CN207967928U - 一种485隔离耐高压保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种485隔离耐高压保护电路，包括隔离电源模块电路、光电隔离模块电路、485芯片基本电路、485芯片控制信号反转电路、抑制脉冲群干扰电路、防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路。隔离电源模块电路用于为其他电路供电，光电隔离模块电路和485芯片控制信号反转电路分别与485芯片基本电路连接，抑制脉冲群干扰电路的一端与485芯片基本电路连接，抑制脉冲群干扰电路的另一端依次级联所述防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路。本实用新型解决了市场上缺少485的耐高压保护电路，或保护电路成本高、不稳定的问题。

Description

一种485隔离耐高压保护电路

技术领域

本实用新型属于有线通信技术领域，特别涉及了一种485隔离耐高压保护电路。

背景技术

485总线通信是工业控制领域的一种现场通信总线，将现场部分设备连接至485总线上，通过485总线将所有设备数据上传至服务器，方便几种查看现场每个设备参数集设备运行情况。故现场485无故障通讯尤为重要，工业现场由于设备较多，现场运行环境复杂，对通信线存在干扰，故需要对485通信进行保护，防止485电路出现通讯故障；同时，因现场施工人员专业水平层次相差较大，有时会出现把485线接至高压部分损坏485芯片情况。而现有市面上的485很少有保护电路，更没有485耐高压防护电路，即使有保护电路，保护电路实现时成本较高，不稳定，且达不到预期的保护效果，不能满足需求。

实用新型内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本实用新型旨在提供一种485隔离耐高压保护电路，解决了市场上缺少485的耐高压保护电路，或保护电路成本高、不稳定的问题。

为了实现上述技术目的，本实用新型的技术方案为：

一种485隔离耐高压保护电路，包括隔离电源模块电路、光电隔离模块电路、485芯片基本电路、485芯片控制信号反转电路、抑制脉冲群干扰电路、防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路；所述隔离电源模块电路用于为其他电路供电，所述光电隔离模块电路和485芯片控制信号反转电路分别与485芯片基本电路连接，所述抑制脉冲群干扰电路的一端与485芯片基本电路连接，抑制脉冲群干扰电路的另一端依次级联所述防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路；所述光电隔离电路包括第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器的输入端与485芯片基本电路连接，第一光耦合器的输出端与控制器的数据接收端连接，第二耦合器的输入端与控制器的数据发送端连接，第二耦合器的输出端与485芯片基本电路连接。

基于上述技术方案的优选方案，所述485芯片基本电路包括485芯片、第五电容、第一电阻和第八电阻，所述485芯片采用MAX3085ESA芯片；所述485芯片的6脚经第一电阻与供电端485_5V连接，485芯片的7脚经第八电阻接地，485芯片的8脚接供电端485_5V，485芯片的5脚接地，第五电容的一端与供电端485_5V连接，第五电容的另一端接地。

基于上述技术方案的优选方案，所述光电隔离模块电路还包括第三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电阻和第九电阻，所述第一光耦合器和第二光耦合器采用PS2501L-1-E3K芯片，第一光耦合器的1脚经第四电阻与485芯片的1脚连接，第一光耦合器的1脚连接供电端485_5V，第一光耦合器的2脚经第六电阻与485芯片的1脚连接，第一光耦合器的3脚接地，第一光耦合器的4脚连接控制器的数据接收端MCU_RXD，第一光耦合器的4脚经第三电阻接入VCC_3.3V，第二光耦合器的1脚接入VCC_3.3V，第二光耦合器的2脚经第九电阻与控制器的数据发送端MCU_TXD连接，第二光耦合器的3脚接地，第二光耦合器的4脚连接485芯片的4脚，第二光耦合器的4脚经第七电阻与供电端485_5V连接。

基于上述技术方案的优选方案，所述485芯片控制信号反转电路包括第二电阻、第五电阻和第一三极管，所述第一三极管的基极经第二电阻与第二光耦合器的4脚连接，第一三极管的发射极连接供电端485_5V，第一三极管的集电极连接485芯片的2脚和3脚，第一三极管的集电极经第五电阻接地。

