左右对称的总线短路隔离装置的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种左右对称的总线短路隔离装置。


背景技术：

2.在车载fsk专用二总线制火灾监控系统中通常采用环路总线。假如总线上的设备出现短路故障时，会将整个总线网络短路，会造成环路总线上的所有设备不能正常通信，甚至造成系统瘫痪。
3.因此，需要在环形总线上以列车车厢为单位分成不同的物理段，然后在两个端点串联进总线短路隔离装置。但目前常用短路保护器大多采用继电器与二总线进行连接的方案，从而控制总线设备与环路总线的连接与断开。这种短路保护装置与总线的通断方式采用机械开关，且每次上电瞬间继电器开关都会由断开变为闭合，火灾监控系统断电后继电器开关再由闭合变为断开，因继电器的开合次数有限，会缩短继电器的使用寿命，最终影响火灾监控系统的可靠性，且继电器反应速度慢，当短路发生时，由于机械开关隔离开发生短路部分的电路所需时间不可缩短，会出现供电的电源已经能检测出发生短路，先短路保护了，然后总线短路隔离装置才能将已发生短路故障的电路断开的现象。而其它采用电子开关的总线短路隔离装置方案，设计的电路虽然速度快了但设计有些复杂。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例致力于提供一种左右对称的总线短路隔离装置，采用电子开关代替机械开关，采用对称电路设计，短路时检测速度快且寿命和可靠性高，满足宽温的特点，在环路总线中能快速实现精确隔离开短路故障所在的物理段，且当短路故障修复后能及时把已修复的故障电路重新串接到环状总线中。提高了对车载fsk专用环路二总线火灾监控系统的稳定性与可靠性。
5.本技术提供一种左右对称的总线短路隔离装置，包括：端口短路判断电路和短路切换电路；
6.所述端口短路判断电路，用于判断左端口或右端口是否发生短路；包括左端分压电阻串、整流桥和右端分压电阻串；
7.所述左端分压电阻串的两端分别连接左端口高电位测量点和左端口低电位测量点；所述左端口高电位测量点连接整流桥的第3脚，与第3脚相对的整流桥的第4脚连接右端口高电位测量点，所述右端口高电位测量点与右端口低电位测量点之间连接右端分压电阻串；
8.所述短路切换电路包括对称设置在左端口和右端口之间的两个切换单元；左端口的高电位测量点与右端口分压电阻串之间设置第一切换单元，右端口的高电位测量点与左端口分压电阻串之间设置第二切换单元。
9.优选的，每个切换单元包括自恢复保险、切换开关和切换开关控制晶体管；两个单元中的切换开关连接在一起；
10.所述自恢复保险的一端连接左/右高电位测量点，所述自恢复保险的另一端连接切换开关的一端，所述切换开关的另一端连接切换开关控制晶体管的集电极，所述切换开关控制晶体管的基极连接右/左分压电阻串；发射极连接左/右低电位测量点。
11.在上述任意一项实施例中优选的，所述端口短路判断电路中还包括串联电阻和发光二极管；所述串联电阻的一端连接整流桥的第1脚，所述串联电阻的另一端连接发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接整流桥的第2脚。
12.在上述任意一项实施例中优选的，所述左端分压电阻串和右端分压电阻串，分别包括两个串联的分压电阻。
13.在上述任意一项实施例中优选的，所述切换开关采用mos管。
14.在上述任意一项实施例中优选的，所述切换开关采用固态继电器；所述固态继电器的驱动电路的控制端连接切换开关控制晶体管的集电极。
15.在上述任意一项实施例中优选的，所述切换开关控制晶体管的基极连接限流电阻的一端，所述限流电阻的另一端连接分压电阻串中两个串联的分压电阻中间。
16.本技术实施例提供的一种左右对称的总线短路隔离装置，相比于现有技术至少具有如下优点：
17.1、本技术提供的左右对称的总线短路隔离装置，利用端口短路判断电路判断端口是否发生短路，发生短路后利用切换单元，实现端口切换。
18.2、采用对称电路设计，短路时检测速度快且寿命和可靠性高，满足宽温的特点，在环路总线中能快速实现精确隔离开短路故障所在的物理段，且当短路故障修复后能及时把已修复的故障电路重新串接到环状总线中。提高了对车载fsk专用环路二总线火灾监控系统的稳定性与可靠性。
19.3、通过指示灯定位到出现短路故障的总线段，即通过两个总线短路隔离装置上的指示灯表面总线段两端之间出现短路故障，待短路故障修复后，短路所在故障段的两端点的短路故障隔离器的指示灯会由常亮变为熄灭，表示将修复的短路故障段的设备重新串接到环形总线上。
20.4、完全采用电路结构硬件实现快速准确定位短路故障，且不占用软件系统总线的地址空间。
附图说明
21.图1所示为本技术一实施例提供的一种左右对称的总线短路隔离装置的电路图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.此外，在示例性实施例中，因为相同的参考标记表示具有相同结构的相同部件或相同方法的相同步骤，如果示例性地描述了一实施例，则在其他示例性实施例中仅描述与已描述实施例不同的结构或方法。
24.在整个说明书及权利要求书中，当一个部件描述为“连接”到另一部件，该一个部件可以“直接连接”到另一部件，或者通过第三部件“电连接”到另一部件。此外，除非明确地进行相反的描述，术语“包括”及其相应术语应仅理解为包括所述部件，而不应该理解为排除任何其他部件。
25.如图1所示，本技术提供一种左右对称的总线短路隔离装置，包括：端口短路判断电路和短路切换电路；
26.所述端口短路判断电路，用于判断左端口或右端口是否发生短路；包括左端分压电阻串、整流桥b1和右端分压电阻串；
