CN115173385A - 一种emc防护线及emc防护系统 - Google Patents

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付聪
郭杰
盛润坤
张鸿博
黄小卓
邵昆
项金冬
于志伟
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Abstract

本发明涉及一种EMC防护线及EMC防护系统，EMC防护线包括通讯导线和防护模块，防护模块包括第一磁珠、第二磁珠、第一热敏电阻、第二热敏电阻、对外接收端、对外发送端、对内接收端、对内发送端，对外接收端、第一热敏电阻、第一磁珠及对内发送端依次串联，对外发送端、第二热敏电阻、第二磁珠及对内接收端依次串联；还包括并联的TVS管与防雷管，防雷管的引脚一连接至对外接收端与第一热敏电阻之间，防雷管的引脚二连接至第二热敏电阻与对外发送端之间，防雷管的引脚三接地；TVS管的引脚一连接至第一磁珠与第一热敏电阻之间，TVS管的引脚二连接至第二磁珠与第二热敏电阻之间，且TVS管接地。本发明实现有效防护。

Description

一种EMC防护线及EMC防护系统
技术领域
本发明属于通讯防护技术领域，具体涉及一种EMC防护线及EMC防护系统。
背景技术
工控机的232/485信号通讯时，由于外界环境的影响，很容易受到干扰，造成工控机损坏。
现有技术中，例如，公开号为CN106655141A的专利文献公开了一种485隔离耐压保护电路，把磁珠放在保护电路的第一级，PTC放在保护电路的第二级；由于磁珠本身的通流能力不会太强，而选用通流能力较大的磁珠又会影响到EMC防护性能。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的是提供一种EMC防护线及EMC防护系统。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种EMC防护线，包括通讯导线和设于通讯导线内的防护模块，所述防护模块包括第一磁珠、第二磁珠、第一热敏电阻、第二热敏电阻、对外接收端、对外发送端、对内接收端、对内发送端，对外接收端、第一热敏电阻、第一磁珠及对内发送端依次串联，对外发送端、第二热敏电阻、第二磁珠及对内接收端依次串联；
还包括并联的TVS管与防雷管，防雷管的引脚一连接至对外接收端与第一热敏电阻之间，防雷管的引脚二连接至第二热敏电阻与对外发送端之间，防雷管的引脚三接地；TVS管的引脚一连接至第一磁珠与第一热敏电阻之间，TVS管的引脚二连接至第二磁珠与第二热敏电阻之间，且TVS管接地。
作为优选方案，所述TVS管的数量有两个，且并联连接。
作为优选方案，所述TVS管的数量有三个，其中两个串联并与其余的一个并联。
作为优选方案，所述TVS管为双向TVS管。
作为优选方案，所述对外接收端、对外发送端用于与信号输入设备连接，所有TVS管的接地连接信号输入设备的接地。
作为优选方案，所述对内接收端、对内发送端用于与被防护设备连接，防雷管的引脚三连接被防护设备的接地。
本发明还提供一种EMC防护系统，包括外部信号输入端和被防护设备，外部信号输入端与被防护设备之间采用如上任一项方案所述的EMC防护线通讯连接。
作为优选方案，所述外部信号输入端为电路板。
作为优选方案，所述被防护设备为电路板或工控机。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
(1)本发明的EMC防护线相比较现有常用的EMC防护电路来讲，具有更高的防过压能力，是由电路拓扑结构的原因。常用的防护电路，通常把磁珠放在防护电路的第一级，PTC热敏电阻放在防护电路的第二级，但由于普通磁珠的本身的通流能力不会太强，而选用通流能力较大的磁珠又会影响到EMC防护性能，所以磁珠不能过大电压，而将热敏电阻调整到第一级就可以有效地解决上述缺陷；
(2)本发明的EMC防护线做成一根通讯导线的形式，放在通讯导线的接口处，可以用于电路板与电路板之间的防护，也可以用于电路板与工控机之间的防护，避免通讯受到干扰而导致数据传输错误或是危险信号进入造成电路板或者工控机的损坏；
(3)本发明将防雷管的保护EARTH，替换成AL_GND，可以使防护回路更加短，而防护回路短，就意味着对干扰的影响速度就会变快，防护变得更强；
(4)本发明的结构简单，便于携带，具有较低的成本，却具有较高的防护等级，能满足设备国标EMC的相关要求；另外，还能保证被防护设备在220V高压情况也不会造成损坏，浪涌电压±4000V也不会造成设备损坏。
附图说明
图1是本发明实施例1的EMC防护线内的防护模块的结构示意图；
图2是本发明实施例1的EMC防护系统的构架图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。
实施例1：
