为常用的通信接口电路，广泛应用于集中控制系统或中央控制系统中。RS-485通信接口电路的应用现场环境复杂，不仅有通信线缆，还有220V或380V高压交流电源线。但是由于接线人员操作不规范，很容易发生将高压交流电源线误接至RS-485通信接口电路中的情况，进而导致高压交流电源烧坏RS-485通信接口电路以及后级电路，如将微控制器或弱电通信设备等，严重时还可能造成火灾或人员伤亡。

为了避免上述情况的发生，现有技术中常用的解决方案是在RS-485通信接口电路的输入端串接热敏电阻，当误将高压交流电源线接至RS-485通信接口电路中时，由于流过热敏电阻的电流会很大，会使热敏电阻进入高阻态，此时，前后级电路相当于断开状态，高压交流电源不会加至RS-485通信接口电路上，RS-485通信接口电路无法工作，因而能起到保护后级电路的作用。

虽然现有技术通过增加热敏电阻能起到保护后级电路的作用，但是，仅从RS-485通信接口电路无法工作不能判断出是因为误接了高压交流电源还是因为其他原因导致的，需要工作人员进行逐步排查；同时，在排查过程中，高压交流电源一直连接至RS-485通信接口电路，会使得热敏电阻中一直有大电流流过，容易导致热敏电阻失效，降低保护电路的可靠性。

发明内容

本发明的实施例提供一种保护电路及通信设备，以解决现有保护电路无法判断通信接口电路是否误接高压交流电源以及现有保护电路可靠性低的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种保护电路，应用于通信接口电路，所述保护电路包括：熔断电路和钳位电路；

所述熔断电路串联在所述通信接口电路的第一信号线上，所述钳位电路的一端与所述通信接口电路的第一信号线连接，所述钳位电路的另一端与所述通信接口电路的第二信号线连接，且所述钳位电路设置在所述熔断电路和所述通信接口电路之间；

当所述第一信号线或所述第二信号线外加第一电压时，所述钳位电路用于将所述第一电压钳位在第二电压，所述熔断电路熔断，所述第一电压大于所述通信接口电路的工作电压，所述第二电压为小于或等于所述通信接口电路的工作电压。

第二方面，提供了一种通信设备，该设备包括上述保护电路。

本发明实施例提供了一种保护电路及通信设备，其中，该保护电路包括：熔断电路和钳位电路，当第一信号线或第二信号线外加第一电压时，钳位电路可以将第一电压钳位在第二电压，并通过熔断电路的熔断，切断与后级电路的连接，从而保护后级电路免受损坏。具体的，当误将高压交流电源线接至第一信号线或第二信号线上时，钳位电路与高压交流电源之间形成电流通路后导通，钳位电路瞬间将误接至第一信号线或第二信号线上的高电压钳位在较小的电压值，保护通信接口电路免受损坏；与此同时，流过的大电流会迅速将熔断电路熔断，保护了熔断电路的后级电路免受损坏；同时，熔断电路熔断后，高压交流电源和后级电路断开，此时将不会有大电流流过钳位电路，避免了钳位电路在长时间的大电流作用下失效，提高了保护电路的可靠性，而且根据熔断电路的熔断现象还能判断出是因为误接了高压交流电源而导致的错误。因而，与现有技术相比，本发明实施例提供的保护电路，能够解决现有保护电路无法判断通信接口电路是否误接高压交流电源以及现有保护电路可靠性低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种保护电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种保护电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种保护电路，如图1所示，可应用于通信接口电路10中，该保护电路包括：熔断电路11和钳位电路12。

其中，熔断电路11串联在通信接口电路10的第一信号线101上，钳位电路12的一端与通信接口电路10的第一信号线101连接，钳位电路12的另一端与通信接口电路10的第二信号线102连接，且钳位电路12设置在熔断电路11和通信接口电路10之间。

当第一信号线101或第二信号线102外加第一电压时，钳位电路12用于将第一电压钳位在第二电压，熔断电路11熔断；第一电压大于通信接口电路10的工作电压，第二电压为小于或等于通信接口电路10的工作电压。