27.所述左端分压电阻串的两端分别连接左端口高电位测量点zl 和左端口低电位测量点zl
‑
；所述左端口高电位测量点zl 连接整流桥的第3脚，与第3脚相对的整流桥的第4脚连接右端口高电位测量点zr ，所述右端口高电位测量点zr 与右端口低电位测量点zr
‑
之间连接右端分压电阻串；
28.所述短路切换电路包括对称设置在左端口和右端口之间的两个切换单元；左端口的高电位测量点与右端口分压电阻串之间设置第一切换单元，右端口的高电位测量点与左端口分压电阻串之间设置第二切换单元。
29.每个切换单元包括自恢复保险、切换开关和切换开关控制晶体管；两个单元中的切换开关连接在一起；所述切换开关可以采用mos管。或者采用固态继电器；所述固态继电器的驱动电路的控制端连接切换开关控制晶体管的集电极。
30.所述自恢复保险的一端连接左/右高电位测量点，所述自恢复保险的另一端连接切换开关的一端，所述切换开关的另一端连接切换开关控制晶体管的集电极，所述切换开关控制晶体管的基极连接右/左分压电阻串；发射极连接左/右低电位测量点。
31.利用端口短路判断电路判断端口是否发生短路，发生短路后利用切换单元，实现端口切换。采用对称电路设计，短路时检测速度快且寿命和可靠性高，满足宽温的特点，在环路总线中能快速实现精确隔离开短路故障所在的物理段，且当短路故障修复后能及时把已修复的故障电路重新串接到环状总线中。提高了对车载fsk专用环路二总线火灾监控系统的稳定性与可靠性。
32.所述端口短路判断电路中还包括串联电阻和发光二极管；所述串联电阻的一端连接整流桥的第1脚，所述串联电阻的另一端连接发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极连接整流桥的第2脚。
33.所述左端分压电阻串和右端分压电阻串，分别包括两个串联的分压电阻。所述切换开关控制晶体管的基极连接限流电阻的一端，所述限流电阻的另一端连接分压电阻串中两个串联的分压电阻中间。
34.通过指示灯定位到出现短路故障的总线段，即通过两个总线短路隔离装置上的指示灯表面总线段两端之间出现短路故障，待短路故障修复后，短路所在故障段的两端点的短路故障隔离器的指示灯会由常亮变为熄灭，表示将修复的短路故障段的设备重新串接到环形总线上。
35.完全采用电路结构硬件实现快速准确定位短路故障，且不占用软件系统总线的地址空间。
36.在本技术的具体实施例中，该短路隔离装置，串接到fsk二总线中，且二总线的左
端口和右端口两侧同时施加电压或不同时施加电压，检测所述信号线的短路，该总线短路隔离装置包括：左端口自恢复保险fl1、左端口开关装置swl、右端口开关装置swr和右自恢复保险fr1，串联在左端口信号线zl 和右端口信号线zr 之间；右端口开关控制装置tr1，通过右侧电流限制装置rr3与左端口短路判断装置（rl1和rl2组成）相连接，控制右端口开关装置swr中开关的导通/断开状态。
37.左端口开关控制装置swl，通过左端口电流限制装置rl3与右端口短路判断装置（rr1和rr2组成）相连接，控制左端口开关装置swl中开关的导通/断开状态。
38.单向发光二极管led1的阴极与整流桥的第2脚连接。单向发光二极管led1的阳极与电流限制装置r1的一端连接。电流限制装置r1的另一端与整流桥的第1脚连接。
39.整流桥的第4脚分别与右端口zr 端子、右端口自恢复保险fr1的一端、右端口短路判断装置rr1的一端连接。整流桥的第3脚分别与左端口zl 端子、左端口自恢复保险fl1的一端、左端口短路判断装置rl1的一端连接。
40.检测时，当所述左端口信号线zl 的电压下降到比左端口短路检测阈值低时检测出短路，并且会通过右端口开关控制装置tr1先将右端口开关装置swr中的开关立即断开，实现左端口zl 和右端口zr 电路隔离开。当所述左端口信号线zl 的电压上升到比左端口短路检测阈值高时检测出短路恢复，会通过右端口开关控制装置tr1将右端口开关装置swr中的开关闭合，实现左端口zl 和右端口zr 电路重新串接到fsk二总线中。
41.同理，当所述右端口信号线zr 的电压下降到比左端口短路检测阈值低时检测出短路，并且会通过左端口开关控制装置tl1先将左端口开关装置swl中的开关立即断开，实现左端口zl 和右端口zr 电路隔离开。当所述右端口信号线zr 的电压上升到比左端口短路检测阈值高时检测出短路恢复，会通过左端口开关控制装置tl1将左端口开关装置swl中的开关闭合，实现左端口zl 和右端口zr 电路重新串接到fsk二总线中。
42.图1中的左端口开关装置swl的功能和右端口开关装置swr的功能，具体可以用mos管实现，也可以用固态继电器配合专用的驱动电路实现。
43.左端口短路判断装置内部包含两个分压电阻rl1和rl2，用于快速控制右端口开关控制装置的开和关。右端口短路判断装置内部包含两个分压电阻rr1和rr2，用于快速控制左端口开关控制装置的开和关。
44.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
45.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
46.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本技术。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
47.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。