CN201742427U - 智能保护接口电路 - Google Patents

Abstract

智能保护接口电路，涉及一种接口电路。现有的保护电路主要是针对电源保护，一旦错接线或短接线，将出现接口电路通讯错误、与接口电路连接的下位机损坏等情况的发生。本实用新型包括通讯电路、电源电路，其特征在于：电源电路包括防反接电路、分压电路和电源开通电路；所述的电源开通电路与通讯电路之间设有第一二极管(D1)；通讯电路包括上位机信号发送或接收电路、下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路，所述的上位机信号发送或接收电路与下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路之间分别设有第一三极管和第二三极管。本技术方案能进行保护处理，避免错误通讯；同时减少对下位机电路的损害。

Description

智能保护接口电路

技术领域

本实用新型涉及一种接口电路，尤指单线通讯接口电路。

背景技术

接口电路连接上位机及下位机以实现两者的通讯。接口电路保护是关系到电路板的可靠稳定运行，因而，需要对接口电路进行保护。现有的保护电路主要是针对电源保护，一旦错接线或短接线，将出现接口电路通讯错误、与接口电路连接的下位机损坏等情况的发生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种智能保护接口电路，以达到接口电路安全稳定运行的目的。为此，本实用新型采取以下技术方案：

智能保护接口电路，包括通讯电路、为通讯电路及下位机供电的电源电路，所述的通讯电路设上位机信号发送或接收端、下位机信号接收或反馈端及下位机信号发送端；所述的电源电路设高压电源输入端、下位机电源输入端、高压电源接地端；其特征在于：所述的电源电路包括防反接电路、分压电路和电源开通电路；所述的电源开通电路与通讯电路之间设有控制电流流向的第一二极管；所述的通讯电路包括上位机信号发送或接收电路、下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路，所述的上位机信号发送或接收电路与下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路之间分别设有第一三极管和第二三极管。防反接电路保证接入的电压为正；分压电路为通讯电路提供合适电压，电源开通电路将从高压电源输入端接入的电源供给后续的所有电路。第一二极管对电路进行反向保护，防止因电源线和信号信的反接而使高压电通过通讯电路进入下位机电源输入端而损坏下位机。第一三极管和第二三极管用于通讯连接，同时保证各通讯电路的电压不受影响，防止高压电通过三极管进入通讯电路中的下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路，避免高压电对下位机电路产生影响，保证不同通讯电路能独立正常工作；三极管管脚间电压的变化，决定三极管的导通情况，从而控制上位机信号发送或接收端、下位机信号接收或反馈端的电压，从而保证通讯的正常。在下位机发送信息给上位机时，电压信号由下位机信号发送端进入，上位机通过上位机信号发送或接收端接收电压信号，同时电压信号通过上位机信号发送或接收电路、下位机信号接收或反馈电路反馈给下位机，如果这个反馈信号与发送信号相同，则表示发送成功，上位机收信号后给应答信息，若该应答信息符合协议，则认为接收成功，可以开始发送其他数据。当上位机信号发送或接收端与上位机断开时或无高压电源接入无高压电源输入端或下位机电源输入端或高压电源接地端没接地，则下位机信号接收或反馈端无电压信号反馈，防止错发等情况发生。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征：

所述的第一三极管为NPN三极管，其基极与下位机信号发送电路连接，发射极与高压电源接地端连接，集电极与上位机信号发送或接收电路连接；所述的第二三极管为PNP三极管，其基极与上位机信号发送或接收电路连接，发射极与低压电源连接，集电极与下位机信号接收或反馈电路连接。

所述的电源电路的防反接电路包括与高压电源输入端连接的第二二极管；电源电路的分压电路包括首端与第一二极管连接的第一电阻、首端与第一电阻末端连接且末端接地的第二电阻，其中，第二电阻的首端与上位机信号发送或接收电路连接；电源电路的电源开通电路包括首端与防反接电路连接的第三电阻、首端与第三电阻末端连接且末端接地的第四电阻、与第四电阻并联的第一电容及跨接于第三电阻的场效应管，其中，场效应管的漏极与第三电阻的首端连接，栅极与第三电阻末端连接，源极与下位机电源输入端及第一二极管的首端连接。