具体的，若将本发明所述保护电路接入通信接口电路中，则当第一信号线或第二信号线上的外加电压为第一电压，也即外加电压高于通信接口电路的工作电压时，熔断电路就会熔断，从而使熔断电路与后级电路断开，第一电压不能施加至通信接口电路，此时通信接口电路无法工作，因而可以有效避免通信接口电路因外加电压过大而损坏；而当熔断电路未熔断，通信接口电路又无法工作时，说明不是因为误接了第一电压导致的，根据此现象可以判断出是是由于其他原因导致的。

需要说明的是，第一电压可以是能够导致通信接口电路及后级弱电设备损坏的高电压信号，通常情况下为220V或380V的高压交流信号。

进一步的，如图2所示，本发明所述的保护电路还可以包括：开关电路13，开关电路13与熔断电路11并联。

其中，当第一信号线101或第二信号线102外加通信接口电路10的工作电压时，熔断电路11未熔断，闭合开关电路13。

当第一信号线101或第二信号线102外加所述第一电压时，熔断电路11熔断，断开开关电路13。

当第一信号线101或第二信号线102外加所述第二电压时，熔断电路11未熔断，断开开关电路13。

具体的，如图2所示，在接线前，可以断开开关电路13。这样，当外加至通信接口电路10的电压为第一电压时，比如误接高压交流电源时，熔断电路11会熔断，外加至通信接口电路10的电压不会损坏熔断电路11的后级电路；与此同时，接线人员可以根据熔断电路11的熔断现象，如熔断电路11熔断时发出的电火花或嘶嘶的响声，判断出是因为误将高压交流电源接至通信接口电路10中而导致的熔断电路熔断。接线人员根据该现象可以马上纠正接线错误，并通过闭合开关电路13完成整个通信系统的连接。当外加至通信接口电路10的电压为第二电压时，由于第二电压不是能使通信接口电路10正常工作的电压，所以通信接口电路10也无法工作，此时由于第二电压较小，熔断电路不会熔断，接线后其现象为熔断电路既没有熔断且通信接口电路也无法工作，此时接线人员可以据此判断出不是因为误接了高压电源而是其他原因导致的接线错误。

可选的，熔断电路以选用熔断器，开关电路可以选用拨码开关。

可选的，如图3所示，钳位电路12可以包括：第一电阻121、第二电阻122、第一二极管123和第二二极管124。

其中，第一电阻121的一端与通信接口电路10的第一信号线连接101，第一电阻121的另一端与第一二极管123的阳极连接，第一二极管123的阴极与通信接口电路10的第二信号线102连接。

第二电阻122的一端与通信接口电路10的第一信号线101连接，第二电阻122的另一端与第二二极管124的阴极连接，第二二极管124的阳极与通信接口电路10的第二信号线102连接。

可选的，如图3所示，第一电阻121和第二电阻122可以选用压敏电阻或负温度系数热敏电阻。优选的，本发明实施例采用的是压敏电阻。

需要说明的是，压敏电阻和负温度系数的热敏电阻的特性是，当给其施加的电压较小时，呈高阻态，当施加的电压较大时，呈低阻态。在本发明实施例中，当给其施加的电压为第一电压时，呈低阻态，施加第二电压时，呈高阻态。

示例的，参考图3，以熔断电路为熔断器111，开关电路为拨码开关131、第一电阻121和第二电阻122为压敏电阻为例对本发明实施例所述的保护电路进行说明。

具体的，当误将高压交流电源接在第一信号线101上时，由于熔断器111的电阻很小，所以相当于将高压交流电源直接加在了钳位电路的两端。由于误接的是高压交流电源，所以存在正电压导通和负电压导通两种情况。

情况一、当接入第一信号线101上的高压交流电压为正电压时，由压敏电阻和二极管构成的钳位电路的第一支路14导通，由于此时该支路两端的电压很大，所以压敏电阻的阻值趋向于无穷小，第一支路14导通，由于导通后压敏电阻和二极管两端的电压均很小，第一支路14会瞬间将误接的高电压钳位至一个较小的电压值，从而能够保护后级通信接口电路免受损坏。

