CN108011363A - 一种过压保护电路和应答器a接口保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种过压保护电路和应答器A接口保护电路，其中所述保护电路包括谐振电路和限压保护电路，所述谐振电路与限压保护电路通过整流桥电路连接。本发明的过压保护电路和应答器A接口保护电路能够有效解决车载发送给应答器的能量过大而造成对应答器损害的问题。

Description

一种过压保护电路和应答器A接口保护电路

技术领域

本发明属于铁路信号技术领域，特别涉及一种应答器接口保护电路。

背景技术

应答传输系统(Balise Transmission SubSystem，简称BTS)是铁路传输系统中的一种基于点式信息传输的安全传输系统，其实现道旁设备或地面设备与车载设备之间的安全信息传输。应答器传输系统包括应答器传输模块(BTM)及车载天线单元(AU)、应答器、地面电子单元(LEU)等三个基本组成部分。

其中，应答器安装于轨道中央，是一种基于地面向列车传输信息的点式设备，其主要用于向列控车载设备提供可靠的地面固定信息和可变信息，这些信息包括信号数据、控制数据、位置及地理信息、列车目标运行信息、进路信息、线路速度以及临时限速等信息。如图1所示，在列车运行期间，BTM通过天线单元AU不断向地面辐射能量，应答器接受天线单元辐射的功率而工作，将内部编码信息或地面电子单元(LEU)的编码信息(仅限有源应答器)发送给车载天线AU，车载天线将接收到的上行链路信息传输给BTM，BTM将接收到的数据发送给车载控制核心。

应答器设备与列控系统其它设备之间的通信主要通过以下接口实现：

A接口：应答器与车载ATP之间的无线传输接口；

C接口：轨旁电子单元(LEU)与有源应答器之间的传输接口，其接收用于传输报文数据的C1接口信号和提供供电信号的C6信号。

其中A接口可以分为以下几个子接口：

A1接口：从上行应答器到天线单元传输上行应答器报文的接口；

A2接口：从天线单元到下行应答器传输下行应答器报文的接口；

A4接口：通过无线电磁场从天线单元到上行应答器传输应答器所需能量的接口；

A5接口：是可选的接口，通过无线的方式给固定的上行应答器写入报文的接口。

随着列车速度的大幅提升，铁路系统对于信号传输的稳定性提出了更高的要求，A接口作为应答器与车载ATP之间的无线传输接口对信号的传输起到了至关重要的作用。

当前系统中，车载发送给应答器的能量有时会出现过大的情况，这会对应答器造成损害，进而会影响到车辆的安全运行。

发明内容

针对车载发送给应答器的能量会出现过大而造成对应答器损害的问题，本发明提供了一种应答器接口保护电路。

本发明提供了一种过压保护电路，其特征在于，

所述保护电路包括谐振电路和限压保护电路，所述谐振电路与限压保护电路通过整流桥电路连接。

进一步地，所述限压保护电路包括开关电路和电容支路，所述开关电路和电容支路并联。

进一步地，所述开关电路包括三极管；

所述三极管的基极与一RC并联电路的一端连接，所述三极管的集电极与所述基极之间连接电压钳位电路；

所述RC并联电路的另一端、所述三极管的射极与所述整流桥电路连接。

进一步地，所述电压钳位电路包括一个或多个串联的二极管，在所述二极管的阳极和所述三极管的集电极之间连接电阻。

进一步地，所述谐振电路包括两个电感电路，所述两个电感电路分别与所述整流桥电路连接。

进一步地，所述谐振电路还包括电容电路；

所述电容电路与所述两个电感电路连接，并且

所述电容电路还与一天线部件连接。

进一步地，所述电容电路包括第一电容、第二电容和第三电容；

所述第一电容与所述天线部件连接；

所述第二电容与第三电容串联后与所述第一电容并联；

所述两个电感电路分别连接在所述第三电容的两端。

进一步地，所述整流桥电路为二极管形成的整理桥电路，所述整流桥中的二极管设有冗余二极管。

本发明还提供了一种应答器A接口保护电路，其特征在于，

所述应答器A接口保护电路包括一个或多个如上任一所述的过压保护电路；

所述过压保护电路通过其谐振电路与所述应答器A接口的天线连接。

本发明的过压保护电路和应答器A接口保护电路能够有效解决车载发送给应答器的能量过大而造成对应答器损害的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出了根据现有技术应答器传输系统接口结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的过压保护电路等效结构原理图；

