本發(fā)明涉及的是電氣設(shè)備防雷技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能自動檢測雷擊次數(shù)的CAN總線防雷裝置。

背景技術(shù)：

雷電中的電磁脈沖也就是我們?nèi)粘Ｕf的感應雷主要是受電磁感應作用所致，其主要影響電子設(shè)備和系統(tǒng)。感應雷是在閃雷時所產(chǎn)生的瞬間脈沖磁場，這種強大的感應磁場，可在地面 1km 范圍內(nèi)的金屬網(wǎng)絡中產(chǎn)生感應電荷，包括有線、無線通訊網(wǎng)絡，電力輸電網(wǎng)絡等線路系統(tǒng)。高強度的感應電荷會在這些金屬網(wǎng)絡中形成強大的瞬間高壓電場，從而形成對用電設(shè)備的高壓弧光放電，最終會導致電器設(shè)備燒毀，其中弱電系統(tǒng)受到的危害更大。

目前市面上的防雷裝置大多注重于防雷、高效泄掉浪涌電流及降低兩線間的殘壓等常規(guī)防雷技術(shù)手段，較少有防雷裝置能自動對電氣設(shè)備各個部分被雷擊的次數(shù)進行檢測和統(tǒng)計，從而設(shè)備研發(fā)人員或工程設(shè)計人員在設(shè)計防雷保護裝置時總是依據(jù)以往的經(jīng)驗來設(shè)計，由于缺乏客觀、有效的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，所以最終設(shè)計出來的防雷產(chǎn)品或防雷工程總是難以讓用戶滿意。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計科學合理、制作簡單、安全可靠，能為CAN總線系統(tǒng)提供防雷保護的同時還能自動檢測、統(tǒng)計其各個部位被雷擊的次數(shù)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種能自動檢測雷擊次數(shù)的CAN總線防雷裝置，包括CAN接口芯片，芯片上有一CANH端和一CANL端，其特征在于：還包括依次連接在所述CANH端和所述CANL端之間的CANH端雷擊次數(shù)檢測電路、信號防雷保護電路和CANL端雷擊次數(shù)檢測電路，所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路、信號防雷保護電路、CANL端雷擊次數(shù)檢測電路依次串接，所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路的第一OUT-A端連接單片機的第一輸入端，所述CANL端雷擊次數(shù)檢測電路的第二OUT-A端連接所述單片機的第二輸入端。

信號防雷保護電路將雷擊電流泄入大地同時將電路間的殘壓降至更低，保護CAN總線系統(tǒng)，每當雷電擊中CAN總線系統(tǒng)一次，雷擊次數(shù)檢測電路就會將一次高電平信號傳輸至所連接的單片機，單片機會判斷當前出現(xiàn)的雷擊浪涌和雷擊次數(shù)，能自動累計發(fā)生的雷擊次數(shù)。

進一步地，所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路由第一電阻R1、第二電阻R2、第五浪涌吸收元件D5、第一雙向光耦U1組成，所述CANH端經(jīng)第二電阻R2與所述信號防雷保護電路一端連接，所述CANH端還依次經(jīng)所述第一電阻R1、第五浪涌吸收元件D5與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第五浪涌吸收元件D5的兩端并接所述第一雙向光耦U1的輸入端組，其中第一雙向光耦U1的陽極輸入端與所述第一電阻R1、第五浪涌吸收元件D5的公共端連接，所述第一雙向光耦U1的陰極輸入端與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第一雙向光耦U1的陰極輸入端還經(jīng)第三電容C3接地。

CANH端雷擊次數(shù)檢測電路采用雙向光耦U1 是為了滿足雷擊極性為正、地電位為負時及雷擊極性為負、地電位為正時雷擊次數(shù)的檢測需要，第一電阻R1是為了保證第一雙向光耦U1不受浪涌電流的損壞，第五浪涌吸收元件D5是為了保證第一雙向光耦U1不受浪涌電壓的損壞，當雷電擊中CANH端時，檢測電路就會對外發(fā)送一個高電平信號。

進一步地，所述信號防雷保護電路由第一電容C1、第五電阻R5、第六電阻R6、第二浪涌吸收元件D2、第三浪涌吸收元件D3、第四浪涌吸收元件D4、第六浪涌吸收元件T1組成，其中CANH端與信號地GND之間依次串接有第二電阻R2、第四浪涌吸收元件D4、第一電容C1，CANL端與信號地GND之間依次串接有第四電阻R4、第三浪涌吸收元件D3、第一電容C1，CANH端與CANL端之間依次串接有第二電阻R2、第五電阻R5、第二浪涌吸收元件D2、第六電阻R6、第四電阻R4，其中第六浪涌吸收元件T1并接第二浪涌吸收元件D2的兩端。