通讯电路的上位机信号发送或接收电路包括首端与上位机信号发送或接受端连接的第五电阻及首端与第五电阻连接的第六电阻；其中，第五电阻的首端与第一电阻的末端连接，末端与第一通讯三极管的集电极连接；第六电阻的首端与第一三极管的集电极连接，末端与第二三极管的基极连接。

所述的第六电阻的末端设有接地的第四电容。

下位机信号发送电路包括首端与下位机信号发送端连接的第七电阻、首端与第七电阻末端连接且末端接地的第八电阻、与第八电阻并联的第二电容，其中，第八电阻首端与第一三极管的基极连接。

下位机信号接收或反馈电路包括首端与下位机信号接收或反馈端连接的第九电阻、首端与第九电阻末端连接且末端接地的第十电阻、与第十电阻并联的第三电容，所述的第十电阻的首端与第二三极管的集电极连接。

有益效果：上位机信号发送或接收端、高压电源输入端、高压电源接地端三端子错接、短接对接口电路都没有影响，接口电路能进行保护处理，避免错误通讯；同时减少对下位机电路的损害。

附图说明

图1是本实用新型线路图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

本实用新型包括通讯电路、为通讯电路及下位机供电的电源电路，通讯电路设上位机信号发送或接收端TX、下位机信号接收或反馈端SINGIN及下位机信号发送端SINGOUT；电源电路设高压电源输入端VM、下位机电源输入端T、高压电源接地端GND；电源电路包括防反接电路、分压电路和电源开通电路；电源开通电路与通讯电路之间设有控制电流流向的第一二极管D1；通讯电路包括上位机信号发送或接收电路、下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路，上位机信号发送或接收电路与下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路之间分别设有第一三极管Q1和第二三极管Q2。其中第一三极管Q1为NPN三极管，基极与下位机信号发送电路连接，发射极与高压电源接地端GND连接，集电极与上位机信号发送或接收电路连接；第二三极管Q2为PNP三极管，其基极与上位机信号发送或接收电路连接，发射极与低压电源连接，集电极与下位机信号接收或反馈电路连接。

电源电路的防反接电路包括与高压电源输入端VM连接的第二二极管D2；电源电路的分压电路包括首端与第一二极管D1连接的第一电阻R1、首端与第一电阻R1末端连接且末端接地的第二电阻R2，其中，第二电阻R2的首端与上位机信号发送或接收电路连接；电源电路的电源开通电路包括首端与防反接电路连接的第三电阻R3、首端与第三电阻R3末端连接且末端接地的第四电阻R4、与第四电阻R4并联的第一电容C1及跨接于第三电阻R3的场效应管，其中，场效应管的漏极与第三电阻R3的首端连接，栅极与第三电阻R3末端连接，源极与下位机电源输入端T及第一二极管D1的首端连接。

通讯电路的上位机信号发送或接收电路包括首端与上位机信号发送或接收端TX连接的第五电阻R5及首端与第五电阻R5连接的第六电阻R6；其中，第五电阻R5的首端与第一电阻R1的末端连接，末端与第一三极管Q1的集电极连接；第六电阻R6的首端与第一三极管Q1的集电极连接，末端与第二三极管Q2的基极连接。第六电阻R6的末端设有接地的第四电容C4。

下位机信号发送电路包括首端与下位机信号发送端SINGOUT连接的第七电阻R7、首端与第七电阻R7末端连接且末端接地的第八电阻R8、与第八电阻R8并联的第二电容C2，其中，第八电阻R8首端与第一三极管Q1的基极连接。

下位机信号接收或反馈电路包括首端与下位机信号接收或反馈端SINGIN连接的第九电阻R9、首端与第九电阻R9末端连接且末端接地的第十电阻R10、与第十电阻R10并联的第三电容C3，第十电阻R10的首端与第二三极管Q2的集电极连接。

工作情况：

1、接口电路正常工作。开关K1合上，上电，电流通过电阻R3，场效应管FET1导通，建立稳定的电位。同时检测VM和GND连接情况；场效应管FET1在正常的偏置下开通，并把电源通过下位机电源输入端T供给下位机和通讯电路的后续所有电路。给上位机发送信号时，通过SINGOUT控制信号线TX的电平(SINGOUT和TX为反相信号)，同时，发送的信号又经第一三极管Q1、第二三极管Q2，由下位机信号接收或反馈端SINGIN读回，以验证发送是否正确，同时上位机接收到信号后通过TX给下位机信号接收或反馈端SINGIN返回一个反馈信号，如果这个反馈信号是协议约定的有效信号，则表示设备连通成功，可以开始发送其他数据。