图3示出了根据本发明实施例的过压保护电路结构原理图；

图4示出了图3中部分过压保护电路的详细结构图示意图；

图5示出了根据本发明实施例的应答器A接口接收能量信号天线电路结构框图；

图6示出了图5中四个过压电路的部分电路图；

图7示出了图5中应答器A接口接收能量信号天线电路及过压电路的部分电路图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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做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针对应答器A接口的过压保护电路，所述过压保护电路包括谐振电路、限压保护电路和整流桥电路。如图2所示是本发明实施例的过压保护电路的结构原理图。所述谐振电路与所述限压保护电路通过所述整流桥电路连接。

如图3所示，所述整流桥电路包括多个串联连接的二极管，所述多个串联连接的二极管电路并联连接。如图4示出了图2和图3的过压保护电路的部分电路的详细电路结构图，如图所示，所述整流桥电路包括两条二极管串联电路，第一条二极管串联电路包括两个串联的二极管；第二条二极管串联电路也包括两个串联的二极管。本发明实施例以四条并联的二极管串联支路为例说明：第一条二极管串联电路包括四条二极管串联支路：二极管T38、T39、T40、T41所在的二极管串联支路；第二条二极管串联电路也包括四条二极管串联支路：二极管T42、T43、T44、T45所在的二极管串联支路，本发明实施例的每条支路上有两个串联的二极管。上述四条二极管串联支路形成冗余支路，在一条二极管串联支路出现故障后，其他与之并联的二极管串联支路可以正常工作。但是，需要指出的是本发明并不限于四条支路，一条、两条、三条或四条以上的支路均可适用于本发明。

如图2所示，所述谐振电路包括电感电路和电容支路。其中所述电感电路包括一个电感或多个并联的电感。如图所示，电感L23、L31形成第一个电感电路；电感L22、L30形成第二个电感电路。

如图3、4所示，第一电感电路的一端连接到第一条二极管串联电路中两个串联二极管连接的节点上；第二电感电路连接到第二条二极管串联电路中两个串联二极管连接的节点上。需要说明的是本发明以两个电感并联为例进行示例性说明，但并不限于两个电感并联，一个电感、两个电感或两个以上的电感并联均可适用于本发明。

所述过压保护电路还包括开关电路，所述整流桥电路中所述二极管串联电路的阴极端连接所述开关电路。如图4所示，所述开关电路包括三极管T45、RC电路和电压钳位电路。

所述开关电路包括一个三极管T45，本发明实施例中以PNP型三极管为例进行示例性说明，但并不限于PNP型三极管，任何类型的三极管包括NPN均可适用于本发明。三极管T45的发射极3连接在所述二极管串联电路的阴极端，基极1连接一个RC电路。所述RC电路为电阻R127和电容C112并联连接而形成的电路。所述RC电路的另一端同样连接到所述二极管串联电路的所述阴极端。同时三极管T45的集电极4还与整流桥电路中二极管串联电路的阳极端连接，如图4所示，以GBC端表示了三极管的集电极4与所述整流桥电路中二极管串联电路的阳极端连接的连接关系。

在所述三极管T45的集电极4和基极1之间还连接有电压钳位电路。所述电压钳位电路包括串联的多个二极管，本发明以四个串联的二极管为例进行示例性说明，但并不限于四个串联的二极管，三个、五个或五个以上串联的二极管均可用于本发明。如图4所示，每个二极管的阳极与三极管T145的集电极之间可以连接有电阻：如图所示电阻R243、R244。

所述过压保护电路还包括了电容支路，如图所示，所述电容支路包括并联的电容C106和C107。本发明以两个并联的电容为例进行示例性说明，但并不限于两个并联的电容，实现容性作用的单个电容、串并联电容电路均可用于本发明。如图3、4所示，所述开关电路中三极管的集电极4和射极3与所述电容支路并联。

