專利名稱：一種串行通訊端口電路及計算機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機端口電路領(lǐng)域，尤其涉及一種串行通訊端口電路及計算機。
背景技術(shù)：
浮地是主板電路功能地在電氣上與機殼地或者大地絕緣，相對于大地是懸浮的。浮地設(shè)備是指參考地沒有和大地直接相連的設(shè)備。近年來針對電力、地鐵等行業(yè)設(shè)計的產(chǎn)品越來越多，這些行業(yè)需要滿足絕緣電阻、介質(zhì)強度的要求，所以都需要采用浮地設(shè)計。在浮地設(shè)計方案中，電磁兼容(EMC)抗干擾是一個相對難處理的技術(shù)問題，因為接地是保護(hù)串行通訊端口(COM)的關(guān)鍵所在，而EMC保護(hù)器件無法直接連接機殼地，在第一時間將能量泄放到大地。尤其是靜電和雷擊的干擾，會嚴(yán)重影響COM端口信號傳輸，甚至破 壞COM端口的功能。所以在電力和地鐵行業(yè)中，需要在浮地設(shè)計基礎(chǔ)上設(shè)計出COM端口的防雷、防靜電方案，達(dá)到保護(hù)COM端口的目的。如圖I所示，現(xiàn)有的COM端口防靜電、防雷方案是采用每根信號線通過TVS管接地，從而達(dá)到防雷、防靜電的效果。上述現(xiàn)有技術(shù)在信號保護(hù)上采用了非耐高壓器件直接連接機殼地，雖然達(dá)到防靜電、防雷抗擾度的效果，但卻忽略了行業(yè)中絕緣電阻、絕緣耐壓和介質(zhì)強度的要求，即無法實現(xiàn)設(shè)備的浮地要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種串行通訊端口電路，旨在解決現(xiàn)有的串行通訊端口存在滿足防靜電、防雷抗擾度的同時無法滿足絕緣電阻和介質(zhì)強度的要求的問題。本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種串行通訊端口電路，所述串行通訊端口電路包括一串行通訊端口、四路保護(hù)電路以及一能量釋放電路，所述串行通訊端口的地線端子接隔離地，所述串行通訊端口的接收數(shù)據(jù)端子、發(fā)出數(shù)據(jù)端子、請求發(fā)送端子和數(shù)據(jù)載波檢測端子分別接四路保護(hù)電路，所述每一路保護(hù)電路均包括箝位單元、限流單元和濾波單元，所述串行通訊端口、箝位單元、限流單元和濾波單元依次相連，所述箝位單元和濾波單元接隔離地，所述限流單元和濾波單元的公共連接端通過能量釋放電路接隔離地，所述濾波單元的另一端接主板上的串口信號端，所述隔離地通過并聯(lián)的高壓電容和電阻接機殼地。本發(fā)明實施例的目的在于提供一種計算機，所述計算機包括上述的串行通訊端口電路。在本發(fā)明實施例中，當(dāng)高電壓雷擊干擾和靜電高壓干擾進(jìn)入串行通訊端口時，箝 位單元會對高壓進(jìn)行箝位，能量釋放電路對殘留電壓進(jìn)行釋放，起到防靜電、防雷的效果，同時，高壓電容起到高壓隔離的作用，使得串行通訊端口滿足絕緣電阻和介質(zhì)強度的要求，電阻阻值很大，不影響產(chǎn)品的絕緣電阻、介質(zhì)強度要求，當(dāng)串口受到雷擊和靜電信號干擾后，隔離地上積累的電荷可以通過電阻這條通路對電荷進(jìn)行釋放。


圖I是現(xiàn)有串行通訊端口電路的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的串行通訊端口電路的電路原理框圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的串彳丁通訊端口電路的不例電路圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖2示出了本發(fā)明實施例提供的串行通訊端口電路的電路原理框圖。