一种开关量EMS防护电路

技术领域

本发明涉及EMS电路防护技术领域，具体涉及一种开关量EMS 防护电路。

背景技术

开关量检测电路多用于产品的箱体、外壳的开盖检测以及断路器 的位置状态检测等，特别是电力产品中断路器的状态位置检测正确与 否至关重要，需要跳闸处理时，因没有正确检测到断路器位置，而没 有触发相关动作时，可能会造成巨大的财产损失，现在通常采用压敏 电阻放在检测电路入口处防护浪涌干扰作为一级保护电路，后面采用 二极管和电容作为二级防护电路，因压敏电阻的残压问题导致实时性 都不可能做的很高。

发明内容

本发明提出的一种开关量EMS防护电路，可解决现有技术采用现 在通常采用压敏电阻放在检测电路入口处防护浪涌干扰作为一级保护 电路导致实时性欠缺的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种开关量EMS防护电路，包括保护电路和开关量检测电路，所 述保护电路包括大功率电阻R1，电阻R2作为一级防护串联在开关量 检测电路的前端，电阻R1，电阻R2同时兼作为开关量检测电路的限 流电阻使用，电容C1，二极管D1，电阻R3作为防护电路的二级防护 依次并联在一级防护电路的后端，光耦隔离器U1并联在二级保护电路 后端，与R1，R2构成了开关量检测电路。

由上述技术方案可知，本发明的开关量EMS防护电路利用不同封 装的电阻瞬间功率不同，选择合适的电阻阻值和封装类型，利用相应 电阻的热损耗吸收浪涌、静电等大能量干扰作为一级保护电路，省去 现有技术方案中的压敏电阻，降低成本，提高采集精度，在二级防护 电容上并联放电电阻，防护快速脉冲群二级防护电容累计储能造成开 关量的误采集。

本发明可用于带有开关量检测电路的产品，在开关量接口收到 EMS干扰信号时，不会因外界的干扰导致产品的损坏和误采集。主要 应用于浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、静电放电抗扰度等EMS 防护，该发明主要是借助电阻的瞬间可以承受较大功率的特性，来作 为一级防护，后面通过贴片电容的充放电储能，以及此电容的放电电 阻作为二级防护，滤除干扰。

本发明的有益效果在于：

1)解决在受到浪涌干扰时，因压敏电阻残压过高及自身结电容问 题导致残压能保持较长时间。压敏的残压会被产品作为有效信号采集 处理，无法保护高精度的开关量采集电路；

2)放电电阻在硬件上解决了，在快速脉冲群干扰时，储能电容上 存储的电能干扰，滤除干扰。

3)降低器件采购成本。压敏电阻价格高于普通的贴片电阻；

4)降低产品生产制造成本，压敏电阻为插件器件，焊接时需人工 插入相应位号，贴片电阻纯器件焊接。

附图说明

图1是本发明的电路原理图；

图2是传统开关量保护电路原理图；

图3是本发明的通用贴片电阻瞬时可承受功率对照表。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结 合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的开关量EMS防护电路，包括保护电路 和开关量检测电路构成，保护电路由大功率电阻R1，R2作为一级防护 串联开关量检测电路的前端，此电阻同时兼作为开关量检测电路的限 流电阻使用，C1，D1，R3作为防护电路的二级防护并联在一级防护电 路的后端，光耦隔离器U1并联在二级保护电路后端，与R1，R2构成了 开关量检测电路。

本电路的工作原理如下：

1：如图2所示压敏电阻RV1的是现有开关量保护电路的一级浪涌 防护器件，在此发明电路中去除掉，在此电路框图中标识用于对比说 明；

2：R1、R2是限流电阻一般采用0805封装电阻，选择合适的阻值， 起限流作用，一般取流过光耦隔离器U1的电流1～5mA,在此发明电路中 修改成2512封装电阻，即做限流电阻也作为一级浪涌防护器件；

3：0603封装电容C1和反向保护二极管D1沿用传统的保护电路作 为二级防护电路；

4：新增0603封装电阻R3，泄放C1电容上的在受到干扰时储存的能 量，防止因此能量造成光耦U1的误导通；

当施加浪涌干扰时(2kv,工业产品的4级要求，除特殊要求的最高要求了), 开关量通常的工作电源一般为12V,所以R1，R2的总电阻值为(12V-1.5V(光耦压 降))/2.5mA(1～5mA的中间值)＝4.2KΩ，R1，R2选择常用阻值2KΩ,现有浪涌信号 发生器有两种电压波形1.2/50uS和10/700uS,选择持续时间较长的10/700uS，计算 R1，R2上的功率为1000*1000/2000＝500W,持续时间大约800uS,根据2512在持续 1mS时的能够承受700W功率,完全能够满足工业产品的2KV差模浪涌保护要求； 同理静电放电时(接触8KV,实际上静电为共模干扰，大部分干扰电压都加载了 位移电容上了)R1，R2上承受的功率大约8000W,持续时间不足1uS，电阻此时 能够承受10000W的功率干扰。当开关量检测电路叠加快速脉冲群干扰时，0603 封装电阻作为电容C1的能量泄放电阻，将C1上积累的干扰信号能量快速泄放，防止快速脉冲群造成开关量电路误采集。

综上所述，本发明可用于带有开关量检测电路的产品，在开关量 接口收到EMS干扰信号时，不会因外界的干扰导致产品的损坏和误采 集。主要应用于浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、静电放电抗 扰度等EMS防护，该发明主要是借助电阻的瞬间可以承受较大功率的 特性，来作为一级防护(如图3所示)，后面通过贴片电容的充放电储 能，以及此电容的放电电阻作为二级防护，滤除干扰。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员 应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不 使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。