基于上述技术方案的优选方案，所述抑制脉冲群干扰电路包括第三～第五瞬态抑制二极管，其中第三瞬态抑制二极管为双向瞬态抑制二极管，所述第三瞬态抑制二极管的两端分别连接485芯片的6脚和7脚，第四瞬态抑制二极管的阴极连接485芯片的7脚，第四瞬态抑制二极管的阳极接地，第五瞬态抑制二极管的阴极连接485芯片的6脚，第五瞬态抑制二极管的阳极接地。

基于上述技术方案的优选方案，所述防止高压接入电路包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，第一热敏电阻一端连接第五瞬态抑制二极管的阴极，第一热敏电阻的另一端连接防雷电路，第二热敏电阻的一端连接第四瞬态抑制二极管的阴极，第二热敏电阻的另一端连接防雷电路。

基于上述技术方案的优选方案，所述防雷电路包括型号为WR7650的防雷管，该防雷管的1脚接地，防雷管的2脚连接第一热敏电阻、高频骚扰抑制电路和485_A，防雷管的3脚连接第二热敏电阻、高频骚扰抑制电路和485_B。

基于上述技术方案的优选方案，所述高频骚扰抑制电路包括第一磁珠和第二磁珠，第一磁珠的一端连接防雷管的2脚，第一磁珠的另一端接至接线端子的1脚，第二磁珠的一端连接防雷管的3脚，第二磁珠的另一端接至接线端子的2脚。

基于上述技术方案的优选方案，所述隔离电源模块电路包括电源模块、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管、第一～第四电容，所述电源模块采用DY05S05-1W芯片，第一电容和第四电容为有极性电容；第三电容与第四电容并联，第四电容的正极连接VCC_5V，第四电容的负极接地，第二瞬态抑制抑制二极管的阴极连接第四电容的正极，第二瞬态抑制二极管的阳极接地，电源模块的1脚连接第二瞬态抑制二极管的阴极，电源模块的2脚接地，第一电容与第二电容并联，第一电容的正极连接供电端485_5V，第一电容的负极接地，第一瞬态抑制二极管的阴极连接第一电容的正极，第一瞬态抑制二极管的阳极接地，电源模块的6脚连接第一电容的正极，电源模块的4脚接地。

采用上述技术方案带来的有益效果：

(1)本实用新型增加了485芯片控制信号反转电路，利用三极管特性实现信号反转，使光电隔离模块电路只需要2个光耦合器，而传统保护电路需要3个光耦合器，节省了1个光耦合器，降低了成本；

(2)本实用新型对485高压接入保护效果好，第一、第二热敏电阻与第三～第五瞬态抑制二极管的组合使用，可以实现高压保护功能，防止外界高压对485芯片的冲击；同时，外界高压撤除后，电路可以正常恢复使用；

(3)本实用新型中光电隔离模块电路中的第四电阻对电源脉冲群有抑制作用，可以提高整个485电路的抗脉冲群干扰水平；

(4)本实用新型通过对485进行保护，有效保证了现场485长期通讯的稳定性，降低运维成本。

附图说明

图1是本实用新型的总电路图。

标号说明：U1：电源模块；U2：第一光耦合器；U3：485芯片；U4：第二光耦合器；B1：防雷管；C1～C5：第一～第五电容；R1～R9：第一～第九电阻；TVS1～TVS5：第一～第五瞬态抑制二极管；PTC1、PTC2：第一、第二热敏电阻；L1、L2：第一、第二磁珠；P1：接线端子。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

