地面控制设备浪涌防护电路设计规范培训.docx

项目名称文件名称地面控制设备浪涌防护单元电路设计项目编号文件编号日期版本V0.0.1页码2013年03月20日地面控制设备浪涌防护单元电路设计规范北京全路通信信号研究设计院有限公司2013年03月20日文件状态:准备中修改记录版本修改章节修改内容概要修改人日期V0.0.1建立文件全部孙超邹未栋2013.03.20V0.0.23.1节、3.3节、4.1节、4.3节、5.1节修改了can防浪涌器件；修改了can防浪涌优化电路；增加了以太网PCB板布局拓扑图；增加了以太网防浪涌优化电路的说明；修改了电源防浪涌电路的适用范围孙超2013.5.24目录1引言51.1.说明51.2.依据51.3.缩略语定义52RS-232接口浪涌防护设计62.1.RS-232接口防护电路图62.2.RS-232接口防护电路测试结果62.2.1.残压测试62.2.2.上电测试82.3.优化电路113CAN通信接口浪涌防护设计123.1.CAN通信接口防护电路图123.2.CAN通信接口防护电路测试结果123.2.1.残压测试123.2.2.上电测试143.3.优化电路184以太网通信接口浪涌防护设计194.1.以太网通信接口防护电路图194.2.以太网通信接口防护电路测试结果194.2.1.残压测试194.2.2.上电测试214.3.优化电路215电源接口浪涌防护设计225.1.电源接口防护电路图225.2.电源接口防护电路测试结果235.2.1.残压测试235.2.2.上电测试235.3.优化电路236驱采接口浪涌防护设计246.1.驱采接口防护电路图246.2.电源接口防护电路测试结果246.2.1.残压测试246.2.2.上电测试256.3.优化电路26表格目录表1缩略语定义5表2缩略语定义5表3串口防护电路器件选型与说明6表4串口残压测试表6表5串口上电测试表8表6CAN通信防护电路器件选型与说明12表7CAN通信接口残压测试表12表8CAN通信接口上电测试表14表9以太网通信防护电路器件选型与说明19表10以太网通信接口残压测试表19表11电源接口防护电路器件选型与说明22表12电源接口残压测试表23表13驱采接口防护电路器件选型与说明24表14驱采接口残压测试表24表15驱采接口上电测试表25编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：引言说明本文件仅针对地面控制设备中各种接口浪涌防护单元电路设计进行说明、并依据相关标准对防浪涌电路进行试验给出报告。依据缩略语定义序号文档编号文档版本备注1铁运[2006]26号铁路信号设备雷电及电磁兼容综合防护实施指导意见2TB/T3074-2003铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件缩略语定义缩略语定义序号缩略语含义说明CRSCD北京全路通信信号研究设计院有限公司CI-LAN以太网与CAN通信转换单元PIOLKD2-T1列控中心驱采单元TVS瞬态电压抑制器GDT气体放电管RS-232接口浪涌防护设计RS-232接口防护电路图串口防护电路器件选型与说明标号器件型号作用GDT1、GDT3、GDT6气体放电管SL1411A075A一级共模防护GDT2、GDT4、GDT5气体放电管SL1411A075A一级差模防护R1、R2、R3功率电阻R/2W退耦TVS1、TVS4、TVS6TVS管SMDJ15CA二级共模防护TVS2、TVS3、TVS5TVS管SMDJ15CA二级差模防护PGND防雷地注：以上防护器件均选用littelfuse公司生产的器件。RS-232接口防护电路测试残压测试串口残压测试表试验环境：在未加电的情况下，对防护板上串口的TX和RX接线进行差模10/700us电压波形浪涌测试，对RX和防雷地接线进行共模10/700us电压波形浪涌测试。测试参数残压波形图备注1KV（差模）2KV（差模）2KV（共模）4KV（共模）上电测试串口上电测试表实验环境：将两块CI-LAN板及其防护板如下图连接，使其可以正常的进行串口发送接收功能，对串口的TX和RX接线进行差模10/700us电压波形浪涌测试，对RX和防雷地接线进行共模10/700us电压波形浪涌测试。观察CI-LAN板的工作情况。测试参数残压波形图备注1KV（差模）2KV（差模）2KV（共模）4KV（共模）-4KV（共模）实验结果：在差模、共模测试中，串口通信都会在停顿1s左右恢复正常；而且有时以太网端口通信会受到干扰，以太网通信中断1s左右恢复。优化电路优化改进如下：a优化电路中去掉了第一级防雷的气体放电管，因为在室内防雷标准要求范围内，气体放电管是不工作的；b优化电路中去掉了共模防护电路，共模防护电路会因为器件地和防雷地（PE）之间存在压差，导致防护器件误导通或者烧毁，而且耐压测试无法通过