CN202888824U - 防雷装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于CAN总线的防雷装置，其中所述CAN总线包括一CANH端和一CANL端，所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间分别串联有一半导体放电管，所述CANH端及所述CANL端和所述半导体放电管之间分别串联有一电阻。本实用新型提供了一种用于CAN总线的防雷装置，能够降低用于CAN总线的防雷装置成本，还能提高所述防雷装置长期使用的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及防雷装置，特别涉及一种用于CAN总线的防雷装置，其中CAN指控制器局域网络。
背景技术
CAN是控制器局域网络的简称，是目前应用最广泛的现场总线之一。现在，CAN的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一。在CAN总线的一些应用场合，如电梯系统，和小区监控等，往往走线很长，且多与动力线平行排布，这就给CAN总线带来了较大的雷击风险，所以防雷击浪涌对于CAN通讯非常必要。
国标GB/T17626.5（国家标准中关于通讯口浪涌防护的一种标准）和APPLICABLE STANDARDS IEC61000-4-5（国际电工委员会标准中关于通讯口浪涌防护的一种标准）中，通讯口的浪涌防护要求10/700μS/40欧内阻波形（输出电阻40欧姆，电压浪涌波形为10/700μS）分为：0.5kv，1kv，2kv，4kv，以及自定义等级。例如电梯控制系统的CAN通讯口，其抗雷击标准一般在4kv左右。若采用6kV等级,可以达到更好的防护效果。
目前采用的防雷装置，大多采用气体放电管加热敏电阻和TVS管的三级防雷组合，TVS管即瞬变电压抑制二极管。由于气体放电管存在气体慢性泄漏现象而热敏电阻为高分子结构，长时间使用后两者的性能均会下降，只能定期更换，不适合直接焊接固定。但采用插槽固定的方式，又有可能因为增加了插槽连接而导致防雷性能的降低。同时由于需要采用三种器件并需要定期更换，使得防雷装置的成本较高。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中防雷装置的部件需要定期更换，成本高且不适合直接焊接在CAN的主板上的缺陷，提供一种用于CAN总线的防雷装置，其包括设置在CANL端、CANH端和地之间的半导体放电管和电阻，在降低用于CAN总线的防雷装置成本的同时提高了所述防雷装置长期使用的可靠性。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种用于CAN总线的防雷装置，其中所述CAN总线包括一CANH端和一CANL端，其特征在于，所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间分别串联有一半导体放电管，所述CANH端及所述CANL端和所述半导体放电管之间分别串联有一电阻。
CAN总线是一种现场总线，包括两个输出端CANH端和CANL端，其中CANH端状态只能是高电平或悬浮状态，CANL端状态只能是低电平或悬浮状态。所述CANH端和所述CANL端分别经所述电阻和所述半导体放电管接地。在雷电等引起瞬变过电压，即产生浪涌电压的情况下，所述半导体放电管被击穿，其两端电压维持在击穿电压上不再上升，即以箝位的方式对CAN总线起到保护作用，同时所述半导体放电管放电将电流泄放到地。通过箝位保护和放电至地对CAN总线起到防雷保护作用。而设置在所述CANH端和所述CANL端之间的所述半导体放电管，使得无论是在共模信号还是差模信号的情况下，所述防雷装置均能够起到防雷作用。
较佳地，所述半导体放电管为可控硅型双向放电管。
较佳地，所述可控硅型双向放电管为双向S.E.T静电浪涌抑制器。所述双向S.E.T静电浪涌抑制器为瞬雷电子开发的一款大容量的超快反应速度及低残压的产品，其反应速度在纳秒数量级，断态电压为6V，很适应5V供电的CAN总线，既能把瞬变电压箝制在安全的电平，也不会衰减CAN通讯线上的正常信号。
较佳地，所述防雷装置还包括三个TVS管，所述三个TVS管分别连接在所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间。
TVS管为瞬变电压抑制二极管的简称。当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能在极短的时间内，一般在10-12秒数量级的时间内，使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。在所述半导体放电管两端并联所述TVS管，能进一步提高所述防雷装置的防雷能力和抗静电能力，可以达到在CAN总线输出端口有8kV的接触放电的情况下所述防雷装置仍能保障CAN总线正常工作的效果。
较佳地，所述半导体放电管固定连接在一基板上。所述半导体放电管被集成在所述基板上，相当于形成了一个防雷单元，在防雷装置安装只需将所述防雷单元接入CAN总线即可，方便快捷。同时在高雷电等级的情况下，还可通过串接多个所述防雷单元，快捷的升级防雷等级。
本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的所述防雷装置仅采用半导体放电管和电阻就能达到良好的防雷效果，半导体放电管和电阻的性能能够在较长时间内保持稳定，避免了因定期更换部件带来的高成本问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的防雷装置的示意图。