所述谐振电路还包括电容电路，如图2所示，电容电路包括三个电容C113、C115、C116，其中电容C115和C116串联后与电容C113并联。上述第一个电感电路的另一端(也就是与整流桥电路连接端的另一端)与C116的一端连接，上述第二个电感电路的另一端(也就是与整流桥电路连接端的另一端)与C116的另一端连接。

上述过压保护电路通过所述电容C113的两端连接到应答器A接口的天线电路中。如图5所示，示出了根据本发明实施例的应答器A接口接收能量信号天线电路结构原理框图。如图所示，上述过压保护电路连接到应答器A接口的天线中，过压保护电路1、过压保护电路2、过压保护电路4和过压保护电路4以串联的形式连接到应答器A接口接收能量信号天线电路中。本发明实施例以连接四个所述过压保护电路为例进行示例性说明，但并不限于四个，一个或多个过压保护电路均可实现本发明的目的。

为了更清楚地展示上述过压保护电路与所述应答器A接口天线电路的连接关系，本发明实施例以图6、图7进行示例性说明。

图6中所述电感电路的各个端点与图7中的各个端点连接即可实现本发明实施例图5的应答器A接口接收能量信号天线电路：具体地，如图所示，图6中第一个过压保护电路中第一个电感电路的AA端与图7中AA端连接，图6中第一个过压保护电路中第二个电感电路的BB端与图7中BB端连接；图6中第二个过压保护电路中第一个电感电路的CC端与图7中CC端连接，图6中第二个过压保护电路中第二个电感电路的GND端与图7中GND端连接；图6中第三个过压保护电路中第一个电感电路的GND端与图7中GND端连接，图6中第三个过压保护电路中第二个电感电路的DD端与图7中DD端连接；图6中第四个过压保护电路中第一个电感电路的EE端与图7中EE端连接，图6中第二个过压保护电路中第二个电感电路的FF端与图7中FF端连接。所述应答器A接口天线通过耦合器T16实现与应答器A接口的能量接收电路和数据接收电路耦合。

通过上述各个电路、元件、模块的连接，构成了针对所述应答器接口A的保护电路。在车载发送给应答器的能量较小时，三极管T45处于关闭状态，此时电路谐振在收到的振荡信号频率点附近。在车载发送给应答器的能量过大时，三极管T45导通，此时两个谐振电路之间形成通路，此时电路的谐振点偏移了收到的振荡信号的频率点，由于天线谐振电路失谐，天线接收的能量变小，起到了保护应答器的作用。

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 (9)

1.一种过压保护电路，其特征在于，

所述保护电路包括谐振电路和限压保护电路，所述谐振电路与限压保护电路通过整流桥电路连接。

2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述限压保护电路包括开关电路和电容支路，所述开关电路和电容支路并联。

3.根据权利要求2所述的过压保护电路，其特征在于，

所述开关电路包括三极管；

所述三极管的基极与一RC并联电路的一端连接，所述三极管的集电极与所述基极之间连接电压钳位电路；

所述RC并联电路的另一端、所述三极管的射极与所述整流桥电路连接。

4.根据权利要求3所述的过压保护电路，其特征在于，

所述电压钳位电路包括一个或多个串联的二极管，在所述二极管的阳极和所述三极管的集电极之间连接电阻。

5.根据权利要求1所述的过压保护电路，其特征在于，

所述谐振电路包括两个电感电路，所述两个电感电路分别与所述整流桥电路连接。

6.根据权利要求5所述的过压保护电路，其特征在于，

所述谐振电路还包括电容电路；

所述电容电路与所述两个电感电路连接，并且

所述电容电路还与一天线部件连接。

7.根据权利要求6所述的过压保护电路，其特征在于，

所述电容电路包括第一电容、第二电容和第三电容；

所述第一电容与所述天线部件连接；

所述第二电容与第三电容串联后与所述第一电容并联；

所述两个电感电路分别连接在所述第三电容的两端。

8.根据权利要求1-7任一所述的过压保护电路，其特征在于，

所述整流桥电路为二极管形成的整理桥电路，所述整流桥中的二极管设有冗余二极管。

9.一种应答器A接口保护电路，其特征在于，

所述应答器A接口保护电路包括一个或多个如权利要求1-8任一所述的过压保护电路；

所述过压保护电路通过其谐振电路与所述应答器A接口的天线连接。