CN202696137U

CN202696137U - 一种计算机rs485接口保护电路

Info

Publication number: CN202696137U
Application number: CN 201220209319
Authority: CN
Inventors: 于东升
Original assignee: BEIJING BEIBIAN ZHIDA TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: BEIJING BEIBIAN ZHIDA TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-05-10

Abstract

本实用新型是有关于一种计算机RS485接口保护电路，包括隔离芯片、RS485电平转换芯片、共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路。本实用新型采用电气隔离、浮地设计，能自适应现场RS485总线的地平面；有浪涌保护和瞬态抑制设计，可有效适应现场恶劣电磁环境；正确使用本实用新型接口保护电路后，可大大提高RS485接口的安全性，以及系统的可靠性。

Description

一种计算机RS485接口保护电路

技术领域

本实用新型涉及串口通信领域的接口技术，特别是涉及一种计算机RS485接口保护电路。

背景技术

在工业应用中，大量设备使用成本较低的RS485串口作为其智能通信接口。由于现场电磁环境恶劣、设备在长期运行时RS485接口很容易烧毁，给设备的维护管理带来了很大的麻烦。

RS485接口的损坏，一般与现场的通信参考地平面、RS485总线的铺设、RS485总线是否使用屏蔽、RS485接口是否有隔离和保护设计有关。

而由于设备生产厂家众多，各家RS485总线接口通信参考地设计上也不尽同。但由于成本的关系，现场RS485设备一般都要组网连接。但由于设备众多，比较分散，其通信参考地平面往往差异很大，有的甚至超出RS485总线的允许范围。

由此可见，上述现有的RS485接口在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种可以隔离RS485综合接口电路，通过浮地的设计方式，避免RS485接口芯片损坏，尤其适合在电磁环境比较恶劣、现场连接大量设备、接地比较复杂的工业现场使用的新型结构的计算机RS485接口保护电路，实属当前业界极需改进的目标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种计算机RS485接口保护电路，使其可以隔离RS485综合接口电路，通过浮地的设计方式，避免RS485接口芯片损坏，尤其适合在电磁环境比较恶劣、现场连接大量设备、接地比较复杂的工业现场使用，从而克服现有的RS485接口的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型一种计算机RS485接口保护电路，包括隔离芯片、RS485电平转换芯片、共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路。

作为本实用新型的一种改进，所述的共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路之间还连接有总线电平保持电路。

所述的总线电平保持电路包括分别与一条RS485信号线连接并接地的上拉电阻R1和下拉电阻R2，以及连接在两条RS485信号线之间的阻抗匹配电阻R3。

所述的阻抗匹配电阻R3为120欧。

所述的隔离芯片包括串口信号发送端口、串口信号接收端口以及控制RS485总线收发方向的控制端口。

所述的共模差模浪涌保护电路包括安规电容C1、C2、C3，其中：C1、C2串接于RS485的两条信号线之间，并在C1、C2之间接地；C3与C1、C2并联连接于RS485的两条信号线之间。

所述的共模差分瞬态保护电路包括瞬态抑制二极管F1、F2、D1、D2、D3，其中：F1、F2分别串接在RS485的一条信号线上；D1、D2分别与RS485的一条信号线连接，并接地；D3连接于RS485的两条信号线之间。

所述的隔离芯片采用ADUM6401芯片。

所述的RS485电平转换芯片采用SN75176芯片。

所述的隔离芯片隔离耐压DC 2KV以上。

采用这样的结构后，本实用新型至少具有以下有益效果：

1、RS485接口电气隔离，采用浮地设计，能自适应现场RS485总线的地平面；

2、RS485接口有浪涌保护和瞬态抑制设计，可有效适应现场恶劣电磁环境；

3、正确使用本实用新型接口保护电路后，可大大提高RS485接口的安全性，以及系统的可靠性。

如上所述，本实用新型提供了一种RS485综合接口保护电路，可以对RS485的总线接口进行保护，以适应现场恶劣的电磁环境。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型一种计算机RS485接口保护电路的电路框图。

