專利名稱：總線系統(tǒng)的保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及總線系統(tǒng)的電氣保護(hù)裝置，特別是結(jié)構(gòu)形式的總線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這種總線系統(tǒng)包括具有多導(dǎo)線線路的控制器，這里特別地以兩線結(jié)構(gòu)形式，在該線路上連接有例如多至30個(gè)具有不同功能但具有統(tǒng)一接口的設(shè)備。在兩導(dǎo)線總線系統(tǒng)上，僅由兩根導(dǎo)線組成的線路同時(shí)用于不同目的。一方面通過該總線線路傳輸用于供應(yīng)所連接設(shè)備的電能，而另一方面該總線線路用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿B接設(shè)備并從這些設(shè)備傳輸?shù)娇刂破鳌?br> 這樣一種總線系統(tǒng)在不同領(lǐng)域中得到應(yīng)用，諸如在制造業(yè)中、在家用電器中、在汽車中等等，并且在此遭受(aussetzen)很多電氣和電磁影響。這些影響在總線系統(tǒng)中產(chǎn)生例如所謂的瞬時(shí)脈沖(Transisent)、也就是說某些不同幅度和頻率的電脈沖，并且能夠以不同方式通過引起干擾和故障來影響總線系統(tǒng)。
為了防止瞬時(shí)脈沖，例如在每個(gè)連接到總線的設(shè)備中設(shè)置二極管，該二極管短接這些瞬時(shí)脈沖，并且由此阻止對設(shè)備進(jìn)一步的損害。在輻射高頻電磁影響的情況下，這些高頻電磁影響通過二極管來檢波。這樣一來，在總線線路上形成直流電壓，所述直流電壓疊加到在總線線路上的傳輸電壓上并由此能夠觸發(fā)干擾。為了減小這種影響，在每個(gè)所連接的設(shè)備中將電容器與二極管并聯(lián)地連接。然而，其電容不允許超出某一較小的值，因?yàn)檫@個(gè)電容容性地加載到具有每個(gè)所接收設(shè)備的總線上。由此待削弱的輻射干擾的頻率區(qū)域受到限制。因此，這樣一種電容器的通過其容性阻抗的去干擾作用只有在高頻時(shí)才生效，所述容性阻抗與頻率和電容成反比。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置相對于常規(guī)的實(shí)施形式具有以下優(yōu)點(diǎn)，即所述保護(hù)裝置設(shè)在總線系統(tǒng)的中心位置并且與這個(gè)總線系統(tǒng)相連接，其中減少在每個(gè)連接到總線的設(shè)備中的保護(hù)元件的花費(fèi)并且增大待削弱的輻射干擾的頻率范圍。
在下面說明本發(fā)明的基本思想。
總線系統(tǒng)僅僅配備有一個(gè)保護(hù)裝置，該保護(hù)裝置連在中心位置。在此，在總線系統(tǒng)的中心位置上保證防止瞬時(shí)脈沖。僅僅需要一個(gè)作為防止瞬時(shí)脈沖的保護(hù)元件的中心二極管。所有電容器或至少總電容的大部分在與中心二極管并聯(lián)的位置被集中，其中使用具有明顯比在分散結(jié)構(gòu)時(shí)可能的值更大的電容的電容器。
本發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于，極大地減少迄今的花費(fèi)并且還僅僅需要一個(gè)二極管，其中同時(shí)保持保護(hù)作用并且將輻射干擾的待削弱的頻率范圍擴(kuò)展到更低的頻率。此外，顯著減小在每個(gè)所連接設(shè)備中電容器的電容，從而除了結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)點(diǎn)之外還得到經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。
此外，通過這種方式有利的是，中心電容器的基電容不依賴于所連接設(shè)備的數(shù)量而基本上是常數(shù)，也就是說，相較于現(xiàn)有技術(shù)，有效的待削弱的頻率區(qū)域不依賴于所連接設(shè)備的數(shù)量。
總線系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的電氣保護(hù)裝置、特別是以兩線結(jié)構(gòu)形式的總線系統(tǒng)，所述總線系統(tǒng)具有總線控制單元和具有至少一個(gè)連接到總線上的設(shè)備，其特征在于，保護(hù)裝置設(shè)在總線的中心位置并且與這個(gè)總線相連接。
在優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，至少一個(gè)所連接設(shè)備具有設(shè)備保護(hù)裝置，由此有利地?cái)U(kuò)展待削弱的頻率區(qū)域。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中規(guī)定，保護(hù)裝置具有至少一個(gè)保護(hù)二極管和一個(gè)保護(hù)電容器并且設(shè)備保護(hù)裝置具有第二電容器，其中第二電容器的電容基本上小于保護(hù)裝置的保護(hù)電容器的電容。由此在總線系統(tǒng)的中心位置設(shè)有大的基電容，并且取消多個(gè)針對每個(gè)單個(gè)所連接的設(shè)備的單個(gè)二極管和電容器，由此得到經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。