一种485隔离耐高压保护电路，如图1所示，包括隔离电源模块电路、光电隔离模块电路、485芯片基本电路、485芯片控制信号反转电路、抑制脉冲群干扰电路、防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路。隔离电源模块电路用于为其他电路供电。光电隔离模块电路主要是将控制器端信号与485端信号进行隔离，保护控制器不受外界干扰，提高控制器的抗干扰能力。485芯片基本电路配置上拉和下拉电阻，保持默认电平。485芯片控制信号反转电路通过三极管反向功能控制485芯片的收发信号线，比传统485保护电路节省1个光耦。抑制脉冲群干扰电路是利用TVS管来抑制485线上的电平。防止高压接入电路和抑制脉冲群干扰电路级联使用，高压接入时TVS管导通，电路电流增大，热敏电阻阻值变大，从而进行保护。防雷电路采用空气放电管将能量卸放至大地中。高频骚扰抑制电路采用磁珠对高频干扰进行滤处。

如图1所示，隔离电源模块电路包括电源模块U1、第一瞬态抑制二极管TVS1、第二瞬态抑制二极管TVS2、第一～第四电容C1～C4。电源模块U1采用DY05S05-1W芯片，第一电容C1和第四电容C4为有极性电容，第三电容C3与第四电容C4并联，第四电容C4的正极连接VCC_5V，第四电容C4的负极接地，第二瞬态抑制抑制二极管TVS2的阴极连接第四电容C4的正极，第二瞬态抑制二极管TVS2的阳极接地，电源模块U1的1脚连接第二瞬态抑制二极管TVS2的阴极，电源模块U1的2脚接地，第一电容C1与第二电容C2并联，第一电容C1的正极连接供电端485_5V，第一电容C1的负极接地，第一瞬态抑制二极管TVS1的阴极连接第一电容的正极，第一瞬态抑制二极管TVS1的阳极接地，电源模块U1的6脚连接第一电容C1的正极，电源模块U1的4脚接地。

如图1所示，485芯片基本电路包括485芯片U3、第五电容C5、第一电阻R1和第八电阻R8，485芯片U3采用MAX3085ESA芯片。485芯片U3的6脚经第一电阻R1与供电端485_5V连接，485芯片U3的7脚经第八电阻R8接地，485芯片U3的8脚接供电端485_5V，485芯片U3的5脚接地，第五电容C5的一端与供电端485_5V连接，第五电容C5的另一端接地。

如图1所示，光电隔离模块电路包括第一光耦合器U2、第二光耦合器U4、第三电阻R3、第四电阻R4、第六电阻R6、第七电阻R7和第九电阻R9。第一光耦合器U2和第二光耦合器U4采用PS2501L-1-E3K芯片，第一光耦合器U2的1脚经第四电阻R4与485芯片U3的1脚连接，第一光耦合器U2的1脚连接供电端485_5V，第一光耦合器U2的2脚经第六电阻R6与485芯片U3的1脚连接，第一光耦合器U2的3脚接地，第一光耦合器U2的4脚连接控制器的数据接收端MCU_RXD，第一光耦合器U2的4脚经第三电阻R3接入VCC_3.3V，第二光耦合器U4的1脚接入VCC_3.3V，第二光耦合器U4的2脚经第九电阻R9与控制器的数据发送端MCU_TXD连接，第二光耦合器U4的3脚接地，第二光耦合器U4的4脚连接485芯片U3的4脚，第二光耦合器U4的4脚经第七电阻R7与供电端485_5V连接。其中，第四电阻R4对电源脉冲群有抑制作用，可以提高整个485电路的抗脉冲群干扰水平。

如图1所示，485芯片控制信号反转电路包括第二电阻R2、第五电阻R5和第一三极管Q1。第一三极管Q1的基极经第二电阻R2与第二光耦合器U4的4脚连接，第一三极管Q1的发射极连接供电端485_5V，第一三极管Q1的集电极连接485芯片U3的2脚和3脚，第一三极管Q1的集电极经第五电阻R5接地。