图2是本实用新型一种计算机RS485接口保护电路的电路原理图。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，本实用新型一种计算机RS485接口保护电路，包括隔离芯片、RS485电平转换芯片、共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路，并可在共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路之间连接有总线电平保持电路。

其中，隔离芯片U2优选磁隔离芯片ADUM6401，要求隔离耐压DC 2KV以上，并包括串口信号发送端口、串口信号接收端口以及与CPU的一个GPIO连接可以控制RS485总线收发方向的控制端口。

RS485电平转换芯片U1优选SN75176芯片。

共模差分瞬态保护电路包括瞬态抑制二极管F1、F2、D1、D2、D3，主要作用是对RS485电平转换芯片保护。其中，F1、F2分别串接在RS485的一条信号线上，D1、D2分别与RS485的一条信号线连接并接地，D3连接于RS485的两条信号线之间，D1、D2、D3瞬态抑制电压6.0V，正温度系数的自恢复保险丝TC保护电流为120mA。

共模差模浪涌保护电路包括安规电容C1、C2、C3，要求耐压2KV参数为2KV，主要用来把RS485总线引入的浪涌干扰，通过C1、C2泄放到保护地上，保护地要求必须与现场的安全地可靠连接。其中，C1、C2串接于RS485的两条信号线之间，并在C1、C2之间接地，C3与C1、C2并联连接于RS485的两条信号线之间。

总线电平保持电路包括分别与一条RS485信号线连接并接地的上拉电阻R1和下拉电阻R2，以及连接在两条RS485信号线之间的阻抗匹配电阻R3。其中，R1、R2主要作用是在RS485总线的上下拉时保持总线状态；R3的作用是阻抗匹配，抑制干扰，采用120欧的阻抗匹配电阻可通过跳线JMP选择是否有效。

工作时，串口发送、接收和控制信号都经过磁隔离芯片隔离后，进入RS485电平转换电路变成隔离RS485电平，RS485隔离信号分别经过共模差模瞬态保护电路、共模差模浪涌保护电路后，与现场其它RS485设备连接。UART发送端口用于输出串口TTL电平信号，经过RS485电平转换芯片把TTL信号转换成RS485信号输出；接收到的RS485信号经过RS485电平转换芯片把RS485电平信号转换成TTL信号，经过隔离转换后，至UART接收端口；控制信号TTL电平信号经过隔离转换后，控制RS485总线的收发方向。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于包括依次连接的隔离芯片、RS485电平转换芯片、共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的共模差分瞬态保护电路和共模差模浪涌保护电路之间还连接有总线电平保持电路。

3.根据权利要求2所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的总线电平保持电路包括分别与一条RS485信号线连接并接地的上拉电阻R1和下拉电阻R2，以及连接在两条RS485信号线之间的阻抗匹配电阻R3。

4.根据权利要求3所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的阻抗匹配电阻R3为120欧。

5.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的隔离芯片包括串口信号发送端口、串口信号接收端口以及控制RS485总线收发方向的控制端口。

6.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的共模差模浪涌保护电路包括安规电容C1、C2、C3，其中：

C1、C2串接于RS485的两条信号线之间，并在C1、C2之间接地；

C3与C1、C2并联连接于RS485的两条信号线之间。

7.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的共模差分瞬态保护电路包括瞬态抑制二极管F1、F2、D1、D2、D3，其中：

F1、F2分别串接在RS485的一条信号线上；

D1、D2分别与RS485的一条信号线连接，并接地；

D3连接于RS485的两条信号线之间。

8.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的隔离芯片采用ADUM6401芯片。

9.根据权利要求1所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的RS485电平转换芯片采用SN75176芯片。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种计算机RS485接口保护电路，其特征在于所述的隔离芯片隔离耐压DC 2KV以上。