另一實(shí)施方案規(guī)定，保護(hù)裝置設(shè)在總線分配器中。由此有利地利用在總線分配器中存在的結(jié)構(gòu)空間。不需要附加的外殼。
在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，保護(hù)裝置設(shè)在總線控制單元中。這個(gè)實(shí)施方案有利地適合不具有總線分配器的總線系統(tǒng)。
保護(hù)裝置也可以設(shè)在單個(gè)的所連接設(shè)備中，由此簡單有利地改裝已有總線系統(tǒng)，例如針對同一總線系統(tǒng)的擴(kuò)展。
在另一個(gè)實(shí)施形式中，保護(hù)裝置的二板管具有較大的阻擋層電容。在此，二極管的阻擋層電容與中心保護(hù)電容器并聯(lián)地起作用，由此可減少其電容。
本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案可以從從屬權(quán)利要求中和參考附圖的說明得到。


下面依照在附圖中說明的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
在此圖1示出以兩線結(jié)構(gòu)形式的總線系統(tǒng)的框圖；和圖2示出按照圖1的總線系統(tǒng)的保護(hù)裝置的根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施形式的對應(yīng)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的總線系統(tǒng)的電路框圖。總線系統(tǒng)具有總線控制單元2?？偩€單元2連接到總線1上，該總線1在所示出的例子中由兩導(dǎo)線線路所組成?？偩€1的兩個(gè)導(dǎo)線之一與地8相連接?？偩€控制單元2以已知的方式實(shí)施總線系統(tǒng)的控制，并且向連接到總線1的設(shè)備3、3N提供電壓、向這些設(shè)備3、3N傳輸數(shù)據(jù)和接收從設(shè)備3、3N傳輸來的數(shù)據(jù)、處理和/或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給上面的分析單元，這未示出。
此外，在總線1上設(shè)備3至3N還分別與兩個(gè)導(dǎo)線相連接。設(shè)備3、3N可以具有不同的功能，諸如傳感器功能。該設(shè)備3、3N包括與總線線路相連接的設(shè)備電路4。這些連接導(dǎo)線穿過第一設(shè)備保護(hù)裝置5。在該設(shè)備保護(hù)裝置5中連接導(dǎo)線分別與二極管6相連接，該二極管6并聯(lián)有電容器。
二極管6以其陽極與總線線路的地8相連接并且在阻止方向上被接入。電容器7具有值約為330pF的電容，該值在這個(gè)實(shí)施方案中不應(yīng)被超出。每個(gè)設(shè)備3、3N配備有第一設(shè)備保護(hù)裝置5。
在總線上存在的瞬時(shí)脈沖分別在設(shè)備3、3N中通過二極管6被短接并由此被阻止。在總線線路上的輻射高頻電壓由二極管6來檢波并且疊加到位于總線上的電壓上。通過電容器7減少這種影響，然而由于對每個(gè)電容器7的頻率依賴性和較小的電容將這種影響限制在較高的頻率區(qū)域上。
圖2示出按照圖1的總線系統(tǒng)的保護(hù)裝置10的根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施形式的一個(gè)對應(yīng)電路原理圖。
保護(hù)裝置10在總線系統(tǒng)的中心位置與總線1的導(dǎo)線相連接。這個(gè)中心位置設(shè)在總線1的任意安裝位置。保護(hù)裝置10位于適當(dāng)?shù)耐鈿?nèi)，該外殼由有劃出的線的盒子來表示。這個(gè)外殼配備有相應(yīng)的未示出的通常的總線1的連接裝置。
在此，保護(hù)裝置10具有保護(hù)二極管11和保護(hù)電容器12，其中保護(hù)電容器12的電容約是第一設(shè)備保護(hù)裝置3的傳統(tǒng)電容器7的十倍，約為3.3nF。
在這個(gè)示范性的圖中僅僅示出一個(gè)所連接設(shè)備3，它當(dāng)然可以為更多，如圖1所表明的。在這個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)備3具有第二設(shè)備保護(hù)裝置，該第二設(shè)備保護(hù)裝置不帶二板管而僅僅具有第二電容器14。第二電容器14的電容處于大約120pF的范圍內(nèi)，由此也相對于電容器7減小第二電容器14的結(jié)構(gòu)尺寸。
保護(hù)電容器12原則上是所有迄今設(shè)在設(shè)備3、3N中的電容器的集中(Konzentration)。如圖1所示，通過連接第一設(shè)備保護(hù)裝置5將所有電容器7并聯(lián)。通過電容器7的并聯(lián)得到除了總線1的線路電容之外的所有電容值之和。在此可以理解，如此形成的總電容依賴于在總線3上連接的設(shè)備3、3N的數(shù)量?？傠娙萦纱丝梢允遣煌?。
