具有電流隔離的電氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般地涉及電氣系統(tǒng)，更具體地說，涉及具有電流隔離(galvanicallyisolated)的輸入-輸出電路的電氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知傳統(tǒng)的機(jī)車使用數(shù)個車載電氣系統(tǒng)，這些電氣系統(tǒng)具有輸入-輸出(“i/o”)電路以便輸入和輸出信號。眾所周知，針對每個數(shù)據(jù)端口具有電流(電壓)隔離，以便容許和分離遠(yuǎn)程安裝的設(shè)備之間的不同接地電勢。電流隔離顯著減少或消除潛在接地回路以免干擾遠(yuǎn)程設(shè)備之間的通信信號。除了消除接地回路之外，設(shè)備i/o電路的電流隔離允許設(shè)備承受在i/o電路與接地設(shè)備機(jī)箱之間施加高電勢(ΗΙΡΟΤ)。ΗΙΡ0Τ額定電壓的范圍通常從500伏特(V)到1500伏特，然而某些設(shè)備可能需要承受甚至更高的ΗΙΡ0Τ電壓，以便在正常使用中施加高的預(yù)期電壓。
[0003]i/o電路的另一個期望方面包括設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信導(dǎo)體的電磁屏蔽，以及在遠(yuǎn)程設(shè)備之間承載通信信號的外部數(shù)據(jù)電纜中包含的導(dǎo)體的電磁屏蔽。明智地實(shí)現(xiàn)的此類屏蔽增加設(shè)備抵抗輻射電磁干擾的免疫力，并且還顯著減少設(shè)備的輻射發(fā)射。
[0004]電子設(shè)備的另一個期望方面是對靜電放電(ESD)事件的適應(yīng)性。ESD事件可以使用高達(dá)20千伏(kV)的電壓。對于在布線安裝和維修期間通常需要人為干預(yù)的設(shè)備，ESD保護(hù)可以尤為重要。常見ESD保護(hù)方法包括瞬態(tài)保護(hù)二極管、金屬氧化物變阻器(MOV)和包含火花隙的組件。
[0005]但是，i/o電路的電流隔離與ESD保護(hù)方法出現(xiàn)明顯沖突。例如，包括上述ESD保護(hù)組件的電路的ΗΙΡ0Τ測試可以永久損壞ESD保護(hù)組件。此外，引入ESD保護(hù)組件還可以使電流隔離措施失敗。
[0006]第2012/0258678號美國公開(“’ 678公開”)公開一種技術(shù)，其用于減少電力適配器裝置與調(diào)諧器裝置的平行耦合電纜之間的共模干擾信號，以便提供增強(qiáng)型電纜，該電纜具有接收天線和用于電力的導(dǎo)電路徑兩者。盡管’ 678公開可以減少天線與電力電纜之間的共模干擾信號，但’ 678公開未提供解決方案以便可以針對同一設(shè)備獲得電磁屏蔽、電流隔離和ESD保護(hù)的益處。
[0007]目前公開的電氣系統(tǒng)旨在克服上面提出的一個或多個問題和/或本領(lǐng)域中的其它問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)一個方面，本公開涉及一種電氣系統(tǒng)。所述電氣系統(tǒng)可以包括第一設(shè)備，所述第一設(shè)備在其中具有第一機(jī)箱和第一端口。所述電氣系統(tǒng)可以還包括第二設(shè)備，所述第二設(shè)備在其中具有第二機(jī)箱和第二端口。所述第一設(shè)備和所述第二設(shè)備可以由通過所述第一端口和所述第二端口的電纜連接。所述第二機(jī)箱可以被導(dǎo)電地連接到大地接地(earthground)。所述第二端口上的引腳可以通過靜電放電保護(hù)設(shè)備被連接到所述第二設(shè)備中的隔離接地，以及所述隔離接地可以通過一組電容器被連接到所述第二機(jī)箱。
[0009]根據(jù)另一個方面，本公開涉及一種設(shè)備。所述設(shè)備可以包括機(jī)箱和電路板，在所述機(jī)箱中具有端口。所述機(jī)箱可以被導(dǎo)電地連接到大地接地。所述端口上的引腳可以通過靜電放電保護(hù)設(shè)備被連接到所述電路板上的隔離接地，以及所述隔離接地可以通過一組電容器被連接到所述機(jī)箱。
【附圖說明】
[0010]圖1示出具有兩個機(jī)車的示例性組成部分(consist)的視圖；
[0011]圖2示出一種示例性電氣系統(tǒng)；