CANL端雷擊次數(shù)檢測電路采用雙向光耦U2 是為了滿足雷擊極性為正、地電位為負時及雷擊極性為負、地電位為正時雷擊次數(shù)的檢測需要，第三電阻R3是為了保證第二雙向光耦U2不受浪涌電流的損壞，第一浪涌吸收元件D1是為了保證第二雙向光耦U2不受浪涌電壓的損壞，當雷電擊中CANL端時，檢測電路就會對外發(fā)送一個高電平信號。

進一步地，所述信號防雷保護電路由第一電容C1、第五電阻R5、第六電阻R6、第二浪涌吸收元件D2、第三浪涌吸收元件D3、第四浪涌吸收元件D4、第六浪涌吸收元件T1組成，其中CANH端與信號地GND之間依次串接有第二電阻R2、第四浪涌吸收元件D4、第一電容C1，CANL端與信號地GND之間依次串接有第四電阻R4、第三浪涌吸收元件D3、第一電容C1，CANH端與CANL端之間依次串接有第二電阻R2、第五電阻R5、第二浪涌吸收元件D2、第六電阻R6、第四電阻R4，其中第六浪涌吸收元件T1并接第二浪涌吸收元件D2的兩端。

雷電無論擊中CANH端還是CANL端，信號防雷保護電路都可高效地將雷擊浪涌電流泄入大地，同時將CANH端和CANL端之間的殘壓降至更低，保護CAN總線系統(tǒng)及其后面的設(shè)備。

進一步地，所述第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3均為安規(guī)電容，第一浪涌吸收元件D1、第二浪涌吸收元件D2、第三浪涌吸收元件D3、第四浪涌吸收元件D4、第五浪涌吸收元件D5均為雙向瞬變電壓抑制二極管，第六浪涌吸收元件T1為雙向S.E.T靜電浪涌抑制器。

由于CAN總線電路存在耦合危險電壓，現(xiàn)充分利用安規(guī)電容失效的情況下處于斷路狀態(tài)這一特點，避免信號地GND與CAN線短路而帶有危險電壓的情況出現(xiàn)，同時安規(guī)電容還起到泄放雷擊電流、增強共模防雷效果、保護雙向瞬變電壓抑制二極管等作用，而雙向瞬變電壓抑制二極管的反應時間小于雙向S.E.T靜電浪涌抑制器，可達到快速將浪涌電流泄入大地的效果。

綜上所述，由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

（1）一種能自動檢測雷擊次數(shù)的CAN總線防雷裝置，所需電子元器件均為現(xiàn)有產(chǎn)品，無需復雜焊接只需簡單制作即可完成。

（2）本發(fā)明設(shè)計科學合理、安全可靠，可對CAN總線電路進行全面防雷保護的同時自動對CAN總線系統(tǒng)的CANH端、CANL端被雷電擊中的次數(shù)進行檢測和統(tǒng)計，且可將數(shù)據(jù)通過單片機處理后傳輸至通訊模塊或報警模塊，為管理人員及時處理故障提供依據(jù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施實例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1一種能自動檢測雷擊次數(shù)的CAN總線防雷裝置電路原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1：