串行通訊端口電路包括一串行通訊端口 100、四路保護(hù)電路以及一能量釋放電路 200，串行通訊端口 100的地線端子SG接隔離地，串行通訊端口 100的接收數(shù)據(jù)端子RXD、發(fā)出數(shù)據(jù)端子TXD、請求發(fā)送端子RTS和數(shù)據(jù)載波檢測端子DTR分別接四路保護(hù)電路，每一路保護(hù)電路均包括箝位單元300、限流單元400和濾波單元500，串行通訊端口 100、箝位單元300、限流單元400和濾波單元500依次相連，箝位單元300和濾波單元500接隔離地，限流單元400和濾波單元500的公共連接端通過能量釋放電路200接隔離地，濾波單元500的另一端接主板上的串口信號端，具體包括接收數(shù)據(jù)端子RXD1、發(fā)出數(shù)據(jù)端子TXD1、請求發(fā)送端子RTSl和數(shù)據(jù)載波檢測端子DTRl，隔離地通過并聯(lián)的高壓電容Cl和電阻Rl接機殼地，高壓電容Cl采用耐壓大于AC500V的電容，電阻Rl的阻值為20ΜΩ以上，功率在O. 5W以上。電路還包括固定螺絲孔MH34，固定螺絲孔MH34接機殼地。圖3示出了本發(fā)明實施例提供的串行通訊端口電路的示例電路結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明一實施例，以第一路保護(hù)電路為例進(jìn)行說明，箝位單元300包括一雙向TVS管D1，雙向TVS管Dl的第一端接串行通訊端口 100的接收數(shù)據(jù)端子RXD和限流單元400的公共連接端，雙向TVS管Dl的第二端接隔離地。作為本發(fā)明一實施例，限流單元400采用自恢復(fù)保險絲F1，自恢復(fù)保險絲Fl的第一端接雙向TVS管Dl的第一端。作為本發(fā)明一實施例，濾波單元500包括一電容C2，電容C2的第一端接自恢復(fù)保險絲Fl的第二端，電容C2的第二端接隔離地。另外三路保護(hù)電路分別接串行通訊端口 I 00的發(fā)出數(shù)據(jù)端子TXD、請求發(fā)送端子RTS和數(shù)據(jù)載波檢測端子DTR，其結(jié)構(gòu)與上述保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)一樣，這里不再贅述。作為本發(fā)明一實施例，能量釋放電路200采用一 TVS管組合電路Ul，TVS管組合電路Ul的第一端分別接四路保護(hù)電路中的自恢復(fù)保險絲的第二端，TVS管組合電路Ul的第二端接隔離地。TVS管組合電路Ul包括TVS管D2、TVS管D3、TVS管D4、TVS管D5和TVS管D6，TVS管D2、TVS管D3、TVS管D4和TVS管D5的陽極分別接四路保護(hù)電路中的自恢復(fù)保險絲Fl的第二端，四個TVS管的陰極同時接TVS管D6的陰極，TVS管D6的陽極接隔離地。本發(fā)明實施例還提供一種計算機，計算機包括上述的串行通訊端口電路。工作原理是I、當(dāng)高電壓雷擊干擾進(jìn)入串行通訊端口 100時，首先雙向TVS管對高壓進(jìn)行箝位，將電壓穩(wěn)定在雙向TVS管的最大箝位電壓(本實施例中選擇的雙向TVS管的最大箝位電壓是16. 7V，在不同的電路中，若所要保護(hù)的串口芯片的最高電壓不同，則需選擇不同的TVS管，不同TVS管的最大箝位電壓也不同)，雙向TVS管在瞬間擊穿時，信號線電流也會增大，使得自恢復(fù)保險絲發(fā)熱，電阻瞬間增大，將電路瞬間切斷，保護(hù)后面的電路不受損害。在電流變小并消失后，自恢復(fù)保險絲導(dǎo)通正常工作。部分電壓殘留，經(jīng)后面的TVS管組合電路Ul進(jìn)行釋放。2、當(dāng)靜電高壓干擾進(jìn)入串行通訊端口 100時，雙向TVS管受到高壓箝位，而靜電干擾的特點為時間短、電壓高、能量小，此時信號線的電流不會升高，自恢復(fù)保險絲沒有動作，后面的TVS管組合電路Ul對靜電的殘壓進(jìn)行釋放，對串行通訊端口 100進(jìn)行二級保護(hù)從而達(dá)到對串行通訊端口 100靜電保護(hù)的目的。此外，電路中的元器件也會轉(zhuǎn)化掉一部分的靜電能量。隔離地通過耐壓大于AC500V的電容Cl和電阻R1(20MQ以上，功率在O. 5W以上)連接到機殼地，其作用有三點I、此電容為高頻泄放路徑，當(dāng)串行通訊端口線路出現(xiàn)高頻干擾的時候，可以通過 電容通道進(jìn)入大地。 II、高壓電容Cl起到高壓隔離的作用，滿足產(chǎn)品絕緣電阻、介質(zhì)強度的要求。例如，可以達(dá)到GB-T 14598. 300-2008《微機變壓器保護(hù)裝置通用技術(shù)條件》中對產(chǎn)品的絕緣電阻和介質(zhì)強度的要求。III、電阻Rl阻值很大，不影響產(chǎn)品的絕緣電阻、介質(zhì)強度要求。當(dāng)串口受到雷擊和靜電信號干擾后，隔離地上積累的電荷可以通過電阻Rl這條通路對電荷進(jìn)行釋放。