2、接口电路的输入端接线出现问题时，通过下表分析各异常情况对接口电路或下位机影响。

上电检测(异常情况分析简表)：0表示断，1表示连

综上可得上位机信号发送或接收端TX、高压电源输入端VM、高压电源接地端GND三端子错接、短接对接口电路都没有影响，接口电路能进行保护处理，避免错误通讯；同时减少对下位机电路的损害。

以上图1所示的智能保护接口电路是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (7)

1.智能保护接口电路，包括通讯电路、为通讯电路及下位机供电的电源电路，所述的通讯电路设上位机信号发送或接收端(TX)、下位机信号接收或反馈端(SINGIN)及下位机信号发送端(SINGOUT)；所述的电源电路设高压电源输入端(VM)、下位机电源输入端(T)、高压电源接地端(GND)；其特征在于：所述的电源电路包括防反接电路、分压电路和电源开通电路；所述的电源开通电路与通讯电路之间设有控制电流流向的第一二极管(D1)；所述的通讯电路包括上位机信号发送或接收电路、下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路，所述的上位机信号发送或接收电路与下位机信号发送电路及下位机信号接收或反馈电路之间分别设有第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)。

2.根据权利要求1所述的智能保护接口电路，其特征在于：所述的第一三极管(Q1)为NPN三极管，其基极与下位机信号发送电路连接，发射极与高压电源接地端(GND)连接，集电极与上位机信号发送或接收电路连接；所述的第二三极管(Q2)为PNP三极管，其基极与上位机信号发送或接收电路连接，发射极与低压电源连接，集电极与下位机信号接收或反馈电路连接。

3.根据权利要求2所述的智能保护接口电路，其特征在于：所述的电源电路的防反接电路包括与高压电源输入端(VM)连接的第二二极管(D2)；电源电路的分压电路包括首端与第一二极管(D1)连接的第一电阻(R1)、首端与第一电阻(R1)末端连接且末端接地的第二电阻(R2)，其中，第二电阻(R2)的首端与上位机信号发送或接收电路连接；电源电路的电源开通电路包括首端与防反接电路连接的第三电阻(R3)、首端与第三电阻(R3)末端连接且末端接地的第四电阻(R4)、与第四电阻(R4)并联的第一电容(C1)及跨接于第三电阻(R3)的场效应管(FET1)，其中，场效应管(FET1)的漏极与第三电阻(R3)的首端连接，栅极与第三电阻(R3)末端连接，源极与下位机电源输入端(T)及第一二极管(D1)的首端连接。

4.根据权利要求3所述的智能保护接口电路，其特征在于：通讯电路的上位机信号发送或接收电路包括首端与上位机信号发送或接收端(TX)连接的第五电阻(R5)及首端与第五电阻(R5)连接的第六电阻(R6)；其中，第五电阻(R5)的首端与第一电阻(R1)的末端连接，末端与第一三极管(Q1)的集电极连接；第六电阻(R6)的首端与第一三极管(Q1)的集电极连接，末端与第二三极管(Q2)的基极连接。

5.根据权利要求4所述的智能保护接口电路，其特征在于：所述的第六电阻(R6)的末端设有接地的第四电容(C4)。

6.根据权利要求2-5任一权利要求所述的智能保护接口电路，其特征在于：下位机信号发送电路包括首端与下位机信号发送端(SINGOUT)连接的第七电阻(R7)、首端与第七电阻(R7)末端连接且末端接地的第八电阻(R8)、与第八电阻(R8)并联的第二电容(C2)，其中，第八电阻(R8)首端与第一三极管(Q1)的基极连接。

7.根据权利要求6所述的智能保护接口电路，其特征在于：下位机信号接收或反馈电路包括首端与下位机信号接收或反馈端(SINGIN)连接的第九电阻(R9)、首端与第九电阻(R9)末端连接且末端接地的第十电阻(R10)、与第十电阻(R10)并联的第三电容(C3)，所述的第十电阻(R10)的首端与第二三极管(Q2)的集电极连接。

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