CN215498426U - 一种远程数据采集终端rtu的保护电路 - Google Patents

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严新发
贾美景
洪海霞
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Abstract

本实用新型公开了一种远程数据采集终端RTU的保护电路，涉及远程数据采集电路保护技术领域。本实用新型包括RTU主控单元MCU、供电电源电路、输入单元、SIM/GSM/GPRS通信电路、LCD显示电路、PID控制信号输出电路、外置存储TF卡数据通信电路、RS485通信电路、USB端口电路；还包括瞬态抑制二极管、第一静电保护器件、第二静电保护器件、第三静电保护器件、第一匹配电阻、第二匹配电阻。本实用新型为远程终端RTU设置有效的保护方案，利用瞬态抑制二极管和静电保护器件的抗浪涌、静电能力，提高了产品的可靠性，很好的保护整个RTU系统及内部部件，产品的整体稳定性得到保证。

Description

一种远程数据采集终端RTU的保护电路
技术领域
本实用新型属于远程数据采集电路保护技术领域，特别是涉及一种远程数据采集终端RTU的保护电路，广泛应用于工业RTU、水利RTU、智慧农业 RTU等远程数据采集与控制终端的电源与通信接口电路。
背景技术
远程终端单元，具体为Remote Terminal Unit，RTU，是指为通信距离较长、工业现场环境恶劣而设计的、具有模块化结构的、特殊的计算机测控单元。RTU具有“遥测、遥信、遥控、遥调”等“四遥”功能，将本地检测仪表和执行机构与远程控制中心的主计算机连接起来，具有远程数据采集、控制和通信功能，并能接收主计算机的操作指令，控制末端的执行机构动作。
RTU在数据采集和远程通信时，常常受到自身电路工作参数变化，电磁环境影响，主控芯片MCU和通信接口控制芯片容易受到静电、浪涌冲击，影响其正常工作、通信及产品稳定性。
实用新型内容
本实用新型提供了一种远程数据采集终端RTU的保护电路，解决了以上问题。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，包括RTU主控单元MCU、供电电源电路、输入单元、SIM/GSM/GPRS通信电路、LCD显示电路、 PID控制信号输出电路、外置存储TF卡数据通信电路、RS485通信电路、USB 端口电路；
还包括瞬态抑制二极管、第一静电保护器件、第二静电保护器件、第三静电保护器件、第一匹配电阻、第二匹配电阻；
所述瞬态抑制二极管并联接在电源Power与地线GND之间；
所述第一静电保护器件和第二静电保护器件分别并联安装于RS485通信电路的两接线之间，且均接地线GND；所述第三静电保护器件并联接在USB 端口与USB控制芯片之间；
所述第一匹配电阻安装于RTU侧RS485驱动器与第一静电保护器件之间；所述第二匹配电阻安装于远程R485S驱动器与第二静电保护器件之间。
进一步地，所述第一静电保护器件以及第二静电保护器件均采用SOT23 封装。
进一步地，所述第一静电保护器件和第二静电保护器件采用双向不对称钳位电压特性，其中正向防护电压VBR为12V，反向VBR为7V。
进一步地，所述第三静电保护器件，VBR为6V，采用SOT-143封装。
进一步地，所述第三静电保护器件的1脚接地，2脚、3脚分别连接USB 的2根信号线，4脚连接USB电源VCC端。
本实用新型相对于现有技术包括有以下有益效果：
1、本实用新型电路的第一静电保护器件、第二静电保护器件采用双向不对称钳位电压特性，其中正向防护电压VBR为12V，反向VBR为7V；不仅仅能够进行双线共模12V的电压钳位抑制，还能够对差模实现14V的电压钳位抑制，实现共模差模全面静电防护；
2、本实用新型电路的第一静电保护器件、第二静电保护器件采用SOT23 小型封装，在进行双向静电保护的同时，能够最大限度减少PCB面积，缩小用户电路板的布局布线设计；
3、本实用新型电路的第三静电保护器件采用SOT-143封装，不仅可以对 2根USB信号线进行静电防护，还可以对USB电源线进行浪涌抑制，实现单一器件的集成化；
4、通过本电路，远程终端单元RTU的主控单元MCU芯片和通信接口电路得到很好保护，产品的整体稳定性得到保证。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种远程数据采集终端RTU的保护电路的组成结构示意图；
图2为本实用新型的RS485通信保护电路原理示意图；
图3为本实用新型的USB接口保护电路原理示例图；
图4为本实用新型的电源电路浪涌保护电路原理示例图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-4所示，本实用新型的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，包括RTU主控单元MCU、供电电源电路、输入单元、SIM/GSM/GPRS通信电路、LCD显示电路、PID控制信号输出电路、外置存储TF卡数据通信电路、 RS485通信电路、USB端口电路；
