CN205792736U - 一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块 - Google Patents

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周厚明
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Abstract

本实用新型公开了一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块，其主要部件由电平转换电路、光耦及串口接口组成,其特征在于：通过电平转换电路在发送线TX,TXD信号上电平转换，然后分别提供给另外一路的三极管正常工作，并且TX,TXD信号通过光耦得到‑TX,‑TXD信号，再将其传输给三极管的B极，在三极管的C极得到RX,RXD信号,最后通过串口接口完成信号的发送和接收。能够经受外部的浪涌，耐压，静电和电快速瞬变脉冲群干扰。本实用新型的以太网接口保护电路具有成本低廉、稳定可靠等优点。

Description

一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块
技术领域
本实用新型涉及通信领域的串口接口电路，更具体的涉及到一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块。
背景技术
串口在数据信息网络中得到了广泛的应用，其具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高等方面的优点。传统的串口接口主要是由串口，电平转换，和信号处理CPU三个部分组成，基本上没有相关得器件对系统进行保护。
由于此接口电路并未对耐压，静电，浪涌，电快速瞬变脉冲群进行防护，而串口设备大多直接裸露在室外，所以采用此接口电路的网络设备的工作就很容易受到耐压，静电，浪涌，电快速瞬变脉冲群的干扰；而应用在工业现场的网络设备，由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣，当耐压，静电，浪涌，电快速瞬变脉冲群干扰产生时，网络设备工作常常会因此失效。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有的传统串口网络设备的不足，而提供的一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块。
一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块，其主要部件由光耦、电平转换及串口接口组成。其接口电路设计如文件1.pdf图所示。
其中设计采用的光耦，实现信号隔离的同时，实现信号传输，并且得到了2500Vrms的耐压隔离，增强了电路的抗干扰能力。
设计采用的光耦，型号为TLP521-1，其具有较强的电压隔离作用，其各种参数能够保证串口的正常通信传输要求。
设计采用的电平转换电路，主要芯片是TC7660，按照该芯片的应用，从传输线上电平转换，将电压提供给PNP三极管1(Q1)、PNP三极管2(Q4)。使得PNP三极管1(Q1)、PNP三极管2(Q4)能够正常的工作，将输入的信号改变方向后，在C极输出。从而将通过光耦隔离传输后反向信号再一次反向后恢复原来的极性。
其具体工作原理为：在正常工作情况下，通过在发送线TX,TXD信号上电平转换，然后分别提供给另外一路的三极管上，让三极管能够正常工作，然后TX,TXD信号通过光耦得
到-TX,-TXD信号，然后将其传输给三极管的B极，在三极管的C极得到RX,RXD信号。在引入了耐压，浪涌，静电，电快速瞬变脉冲群的干扰的时候，主要是通过光耦的隔离将这些干扰隔离于主干系统之外，然后通过AGND这个地线信号将电路中的干扰通过外壳泄放到大地。
基于本实用新型的串口接口保护电路模块既可以实现对雷击浪涌等高能量干扰的抑制，也可实现对静电、电快速瞬变脉冲群等小能量干扰的抑制，并且能够通过耐压安全测试，其具有成本低廉、稳定可靠等优点，具有较好的推广价值。
附图说明
图1是光耦电路结构图。
图2是电平转换电路结构图。
图3是串口接口电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型具有耐压，浪涌，静电，电快速瞬变脉冲群保护功能的串口接口电路集成模块的具体实施方式。
本实用新型耐压，浪涌，静电，电快速瞬变脉冲群保护功能的串口接口电路集成模块中,其主要部件由电平转换模块1(U2)、电平转换模块2(U4)光耦1( U1)、光耦2(U3),信号反向三极管1(Q2)、信号反向三极管2(Q3)、信号反向三极管3(Q5)、信号反向三极管4(Q6)以及串口接口1(J4)组成。在实施例中，串行信号（TXD、RXD）通过光耦1(U1)、耦2(U3)(TLP521-1)实现2500Vrms的耐压隔离，而在图2所示实施例中，电平转换在TX和TXD信号上面转换电平，分别给信号反向三极管1(Q2)、信号反向三极管2(Q3)、信号反向三极管3(Q5)、信号反向三极管4(Q6)提供正常工作的电压，当TX，TXD有信号的时候，通过信号反向三极管1 (Q2)、信号反向三极管2(Q3)、电容1(C4)、电容2(C3)、电容3(C5)、电平转换模块1(U2)和信号反向三极管3(Q5)、信号反向三极管4(Q6)、电容4(C7)、电容5(C6)、电容6(C8)、电平转换模块2(U4)组成的电平转换电路分别转换得V1+,V1-和V2+,V2-，然后分别提供给PNP三极管1(Q1)、PNP三极管2(Q4)三极管正常工作的电压，通过光耦TLP521-1反向得到了TX-和TXD-，然后通过PNP三极管1(Q1)、PNP三极管2(Q4)分别得到接收的信号RX,RXD，从而完成了整个串口信号的发送和接收。而当信号线上引入了耐压，雷击浪涌，静电，电快速瞬变脉冲群等冲击信号时，光耦具有2500Vrms的耐压隔离功能，将这些信号隔离在光耦的一端，使其不能进入系统电路，然后通过地线AGND连接到外壳上面到大地将干扰信号消化，使其不能对系统构成影响，达到了防范的效果。

Claims (3)

1.一种具备电磁干扰防护功能的串行通信接口模块，其主要部件由电平转换电路、光耦及串口接口组成,其特征在于：通过电平转换电路在发送线TX,TXD信号上电平转换，然后分别提供给另外一路的三极管正常工作，并且TX,TXD信号通过光耦得到-TX,-TXD信号，再将其传输给三极管的B极，在三极管的C极得到RX,RXD信号,最后通过串口接口完成信号的发送和接收。
2.根据权利要求1所述的电磁干扰防护功能的串行通信接口模块，其特征在于：电平转换电路从传输线上转换电平，将电压提供给三极管,使得三极管能够正常的工作，从而将输入的信号改变方向后，在发射极输出。
3.根据权利要求1所述的电磁干扰防护功能的串行通信接口模块，其特征在于：所述光耦能够隔离串口接口端过来的高压、浪涌、静电等外界干扰信号;光耦为信号隔离元件，且其杂散电容小于10皮法，能满足RS-232串口通信传输要求。
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Patentee after: Wuhan Maiwei Communications Co., Ltd.

Address before: 430070 Wuhan, East Lake, Hubei New Technology Development Zone, Optics Valley Road 58, Guan Nan Fu Xing medicine garden 6, 9, 08 rooms.

Patentee before: Wuhan macwell Communication Co. Ltd.

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Granted publication date: 20161207

Pledgee: Wuhan area branch of Hubei pilot free trade zone of Bank of China Ltd.

Pledgor: Wuhan Maiwei Communications Co.,Ltd.

Registration number: Y2021420000039

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