一种机载can总线防雷滤波器

专利摘要:
本实用新型公开了一种机载CAN总线防雷滤波器，在现有常规共模磁环滤波基础上，增加了第一级滤波电路、第二滤波电路，这样通过将滤波电路和防雷电路集成在一起，在满足对外界高频干扰的滤波效能的前提下，还满足间接雷击与直接雷击的防护，从而满足CAN总线在复杂电磁环境下的使用要求，可广泛用于航天、航空、船舶和兵器等复杂电磁环境领域。
公开号:CN214335496U
申请号:CN202120782688.9U
申请日:2021-04-16
公开日:2021-10-01
发明作者:廖谦
申请人:Zhongke Hui'an Technology Chengdu Co ltd；
IPC主号:G05B19-04

专利说明:
[n0001] 本实用新型属于CAN总线技术领域，更为具体地讲，涉及一种机载CAN 总线防雷滤波器。
[n0002] CAN是控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)的简称。时至今日， CAN总线已应用于航天航空飞行器、海陆舰船车辆等复杂移动载体，已发展为成熟的全分布式控制和实时控制的通信网络，具有成本低、速度快、实时性和可靠性，在世界范围内广泛应用。随着应用的领域越来越广泛，在防雷和抗电磁干扰的方面的缺点也足见暴露出来，在复杂环境下使用造成CAN总线，数据通信中断或传输不良的现象时常发生，进一步影响整个系统的正常工作。由于 CAN总线传输效率和速度的特殊性，无法添加常规的滤波器件，目前行业内普遍采用共模磁环或者双绞的方式减小回路面积来实现电磁兼容设计，但是随着系统越来越精密化设计，涉及到的电磁环境越来越复杂化，目前的防护设计无法满足日益系统化的载体的要求。
[n0003] 图1是现有机载CAN总线滤波器的电路原理图。
[n0004] CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND通过共模磁环L1进行滤波后输出。该机载CAN总线滤波器较为简单，无法满足电磁兼容性和防雷需求。
[n0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机载CAN总线防雷滤波器，以机载CAN总线电磁兼容性和防雷需求，进而满足《GJB151B-2013 军用设备与分系统电磁发射和敏感度要求及测量》中相关的机载CAN总线防雷滤波要求。
[n0006] 为实现上述实用新型目的，本实用新型机载CAN总线防雷滤波器，包括：
[n0007] 共模磁环L1；
[n0008] CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND通过共模磁环L1进行滤波后输出；
[n0009] 其特征还在于，包括：
[n0010] 第一级滤波电路，为信号回路快速泄放通道，由瞬态抑制二极管D1、瞬态抑制二极管D2、气体放电管U1、气体放电管U2组成；
[n0011] 瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的高CAN_H信号线与信号地 CAN_GND之间，瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1接着并联在CAN总线的高 CAN_H信号线与信号地CAN_GND之间，气体放电管U2接着并联在输入端 CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1、气体放电管U2的接地电极接地，之后CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND经过共模磁环L1进行滤波后输出；
[n0012] 第二级滤波电路，为对地共模泄放防护电路，由共模磁环L1、瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5组成；
[n0013] 经过共模磁环L1滤波后的CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND分别通过瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5与地连接，并输出。
[n0014] 本实用新型的目的是这样实现的。
[n0015] 本实用新型机载CAN总线防雷滤波器，在现有常规共模磁环滤波基础上，增加了第一级滤波电路、第二滤波电路，这样通过将滤波电路和防雷电路集成在一起，在满足对外界高频干扰的滤波效能的前提下，还满足间接雷击与直接雷击的防护，从而满足CAN总线在复杂电磁环境下的使用要求，可广泛用于航天、航空、船舶和兵器等复杂电磁环境领域。
[n0016] 图1是现有机载CAN总线滤波器的电路原理图；
[n0017] 图2是本实用新型机载CAN总线防雷滤波器一种具体方式原理图；
[n0018] 图3是图2所示机载CAN总线防雷滤波器整体外在结构图。
[n0019] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[n0020] 图2是本实用新型机载CAN总线防雷滤波器一种具体方式原理图。
[n0021] 在本实施例中，如图2所示，本实用新型机载CAN总线防雷滤波器，包括两级滤波电路。
[n0022] 第一级滤波电路为信号回路快速泄放通道，由瞬态抑制二极管D1、瞬态抑制二极管D2、气体放电管U1、气体放电管U2组成。
[n0023] 瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的高CAN_H信号线与信号地 CAN_GND之间，瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1接着并联在CAN总线的高 CAN_H信号线与信号地CAN_GND之间，气体放电管U2接着并联在输入端 CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1、气体放电管U2的接地电极接地，之后CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND经过共模磁环L1进行滤波后输出。
[n0024] 在本实用新型中瞬态抑制二极管D1、瞬态抑制二极管D2分别并联在在输入端CAN总线的低CAN_L信号线与信号地CAN_GND之间，用来保护CAN 总线信号受到雷击或者静电放电时产生的浪涌高压。当瞬态抑制二极管D1、瞬态抑制二极管D2上的电压超过一定幅度时，其迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉，并将电压的幅度限制在一定范围内。对于气体放电管U1、气体放电管U2，当信号线与信号地两级间产生足够大的电量的时候，气体放电管U1、气体放电管U2内部极间间隙被放电击穿，此时，由绝缘状态变成导电状态，对后端CAN 信号回路起到二次的保护作用。
[n0025] 第二级滤波电路为对地共模泄放防护电路，由共模磁环L1、瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5组成。
[n0026] 经过共模磁环L1滤波后的CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND分别通过瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5与地连接，并输出。
[n0027] 由于第一级滤波电路主要作用于信号线间的防护，第二级滤波电路为CAN 信号与机壳的防护。当受到瞬间的高能量冲击时，第二级防护电路中瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5能以极高的速度把干扰往大地上泄放，进一步实现保护CAN总线的功能。
[n0028] 图3是图2所示机载CAN总线防雷滤波器整体外在结构图。
[n0029] 如图3所示，机载CAN总线防雷滤波器放置一个金属腔体内，只由输入端口以及输出端口可与外界电路连接，这样保证了机载CAN总线防雷滤波器端口的电磁兼容性。
[n0030] 尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本是下辖的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