图2为本实用新型实施例2的防雷装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型一较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型的技术方案。
实施例1：
参考图1所示，所述CAN总线中一CAN接口芯片包括一CANH端和一CANL端，最下方为接地端。所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间分别串联有一半导体放电管1，所述CANH端及所述CANL端和所述半导体放电管之间分别串联有一电阻2。本实施例中的所述防雷装置的所述半导体放电管1为可控硅型双向放电管。更优选地，采用双向S.E.T静电浪涌抑制器作为所述半导体放电管1。所述双向S.E.T静电浪涌抑制器为瞬雷电子开发的一款大容量的超快反应速度及低残压的产品，其反应速度在纳秒数量级，断态电压为6V，很适应5V供电的CAN总线，既能把瞬变电压箝制在安全的电平，也不会衰减CAN通讯线上的正常信号。
所述CANH端和所述CANL端分别经所述电阻2和所述半导体放电管1接地。在雷电等引起瞬变过电压时，所述半导体放电管1被击穿，其两端电压维持在击穿电压上不再上升。所述防雷单元以箝位的方式对CAN总线起到保护作用，同时所述半导体放电管1放电将电流泄放到地。设置在所述CANH端和所述CANL端之间的所述半导体放电管1，使得所述防雷装置无论是在共模信号还是差模信号的情况下均能够起到防雷作用。
在一个优选实施例中，所述半导体放电管1固定连接在一基板上。本领域技术人员应当理解，本实用新型对所述基板的材料形状不作限制，只需要能固定连接所述半导体放电管1，比如常规的电路基板、印制电路板等都可适用。所述半导体放电管1被集成在所述基板上，相当于形成了一个防雷单元，在防雷装置安装只需将所述防雷单元接入CAN总线即可。而在高雷电等级的情况下，还可通过串接多个所述防雷单元，快捷的升级防雷等级。
实施例2：
参考图2所示，本实施例与实施例1的差别仅在于：所述防雷装置还包括三个TVS管3，所述三个TVS管3分别连接在所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间。
所述三个TVS管3的反应时间显著小于上述双向S.E.T静电浪涌抑制器。利用上述设置能进一步提高所述防雷装置的防雷能力和抗静电能力，可以达到在CAN接口芯片输出端口有8kV的接触放电的情况下所述防雷装置仍能保障CAN总线正常工作的效果。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于CAN总线的防雷装置，其中所述CAN总线包括一CANH端和一CANL端，其特征在于，所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间分别串联有一半导体放电管，所述CANH端及所述CANL端和所述半导体放电管之间分别串联有一电阻。
2.如权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述半导体放电管为可控硅型双向放电管。
3.如权利要求2所述的防雷装置，其特征在于，所述可控硅型双向放电管为双向S.E.T静电浪涌抑制器。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的防雷装置，其特征在于，所述防雷装置还包括三个TVS管，所述三个TVS管分别连接在所述CANH端和地之间、所述CANL端和地之间以及所述CANH端和所述CANL端之间。
5.如权利要求1所述的防雷装置，其特征在于，所述半导体放电管固定连接在一基板上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220498134 CN202888824U (zh) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | 防雷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN202888824U true CN202888824U (zh) | 2013-04-17 |
Family
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106655135A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-05-10 | 广西大学 | 一种能自动检测雷击次数的can总线防雷装置 |
| CN107887893A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 广西大学 | 一种控制系统的防雷装置 |
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2012
- 2012-09-26 CN CN 201220498134 patent/CN202888824U/zh not_active Expired - Lifetime
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