一種能自動檢測雷擊次數(shù)的CAN總線防雷裝置，包括CAN接口芯片，芯片上有一CANH端和一CANL端，其特征在于：還包括依次連接在所述CANH端和所述CANL端之間的CANH端雷擊次數(shù)檢測電路、信號防雷保護電路和CANL端雷擊次數(shù)檢測電路，所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路、信號防雷保護電路、CANL端雷擊次數(shù)檢測電路依次串接，所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路的第一OUT-A端連接單片機的第一輸入端，所述CANL端雷擊次數(shù)檢測電路的第二OUT-A端連接所述單片機的第二輸入端。所述CANH端雷擊次數(shù)檢測電路由第一電阻R1、第二電阻R2、第五浪涌吸收元件D5、第一雙向光耦U1組成，所述CANH端經(jīng)第二電阻R2與所述信號防雷保護電路一端連接，所述CANH端還依次經(jīng)所述第一電阻R1、第五浪涌吸收元件D5與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第五浪涌吸收元件D5的兩端并接所述第一雙向光耦U1的輸入端組，其中第一雙向光耦U1的陽極輸入端與所述第一電阻R1、第五浪涌吸收元件D5的公共端連接，所述第一雙向光耦U1的陰極輸入端與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第一雙向光耦U1的陰極輸入端還經(jīng)第三電容C3接地。所述CANL端雷擊次數(shù)檢測電路由第三電阻R3、第四電阻R4、第一浪涌吸收元件D1、第二雙向光耦U2組成，所述CANL端經(jīng)第四電阻R4與所述信號防雷保護電路一端連接，所述CANL端還依次經(jīng)所述第三電阻R3、第一浪涌吸收元件D1與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第一浪涌吸收元件D1的兩端并接所述第二雙向光耦U2的輸入端組，其中第二雙向光耦U2的陰極輸入端與所述第三電阻R3、第一浪涌吸收元件D1的公共端連接，所述第二雙向光耦U2的陽極輸入端與所述信號防雷保護電路一端連接，所述第二雙向光耦U2的陽極輸入端還經(jīng)第二電容C2接地。所述信號防雷保護電路由第一電容C1、第五電阻R5、第六電阻R6、第二浪涌吸收元件D2、第三浪涌吸收元件D3、第四浪涌吸收元件D4、第六浪涌吸收元件T1組成，其中CANH端與信號地GND之間依次串接有第二電阻R2、第四浪涌吸收元件D4、第一電容C1，CANL端與信號地GND之間依次串接有第四電阻R4、第三浪涌吸收元件D3、第一電容C1，CANH端與CANL端之間依次串接有第二電阻R2、第五電阻R5、第二浪涌吸收元件D2、第六電阻R6、第四電阻R4，其中第六浪涌吸收元件T1并接第二浪涌吸收元件D2的兩端。所述第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3均為安規(guī)電容，第一浪涌吸收元件D1、第二浪涌吸收元件D2、第三浪涌吸收元件D3、第四浪涌吸收元件D4、第五浪涌吸收元件D5均為雙向瞬變電壓抑制二極管，第六浪涌吸收元件T1為雙向S.E.T靜電浪涌抑制器。

本實施例中，如圖1所示，所述第一電阻R1、第三電阻R3、第五電阻R5、第六電阻R6均為限流電阻，第二電阻R2和第四電阻R4為取樣電阻。

當無雷擊時，第二電阻R2所在線路上呈現(xiàn)高阻抗，第一雙向光耦U1的內(nèi)部發(fā)光二極管不導通，因而第一雙向光耦U1內(nèi)部的光電三極管不工作，所以第一雙向光耦U1的 OUT-A 端無高電平輸出。當CANH端線路上出現(xiàn)雷擊浪涌電流時，第二電阻R2所在電路呈現(xiàn)低阻抗并有電流流過，這時第一雙向光耦U1內(nèi)部發(fā)光二極管導通，這時雙向光耦U1內(nèi)部光電三極管工作，從而第一雙向光耦U1的OUT-A端輸出高電平。單片機根據(jù)OUT-A 端輸出的高電平判斷當前出現(xiàn)的雷擊浪涌和雷擊次數(shù)且能自動累積發(fā)生的雷擊次數(shù)，由于第一電阻R1和第五浪涌吸收元件D5對第一雙向光耦U1進行保護，所以第一雙向光耦U1不會被雷擊浪涌擊穿損壞。雷擊浪涌電流流經(jīng)第二電阻R2后一部分會通過第三電容C3經(jīng)信號地GND泄入大地，另一部分會通過第四浪涌吸收元件D4和第一電容C1經(jīng)信號地GND泄入大地，少數(shù)浪涌電流通過第五電阻R5流入第二浪涌吸收元件D2、第六浪涌吸收元件T1從第六電阻R6流出，由于電流是率先選擇電阻值小的電路通過，因此最后的少數(shù)雷擊浪涌電流一部分通過第二電容C2經(jīng)信號地GND泄入大地，另一部分通過第三浪涌吸收元件D3和第一電容C1經(jīng)信號地GND泄入大地。同時，單片機還可以與通訊模塊、報警模塊等外部設(shè)備相連，為管理人員提供數(shù)據(jù)記錄、告警警示等服務。當CANL端線路上出現(xiàn)雷擊浪涌電流時亦是同理，這里就不再贅述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而己，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。