[0012]圖3示出圖2的電氣系統(tǒng)的設(shè)備的一種示例性電路板配置。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1示出包括多個機(jī)車120的組成部分100，所述多個包括至少第一和最后一個機(jī)車120。每個機(jī)車120可以包括機(jī)車引擎140。在一個實(shí)施例中，機(jī)車引擎140可以包括單流式二沖程柴油引擎系統(tǒng)。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，每個機(jī)車120還可以例如包括駕駛室(未示出)；用于容納電子設(shè)備的設(shè)施，例如電子儲物柜(未示出)；機(jī)車引擎140的防護(hù)式外殼(未不出)；以及與機(jī)車引擎140結(jié)合使用的發(fā)電機(jī)(未不出)。
[0014]盡管圖1中未示出，但組成部分100可以包括兩個以上機(jī)車120。此外，組成部分100還可以包括各種其它鐵路車輛(例如貨車或客車)，并且可以采用不同的車輛和機(jī)車布置，以便滿足組成部分100的特定使用。在一個實(shí)施例中，組成部分100中的機(jī)車?yán)缤ㄟ^機(jī)車之間的有線或無線連接與彼此通信。此類連接的特定實(shí)例可以包括但不限于有線以太網(wǎng)連接、無線網(wǎng)絡(luò)連接、無線電連接、有線串行或并行數(shù)據(jù)通信連接，或者在操作上鏈接組成部分的相應(yīng)機(jī)車的車載控制和通信系統(tǒng)的其它此類通用通信路徑。
[0015]圖2示出可以在包括機(jī)車120的各種位置中發(fā)現(xiàn)的電氣系統(tǒng)200。電氣系統(tǒng)200可以包括兩個設(shè)備201和202，它們通過電纜223被電連接到彼此。每個設(shè)備201和202可以分別具有機(jī)箱211和212，它們充當(dāng)設(shè)備201和202的組件的金屬屏蔽物或覆蓋物。設(shè)備201和202的每一個可以包括端口(例如，設(shè)備201中的連接器222和設(shè)備202中的連接器224)，它們充當(dāng)設(shè)備201和202的輸入-輸出接口。例如，電纜223可以耦合到連接器222和224。連接器222和224可以是所屬技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何連接器。例如，連接器222和224可以是9引腳連接器，如DB9連接器。示例性地，連接器222和224可以具有護(hù)罩(shrouds)(未示出)，它們將連接器222和224分別導(dǎo)電地連接到機(jī)箱211和212。示例性地，機(jī)箱211和212可以被連接到大地接地。
[0016]電纜223可以在設(shè)備201和202之間運(yùn)送數(shù)據(jù)，并且可以包含導(dǎo)電屏蔽物，該導(dǎo)電屏蔽物通過連接器護(hù)罩和與連接222、224耦合的電纜連接器(未示出)而連接到機(jī)箱211或212。在電纜連接器和連接器222、224之間形成360°連接之后，可以說電氣系統(tǒng)200由單個導(dǎo)電屏蔽表面覆蓋。換言之，可以說整個系統(tǒng)200具有單個導(dǎo)電外殼，該導(dǎo)電外殼提供電磁屏蔽。
[0017]在每個設(shè)備201和202的內(nèi)部，可以具有額外電路，該額外電路處理通過223傳送的數(shù)據(jù)。例如，在設(shè)備201中，示出隔離電路221，該隔離電路221被耦合到連接器222，并且傳送通過電纜223接收或發(fā)送的數(shù)據(jù)。例如，來自隔離電路221的線路CANH可以被連接到連接器222的引腳P1。同樣，來自隔離電路221的線路CANL可以被連接到連接器222的引腳P2。
[0018]隔離電路221可以隔離設(shè)備201的不同部分之間的信號。例如，在TX線路上傳送的信號導(dǎo)致數(shù)據(jù)以差分信號形式(CANH-CANL)從設(shè)備201發(fā)送到數(shù)據(jù)電纜223上。同樣，RX線路響應(yīng)從數(shù)據(jù)電纜223并且通過隔離電路221傳入的差分?jǐn)?shù)據(jù)(CANH-CANL)。此外，隔離