权利要求:
Claims (2)
[0001] 1.一种机载CAN总线防雷滤波器，包括：
共模磁环L1；
CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND通过共模磁环L1进行滤波后输出；
其特征还在于，包括：
第一级滤波电路，为信号回路快速泄放通道，由瞬态抑制二极管D1、瞬态抑制二极管D2、气体放电管U1、气体放电管U2组成；
瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的高CAN_H信号线与信号地CAN_GND之间，瞬态抑制二极管D1并联在输入端CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1接着并联在CAN总线的高CAN_H信号线与信号地CAN_GND之间，气体放电管U2接着并联在输入端CAN总线的低CAN_L信号线以及信号地CAN_GND之间，气体放电管U1、气体放电管U2的接地电极接地，之后CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND经过共模磁环L1进行滤波后输出；
第二级滤波电路，为对地共模泄放防护电路，由共模磁环L1、瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5组成；
经过共模磁环L1滤波后的CAN总线的高CAN_H、低CAN_L两根信号线以及信号地CAN_GND分别通过瞬态抑制二极管D3、瞬态抑制二极管D4、瞬态抑制二极管D5与地连接，并输出。
[0002] 2.根据权利要求1所述的机载CAN总线防雷滤波器，其特征在于，整个机载CAN总线防雷滤波器放置一个金属腔体内，只由输入端口以及输出端口可与外界电路连接。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202120782688.9U|CN214335496U|2021-04-16|2021-04-16|一种机载can总线防雷滤波器|CN202120782688.9U| CN214335496U|2021-04-16|2021-04-16|一种机载can总线防雷滤波器|