在本發(fā)明實施例中，當(dāng)高電壓雷擊干擾和靜電高壓干擾進(jìn)入串行通訊端口時，箝位單元會對高壓進(jìn)行箝位，能量釋放電路對殘留電壓進(jìn)行釋放，起到防靜電、防雷的效果，同時，高壓電容起到高壓隔離的作用，使得串行通訊端口滿足絕緣電阻和介質(zhì)強度的要求，電阻阻值很大，不影響產(chǎn)品的絕緣電阻、介質(zhì)強度要求，當(dāng)串口受到雷擊和靜電信號干擾后，隔離地上積累的電荷可以通過電阻這條通路對電荷進(jìn)行釋放。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述串行通訊端ロ電路包括一串行通訊端ロ、四路保護(hù)電路以及一能量釋放電路，所述串行通訊端ロ的地線端子接隔離地，所述串行通訊端ロ的接收數(shù)據(jù)端子、發(fā)出數(shù)據(jù)端子、請求發(fā)送端子和數(shù)據(jù)載波檢測端子分別接四路保護(hù)電路，所述每一路保護(hù)電路均包括箝位單元、限流単元和濾波單元，所述串行通訊端ロ、箝位單元、限流単元和濾波單元依次相連，所述箝位単元和濾波單元接隔離地，所述限流單元和濾波單元的公共連接端通過能量釋放電路接隔離地，所述濾波単元的另一端接主板上的串ロ信號端，所述隔離地通過并聯(lián)的高壓電容和電阻接機殼地。
2.如權(quán)利要求I所述的串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述箝位単元包括一雙向TVS管，所述雙向TVS管的第一端接所述串行通訊端口和限流単元的公共連接端，所述雙向TVS管的第二端接隔離地。
3.如權(quán)利要求2所述的串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述限流單元采用自恢復(fù)保險絲，所述自恢復(fù)保險絲的第一端接雙向TVS管的第一端。
4.如權(quán)利要求3所述的串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述濾波単元包括一電容，所述電容的第一端接自恢復(fù)保險絲的第二端，所述電容的第二端接隔離地。
5.如權(quán)利要求4所述的串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述能量釋放電路采用一TVS管組合電路，所述TVS管組合電路的第一端分別接四路保護(hù)電路中的自恢復(fù)保險絲的第二端，所述TVS管組合電路的第二端接隔離地。
6.如權(quán)利要求5所述的串行通訊端ロ電路，其特征在于，所述TVS管組合電路包括TVS管 D2、TVS 管 D3、TVS 管 D4、TVS 管 D5 和 TVS 管 D6，所述 TVS 管 D2、TVS 管 D3、TVS 管 D4 和TVS管D5的陽極分別接四路保護(hù)電路中的自恢復(fù)保險絲的第二端，所述TVS管D2、TVS管D3、TVS管D4、TVS管D5的陰極同時接TVS管D6的陰極，所述TVS管D6的陽極接隔離地。
7.如權(quán)利要求I所述的串行通訊端ロ電路，其特征在干，所述高壓電容采用耐壓大于AC500V的電容，所述電阻的阻值為20ΜΩ以上，功率在O. 5W以上。
8.一種計算機，其特征在于，所述計算機包括如權(quán)利要求1-7任一項所述的串行通訊端ロ電路。
全文摘要
本發(fā)明適用于計算機端口電路領(lǐng)域，提供了一種串行通訊端口電路及計算機，串行通訊端口電路包括一串行通訊端口、四路保護(hù)電路以及一能量釋放電路，每一路保護(hù)電路均包括箝位單元、限流單元和濾波單元。在本發(fā)明中，當(dāng)高電壓雷擊干擾和靜電高壓干擾進(jìn)入串行通訊端口時，箝位單元會對高壓進(jìn)行箝位，能量釋放電路對殘留電壓進(jìn)行釋放，起到防靜電、防雷的效果，同時，高壓電容起到高壓隔離的作用，使得串行通訊端口滿足絕緣電阻和介質(zhì)強度的要求，電阻阻值很大，不影響產(chǎn)品的絕緣電阻、介質(zhì)強度要求，當(dāng)串口受到雷擊和靜電信號干擾后，隔離地上積累的電荷可以通過電阻這條通路對電荷進(jìn)行釋放。
文檔編號G06F13/40GK102681960SQ20111005584
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者余燦強, 張緒坤, 曹建國, 陳志列 申請人:研祥智能科技股份有限公司