CN216146091U - 一种用于rs485通信的模块化保护器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于RS485通信的模块化保护器件，涉及保护电路技术领域。本实用新型包括气体放电管GDT1、共模电感L1、第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2、第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2、第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS3。本实用新具有两级过压保护功能，通过共模电感L1，既能够有效提升线路的EMI性能，又能够保护两级保护电路的启动顺序，两个自恢复保险丝能够利用内部材料的特性，形成短期高阻开路状态，随着电流下降，器件温度降低，恢复正常低阻状态；有利于大量应用，为维修更换以及特性测试提供便捷。

Description

一种用于RS485通信的模块化保护器件

技术领域

本实用新型属于保护电路技术领域，特别是涉及一种用于RS485通信的模块化保护器件。

背景技术

RS485通信是一种常见、应用广泛的工业通信协议和数据传输实现方式；RS-485适用于多主机/驱动器工业环境，如以化工、酿造、造纸为代表的过程自动化，以汽车制造和金属加工为代表的工厂自动化、HVAC、安防、电机控制、运动控制等。RS485通信环境复杂，电磁干扰严重，对电磁兼容特性要求较高；需要提高通信线路的部件对线路引入的雷击、浪涌，瞬态过压或负载变化带来瞬间过流等的抗干扰特性。

RS485的电路保护，常常采用多个器件组合成一个电路来进行，多个电路元件存在布局布线合理性的问题，导致电磁兼容特性差异较大，无法对通用型RS485通信的电磁兼容特性进行特性模拟或测试。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于RS485通信的模块化保护器件，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：

本实用新型的一种用于RS485通信的模块化保护器件，包括利用灌封胶进行固定于电路板PCB上并用外壳组件进行封装的气体放电管GDT1、共模电感L1、第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2、第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2；

所述第一引脚插接端JP1的1、2、3脚分别连接第二信号输入端IN2、接地线GND、第二RS485输出信号端口OUT2；所述第二引脚插接端JP2的1、2、3脚分别连接第一信号输入端IN1、接地线GND、第一RS485输出信号端口OUT1；

所述气体放电管GDT1并联接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2之间，所述共模电感L1采用两组线圈分别串接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2的通信线上，所述第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2分别串接于由共模电感L1两组线圈输出的第一RS485输出信号通信线、第二RS485输出信号通信线上；

所述第一RS485输出信号通信线与第二RS485输出信号通信线之间连接有第一瞬态抑制二极管TVS1；所述第一RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第二瞬态抑制二极管TVS2；所述第二RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第三瞬态抑制二极管TVS3。

进一步地，所述第一RS485输出信号端口OUT1采用气体放电管，优选电压为90V，封装为SMD1812型号。

进一步地，所述第一自恢复保险丝PPTC1和第二自恢复保险丝PPTC2均采用启动电流Ih为0.1A，耐压优选为16V的1206封装。

进一步地，所述第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS3均采用SMA DO-214AC封装，电压优选为6.5V，具有双向钳位特性，优选型号是SMAJ6.5CA。

进一步地，所述第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2的有效引脚均为3PIN，引脚间距为标准2.54mm。

进一步地，所述电路板PCB采用FR_R板材。

本实用新型相对于现有技术包括有以下有益效果：

1、本实用新型的模块化保护器件，具有两级过压保护功能，第一级是通过气体放电管GDT1对通信线上窜入的雷击电压进行钳位吸收，第二级是利用三个瞬态抑制二极管的ps级快速钳位特性，对双通信线的差模和共模浪涌电压进行精准的钳位，保护通信线路的后级芯片和其它部件；

2、本实用新型的模块化保护器件，通过共模电感L1，既能够有效提升线路的EMI性能，又能够保护两级保护电路的启动顺序，让第一级过压保护器件GDT1先行启动进行大通流初级钳位，再有第二级的三个瞬态抑制二极管进行精准钳位，避免过大能量直接冲击过流保护器件和第二级过压保护器件；

3、本实用新型的保护器件中的两个自恢复保险丝能够在浪涌电流突然增大时，利用内部材料的特性，形成短期高阻开路状态，随着电流下降，器件温度降低，恢复正常低阻状态；

4、本实用新型的保护器件，通过两个3PIN引脚接于RS485通信线路中，集成了RS485保护电路的全部过流保护功能，集成成为模块后，电磁性能稳定，接口固定，有利于大量应用，为维修更换以及特性测试提供便捷；

5、本实用新型的保护器件，通过对其内部灌胶，能够消除放电电火花，进一步加强了安全性，有利于在有电火花要求的特殊环境场所的应用。

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为本模块化保护器件的内部电路原理图；

图2为本模块化保护器件的PCB布局顶层的布线照片图；

图3为本模块化保护器件的PCB布局正面布线3D视图。

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做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1-3所示，本实用新型的一种用于RS485通信的模块化保护器件，包括利用灌封胶进行固定于电路板PCB上并用外壳组件进行封装的气体放电管GDT1、共模电感L1、第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2、第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2；