因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置10固定地連接在總線1上，所有具有這個(gè)基電容的總電容基本上不依賴于所連接設(shè)備3的數(shù)量。由此得到以下優(yōu)點(diǎn)，即待削弱的頻率范圍總是由基電容所確定的范圍。
此外，在圖2中示出保護(hù)裝置10的其他安裝位置(10b)。
用在總線控制單元中的保護(hù)裝置的附圖標(biāo)記10a表示中央安裝位置。在此可能的是，將保護(hù)裝置10a的這種實(shí)施形式集成到總線控制單元2中，由此不需要附加的具有其他連接裝置的外殼。
在總線系統(tǒng)具有從總線1分出其他線路的總線分配器9情況下，可以將保護(hù)裝置10設(shè)在這個(gè)總線分配器9中，這通過附圖標(biāo)記10b表示。在此，可以借助于總線分配器9來擴(kuò)展已有的總線系統(tǒng)并且同時(shí)配備保護(hù)裝置10b，該保護(hù)裝置10b而后相應(yīng)地保護(hù)屬于擴(kuò)展部分的總線線路。連接到經(jīng)擴(kuò)展的新的總線線路上的設(shè)備3N(未示出)可以以簡單的具有第二設(shè)備保護(hù)裝置13的實(shí)施形式來構(gòu)造。
本發(fā)明不是限制于上面所描述的實(shí)施例，而是能夠以多種方式和形式進(jìn)行修改。
因而例如可以考慮，將保護(hù)裝置10也設(shè)在一個(gè)設(shè)備3、3N中，其中然而這種實(shí)施形式在每個(gè)總線系統(tǒng)中只需要一次。當(dāng)不存在總線分配器或其他的安裝位置時(shí)，這例如就可以是這種情況。
在一種實(shí)施形式中，可構(gòu)建保護(hù)二極管11，使其阻擋層電容具有較大的值。從而能夠減少保護(hù)電容器12的電容并由此減少其結(jié)構(gòu)尺寸。
附圖標(biāo)記列表

權(quán)利要求
1.一種針對總線系統(tǒng)的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，特別是以兩線結(jié)構(gòu)形式的總線系統(tǒng)(例如Class II、CAN等)，所述總線系統(tǒng)具有一個(gè)總線控制單元(2)以及具有至少一個(gè)連接到一個(gè)總線(1)的設(shè)備(3、3N)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10、10a、10b)設(shè)在所述總線(1)的中心位置上并且與這個(gè)總線(1)相連接。
2.按照權(quán)利要求1的保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述至少一個(gè)所連接的設(shè)備(3、3N)具有一個(gè)設(shè)備保護(hù)裝置(13)。
3.按照權(quán)利要求1或2的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10、10a、10b)具有至少一個(gè)保護(hù)二極管(11)和一個(gè)保護(hù)電容器(12)而所述設(shè)備保護(hù)裝置具有一個(gè)第二電容器(14)。
4.按照權(quán)利要求3的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，第二電容器(14)的電容基本上小于所述保護(hù)裝置(10、10a、10b)的保護(hù)電容器(12)的電容。
5.按照權(quán)利要求1至4之一的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10b)設(shè)在總線分配器(9)中。
6.按照權(quán)利要求1至4之一的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10a)設(shè)在所述總線控制單元(2)中。
7.按照權(quán)利要求1至4之一的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10)設(shè)在一個(gè)單個(gè)設(shè)備(3、3N)中。
8.按照上述權(quán)利要求1至7之一的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，其特征在于，所述保護(hù)裝置(10、10a、10b)的二極管(6)具有大的阻擋層電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及總線系統(tǒng)的電氣保護(hù)裝置(10、10a、10b)，特別是以兩線結(jié)構(gòu)形式的總線系統(tǒng)，所述總線系統(tǒng)具有一個(gè)總線控制單元(2)和具有至少一個(gè)連接到總線(1)上的設(shè)備(3、3N)，其中所述保護(hù)裝置(10、10a、10b)設(shè)在總線(1)的中心位置上并且與這個(gè)總線相連接。
文檔編號H02H9/00GK1756113SQ20051010715
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月28日
發(fā)明者T·維策曼, P·溫茨勒, M·卡薩雷斯 申請人:羅伯特.博世有限公司