情况二、当接入第一信号线101上的高压交流电压为负电压时，由另一压敏电阻和另一二极管构成的钳位电路的第二支路15导通，由于此时该支路两端的电压很大，压敏电阻的阻值趋向于无穷小，第二支路15导通，由于导通后压敏电阻和二极管两端的电压均很小，第二支路15会瞬间将高压钳位至一个较小的电压值，从而能够保护后级通信接口电路免受损坏。所以，无论是正电压导通，还是负电压导通，均能起到保护后级电路的作用。

可选的，上述通信接口电路可以为RS-485通信接口电路，RS-485通信接口电路一般是两线制，也即有两个通信端口，A端口和B端口。在本发明中，第一信号线可以为A端口，第二信号线可以为B端口。

本发明实施例提供了一种保护电路，该保护电路包括：熔断电路和钳位电路，当第一信号线或第二信号线外加第一电压时，钳位电路可以将第一电压钳位在第二电压，并通过熔断电路的熔断，切断与后级电路的连接，从而保护后级电路免受损坏。具体的，当误将高压交流电源线接至第一信号线或第二信号线上时，钳位电路与高压交流电源之间形成电流通路后导通，钳位电路瞬间将误接至第一信号线或第二信号线上的高电压钳位在较小的电压值，保护通信接口电路免受损坏；与此同时，流过的大电流会迅速将熔断电路熔断，保护了熔断电路的后级电路免受损坏；同时，熔断电路熔断后，高压交流电源和后级电路断开，此时将不会有大电流流过钳位电路，避免了钳位电路在长时间的大电流作用下失效，提高了保护电路的可靠性，而且根据熔断电路的熔断现象还能判断出是因为误接了高压交流电源而导致的错误。因而，与现有技术相比，本发明实施例提供的保护电路，能够解决现有保护电路无法判断通信接口电路是否误接高压交流电源以及现有保护电路可靠性低的问题。进一步的，如果接线人员知道误接了高压交流电源，会提高操作的警惕性，所以能够有效降低触电的风险。而当熔断电路未熔断，通信接口电路又无法工作时，根据本发明实施例提供的保护电路又能够判断出不是因为误接了高压交流电源而是其他原因导致的接线错误。

本发明实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述任意一种保护电路。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种保护电路，其特征在于，应用于通信接口电路，所述保护电路包括：熔断电路和钳位电路；

所述熔断电路串联在所述通信接口电路的第一信号线上，所述钳位电路的一端与所述通信接口电路的第一信号线连接，所述钳位电路的另一端与所述通信接口电路的第二信号线连接，且所述钳位电路设置在所述熔断电路和所述通信接口电路之间；

当所述第一信号线或所述第二信号线外加第一电压时，所述钳位电路用于将所述第一电压钳位在第二电压，所述熔断电路熔断，所述第一电压大于所述通信接口电路的工作电压，所述第二电压为小于或等于所述通信接口电路的工作电压。

2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述钳位电路包括：第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；

所述第一电阻的一端与所述通信接口电路的第一信号线连接，所述第一电阻的另一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述通信接口电路的第二信号线连接；

所述第二电阻的一端与所述通信接口电路的第一信号线连接，所述第二电阻的另一端与所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与所述通信接口电路的第二信号线连接。

3.开关根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括：开关电路；所述开关电路与所述熔断电路并联；

当所述第一信号线或所述第二信号线外加所述通信接口电路的工作电压时，所述熔断电路未熔断，闭合所述开关电路；

当所述第一信号线或所述第二信号线外加所述第一电压时，所述熔断电路熔断，断开所述开关电路；

当所述第一信号线或所述第二信号线外加所述第二电压时，所述熔断电路未熔断，断开所述开关电路。

4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述熔断电路为熔断器。

5.根据权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻为压敏电阻或负温度系数热敏电阻。

6.根据权利要求3所述的保护电路，其特征在于，所述开关电路为拨码开关。

7.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述通信接口电路为RS-485通信接口电路。

8.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括权利要求1-7中任一项所述的保护电路。