第一引脚插接端JP1的1、2、3脚分别连接第二信号输入端IN2、接地线GND、第二RS485输出信号端口OUT2；所述第二引脚插接端JP2的1、2、3脚分别连接第一信号输入端IN1、接地线GND、第一RS485输出信号端口OUT1；

气体放电管GDT1并联接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2之间，共模电感L1采用两组线圈分别串接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2的通信线上，第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2分别串接于由共模电感L1两组线圈输出的第一RS485输出信号通信线、第二RS485输出信号通信线上；

第一RS485输出信号通信线与第二RS485输出信号通信线之间连接有第一瞬态抑制二极管TVS1；第一RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第二瞬态抑制二极管TVS2；第二RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第三瞬态抑制二极管TVS3。

其中，第一RS485输出信号端口OUT1采用气体放电管，优选电压为90V，封装为SMD1812型号。

其中，第一自恢复保险丝PPTC1和第二自恢复保险丝PPTC2均采用启动电流Ih为0.1A，耐压优选为16V的1206封装。

其中，第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS3均采用SMA DO-214AC封装，电压优选为6.5V，具有双向钳位特性，优选型号是SMAJ6.5CA。

其中，第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2的有效引脚均为3PIN，引脚间距为标准2.54mm。

其中，电路板PCB采用FR_R板材的双面电路板，能够经过至少两次回流焊不变形；灌封胶是指电路板PCB组装完成后，对器件壳体进行注胶灌封。

综上所述：该电路板从电路原理图设计到电路板PCB布局布线，实现了TSS二极管批量测试的功能要求，帮助产品量产前对TSS二极管的摸底筛查测试，对TSS二极管产品进料的良率进行摸底筛查，从而控制了来料的一致性，保证了来料良率，对降低成品的返修率有积极作用。

有益效果：

1、本实用新型的模块化保护器件，具有两级过压保护功能，第一级是通过气体放电管GDT1对通信线上窜入的雷击电压进行钳位吸收，第二级是利用三个瞬态抑制二极管的ps级快速钳位特性，对双通信线的差模和共模浪涌电压进行精准的钳位，保护通信线路的后级芯片和其它部件；

2、本实用新型的模块化保护器件，通过共模电感L1，既能够有效提升线路的EMI性能，又能够保护两级保护电路的启动顺序，让第一级过压保护器件GDT1先行启动进行大通流初级钳位，再有第二级的三个瞬态抑制二极管进行精准钳位，避免过大能量直接冲击过流保护器件和第二级过压保护器件；

3、本实用新型的保护器件中的两个自恢复保险丝能够在浪涌电流突然增大时，利用内部材料的特性，形成短期高阻开路状态，随着电流下降，器件温度降低，恢复正常低阻状态；

4、本实用新型的保护器件，通过两个3PIN引脚接于RS485通信线路中，集成了RS485保护电路的全部过流保护功能，集成成为模块后，电磁性能稳定，接口固定，有利于大量应用，为维修更换以及特性测试提供便捷；

5、本实用新型的保护器件，通过对其内部灌胶，能够消除放电电火花，进一步加强了安全性，有利于在有电火花要求的特殊环境场所的应用。

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 (6)

1.一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，包括利用灌封胶进行固定于电路板PCB上并用外壳组件进行封装的气体放电管GDT1、共模电感L1、第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2、第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2；

所述第一引脚插接端JP1的1、2、3脚分别连接第二信号输入端IN2、接地线GND、第二RS485输出信号端口OUT2；所述第二引脚插接端JP2的1、2、3脚分别连接第一信号输入端IN1、接地线GND、第一RS485输出信号端口OUT1；

所述气体放电管GDT1并联接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2之间，所述共模电感L1采用两组线圈分别串接于第一信号输入端IN1和第二信号输入端IN2的通信线上，所述第一自恢复保险丝PPTC1、第二自恢复保险丝PPTC2分别串接于由共模电感L1两组线圈输出的第一RS485输出信号通信线、第二RS485输出信号通信线上；

所述第一RS485输出信号通信线与第二RS485输出信号通信线之间连接有第一瞬态抑制二极管TVS1；所述第一RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第二瞬态抑制二极管TVS2；所述第二RS485输出信号通信线与接地线GND之间连接有第三瞬态抑制二极管TVS3。

2.根据权利要求1所述的一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，所述第一RS485输出信号端口OUT1采用气体放电管，电压为90V，封装为SMD1812型号。

3.根据权利要求1所述的一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，所述第一自恢复保险丝PPTC1和第二自恢复保险丝PPTC2均采用启动电流Ih为0.1A，耐压为16V的1206封装。

4.根据权利要求1所述的一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，所述第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第三瞬态抑制二极管TVS3均采用SMADO-214AC封装，电压为6.5V，具有双向钳位特性，型号是SMAJ6.5CA。

5.根据权利要求1所述的一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，所述第一引脚插接端JP1、第二引脚插接端JP2的有效引脚均为3PIN，引脚间距为标准2.54mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于RS485通信的模块化保护器件，其特征在于，所述电路板PCB采用FR_R板材。

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