还包括瞬态抑制二极管TVS1、第一静电保护器件ESD1、第二静电保护器件ESD2、第三静电保护器件ESD3、第一匹配电阻R1、第二匹配电阻R2；
瞬态抑制二极管TVS1并联接在电源Power与地线GND之间；
第一静电保护器件ESD1和第二静电保护器件ESD2分别并联安装于 RS485通信电路的两接线之间，且均接地线GND；第三静电保护器件ESD3并联接在USB端口与USB控制芯片之间；
第一匹配电阻R1安装于RTU侧RS485驱动器与第一静电保护器件ESD1 之间；第二匹配电阻R2安装于远程R485S驱动器与第二静电保护器件ESD2 之间。
其中，第一静电保护器件ESD1以及第二静电保护器件ESD2均采用SOT23 封装，能够进行RS485的双线保护。
其中，第一静电保护器件ESD1和第二静电保护器件ESD2采用双向不对称钳位电压特性，正向防护电压VBR为12V，反向VBR为7V；能够进行双线差模12V的电压钳位抑制，共模能够实现14V的电压钳位抑制。
其中，第三静电保护器件ESD3，VBR为6V，采用SOT-143封装，能够对2根信号、1根电源线进行静电和浪涌保护。
其中，第三静电保护器件ESD3的1脚接地，2脚、3脚分别连接USB的 2根信号线，4脚连接USB电源VCC端。
本实用新型电路中，远程终端单元RTU主控MCU先对输入信号进行处理, 然后控制输出LCD显示输出和PID信号输出,并通过SIM/GSM/GPRS或RS485 与远程调控中心进行通信,实现远程的数据传递和控制；通过TF卡或USB进行数据存储或读取.
综上所述：本实用新型在远程终端单元RTU的电源端、信号通信线路、数据接口等单元电路，设计有效的保护电路，利用瞬态抑制二极管和静电保护器件的抗浪涌、静电能力，消除了产品电路自身或环境产生的电磁干扰，提高了产品的可靠性，很好的保护整个RTU系统及内部部件，产品的整体稳定性得到保证，有利于产品的推广应用。
有益效果：
1、本实用新型电路的第一静电保护器件、第二静电保护器件采用双向不对称钳位电压特性，其中正向防护电压VBR为12V，反向VBR为7V；不仅仅能够进行双线共模12V的电压钳位抑制，还能够对差模实现14V的电压钳位抑制，实现共模差模全面静电防护；
2、本实用新型电路的第一静电保护器件、第二静电保护器件采用SOT23 小型封装，在进行双向静电保护的同时，能够最大限度减少PCB面积，缩小用户电路板的布局布线设计；
3、本实用新型电路的第三静电保护器件采用SOT-143封装，不仅可以对 2根USB信号线进行静电防护，还可以对USB电源线进行浪涌抑制，实现单一器件的集成化；
4、通过本电路，远程终端单元RTU的主控单元MCU芯片和通信接口电路得到很好保护，产品的整体稳定性得到保证。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种远程数据采集终端RTU的保护电路，包括RTU主控单元MCU、供电电源电路、输入单元、SIM/GSM/GPRS通信电路、LCD显示电路、PID控制信号输出电路、外置存储TF卡数据通信电路、RS485通信电路、USB端口电路，其特征在于：
还包括瞬态抑制二极管、第一静电保护器件、第二静电保护器件、第三静电保护器件、第一匹配电阻、第二匹配电阻；
所述瞬态抑制二极管并联接在电源Power与地线GND之间；
所述第一静电保护器件和第二静电保护器件分别并联安装于RS485通信电路的两接线之间，且均接地线GND；所述第三静电保护器件并联接在USB端口与USB控制芯片之间；
所述第一匹配电阻安装于RTU侧RS485驱动器与第一静电保护器件之间；所述第二匹配电阻安装于远程R485S驱动器与第二静电保护器件之间。
2.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，其特征在于，所述第一静电保护器件以及第二静电保护器件均采用SOT23封装。
3.根据权利要求2所述的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，其特征在于，所述第一静电保护器件和第二静电保护器件采用双向不对称钳位电压特性，其中正向防护电压VBR为12V，反向VBR为7V。
4.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，其特征在于，所述第三静电保护器件，VBR为6V，采用SOT-143封装。
5.根据权利要求1所述的一种远程数据采集终端RTU的保护电路，其特征在于，所述第三静电保护器件的1脚接地，2脚、3脚分别连接USB的2根信号线，4脚连接USB电源VCC端。
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