本实施例的EMC防护线，包括通讯导线和设于通讯导线内的防护模块，防护模块置于通讯导线的接口处，可以用于电路板与电路板之间的防护，也可以用于电路板与工控机之间的防护，避免通讯受到干扰而导致数据传输错误或是危险信号进入造成电路板或者工控机的损坏。
如图1所示，防护模块包括第一磁珠L1、第二磁珠L2、第一热敏电阻R1、第二热敏电阻R2、第一TVS管D1、第二TVS管D2、第三TVS管D3、防雷管B1、对外接收端AL_RX、对外发送端AL_TX、对内接收端PC_RX、对内发送端PC_TX。其中，对外接收端AL_RX、对外发送端AL_TX用于与信号输入设备(例如电路板)连接；对内接收端PC_RX、对内发送端PC_TX用于与被防护设备(例如电路板或工控机)连接。
具体地，对外接收端AL_RX、第一热敏电阻R1、第一磁珠L1及对内发送端PC_TX依次串联，对外发送端AL_TX、第二热敏电阻R2、第二磁珠L2及对内接收端PC_RX依次串联。其中，磁珠具有很高的电阻和磁导率，等效于电阻和电感串联，可以吸收超高频信号，利用磁珠来抑制信号线上面的高频噪声和尖峰干扰。当浪涌电流通过热敏电阻时，热敏电阻温度升高，导致热敏电阻阻值增大，从而使流入电路中的电流下降。避免浪涌电流损坏内部电路。
所有TVS管均为双向TVS管，且均与防雷管B1并联。其中，防雷管B1的引脚一1连接至对外接收端AL_RX与第一热敏电阻R1之间，防雷管B1的引脚二2连接至第二热敏电阻R2与对外发送端之间AL_TX，防雷管B1的引脚三3接地。其中，防雷管B1的引脚三3连接被防护设备的接地AL_GND，即将现有技术中的防雷管的保护EARTH替换成AL_GND，可以使防护回路更加短，而防护回路短，就意味着对干扰的影响速度就会变快，防护就变得更强。
第一TVS管D1的一端连接至第一磁珠L1与第一热敏电阻R1之间，第一TVS管D1的另一端与第三TVS管D3的一端连接且接地，第三TVS管D3的另一端连接至第二磁珠L2与第二热敏电阻R2之间。第二TVS管D2的一端连接至第一磁珠L1与第一热敏电阻R1之间，第二TVS管D2的另一端连接至第二磁珠L2与第二热敏电阻R2之间。其中，第一TVS管D1和第三TVS管D3的接地均连接信号输入设备的接地PC_GND。
本实施例的EMC防护线将热敏电阻调整到第一级，解决了现有防护电路通常把磁珠放在防护电路的第一级，热敏电阻放在防护电路的第二级，存在的以下缺陷：普通磁珠的本身的通流能力不会太强，而选用通流能力较大的磁珠又会影响到EMC防护性能。
如图2所示，本实施例还提供一种EMC防护系统，包括外部信号输入端和被防护设备，外部信号输入端与被防护设备之间采用本实施例的EMC防护线通讯连接。
实施例2：
本实施例的EMC防护线与实施例1的不同之处在于：
省略第一TVS管、第二TVS管、第三TVS管中的一个或两个，简化结构，满足不同应用的需求；
其他结构可以参考实施例1；
本实施例的EMC防护系统采用本实施例的EMC防护线通讯连接。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种EMC防护线，其特征在于，包括通讯导线和设于通讯导线内的防护模块，所述防护模块包括第一磁珠、第二磁珠、第一热敏电阻、第二热敏电阻、对外接收端、对外发送端、对内接收端、对内发送端，对外接收端、第一热敏电阻、第一磁珠及对内发送端依次串联，对外发送端、第二热敏电阻、第二磁珠及对内接收端依次串联；
还包括并联的TVS管与防雷管，防雷管的引脚一连接至对外接收端与第一热敏电阻之间，防雷管的引脚二连接至第二热敏电阻与对外发送端之间，防雷管的引脚三接地；TVS管的引脚一连接至第一磁珠与第一热敏电阻之间，TVS管的引脚二连接至第二磁珠与第二热敏电阻之间，且TVS管接地。
2.根据权利要求1所述的一种EMC防护线，其特征在于，所述TVS管的数量有两个，且并联连接。
3.根据权利要求1所述的一种EMC防护线，其特征在于，所述TVS管的数量有三个，其中两个串联并与其余的一个并联。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种EMC防护线，其特征在于，所述TVS管为双向TVS管。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种EMC防护线，其特征在于，所述对外接收端、对外发送端用于与信号输入设备连接，所有TVS管的接地连接信号输入设备的接地。
6.根据权利要求1-3任一项所述的一种EMC防护线，其特征在于，所述对内接收端、对内发送端用于与被防护设备连接，防雷管的引脚三连接被防护设备的接地。
7.一种EMC防护系统，其特征在于，包括外部信号输入端和被防护设备，外部信号输入端与被防护设备之间采用如权利要求1-6任一项所述的EMC防护线通讯连接。
8.根据权利要求7所述的一种EMC防护系统，其特征在于，所述外部信号输入端为电路板。
9.根据权利要求8所述的一种EMC防护系统，其特征在于，所述被防护设备为电路板或工控机。
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