如图1所示，抑制脉冲群干扰电路包括第三～第五瞬态抑制二极管TVS3～TVS5，其中第三瞬态抑制二极管TVS3为双向瞬态抑制二极管，第三瞬态抑制二极管TVS3的两端分别连接485芯片U3的6脚和7脚，第四瞬态抑制二极管TVS4的阴极连接485芯片U3的7脚，第四瞬态抑制二极管TVS4的阳极接地，第五瞬态抑制二极管TVS5的阴极连接485芯片U3的6脚，第五瞬态抑制二极管TVS5的阳极接地。

如图1所示，防止高压接入电路包括第一热敏电阻PTC1和第二热敏电阻PTC2，第一热敏电阻PTC1一端连接第五瞬态抑制二极管TVS5的阴极，第一热敏电阻PTC1的另一端连接防雷电路，第二热敏电阻PTC2的一端连接第四瞬态抑制二极管TVS4的阴极，第二热敏电阻TVS4的另一端连接防雷电路。

如图1所示，防雷电路包括型号为WR7650的防雷管B1，该防雷管B1的1脚接地，防雷管B1的2脚连接第一热敏电阻PTC1、高频骚扰抑制电路和485_A(485总线中的A线)，防雷管B1的3脚连接第二热敏电阻PTC2、高频骚扰抑制电路和485_B(485总线中的B线)。

如图1所示，高频骚扰抑制电路包括第一磁珠L1和第二磁珠L2，第一磁珠L1的一端连接防雷管B1的2脚，第一磁珠L1的另一端接至接线端子P1的1脚，第二磁珠L2的一端连接防雷管B1的3脚，第二磁珠L2的另一端接至接线端子P1的2脚。

实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (9)

1.一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：包括隔离电源模块电路、光电隔离模块电路、485芯片基本电路、485芯片控制信号反转电路、抑制脉冲群干扰电路、防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路；所述隔离电源模块电路用于为其他电路供电，所述光电隔离模块电路和485芯片控制信号反转电路分别与485芯片基本电路连接，所述抑制脉冲群干扰电路的一端与485芯片基本电路连接，抑制脉冲群干扰电路的另一端依次级联所述防止高压接入电路、防雷电路和高频骚扰抑制电路；所述光电隔离模块电路包括第一光耦合器和第二光耦合器，第一光耦合器的输入端与485芯片基本电路连接，第一光耦合器的输出端与控制器的数据接收端连接，第二耦合器的输入端与控制器的数据发送端连接，第二耦合器的输出端与485芯片基本电路连接。

2.根据权利要求1所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述485芯片基本电路包括485芯片、第五电容、第一电阻和第八电阻，所述485芯片采用MAX3085ESA芯片；所述485芯片的6脚经第一电阻与供电端485_5V连接，485芯片的7脚经第八电阻接地，485芯片的8脚接供电端485_5V，485芯片的5脚接地，第五电容的一端与供电端485_5V连接，第五电容的另一端接地。

3.根据权利要求2所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述光电隔离模块电路还包括第三电阻、第四电阻、第六电阻、第七电阻和第九电阻，所述第一光耦合器和第二光耦合器采用PS2501L-1-E3K芯片，第一光耦合器的1脚经第四电阻与485芯片的1脚连接，第一光耦合器的1脚连接供电端485_5V，第一光耦合器的2脚经第六电阻与485芯片的1脚连接，第一光耦合器的3脚接地，第一光耦合器的4脚连接控制器的数据接收端MCU_RXD，第一光耦合器的4脚经第三电阻接入VCC_3.3V，第二光耦合器的1脚接入VCC_3.3V，第二光耦合器的2脚经第九电阻与控制器的数据发送端MCU_TXD连接，第二光耦合器的3脚接地，第二光耦合器的4脚连接485芯片的4脚，第二光耦合器的4脚经第七电阻与供电端485_5V连接。

4.根据权利要求3所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述485芯片控制信号反转电路包括第二电阻、第五电阻和第一三极管，所述第一三极管的基极经第二电阻与第二光耦合器的4脚连接，第一三极管的发射极连接供电端485_5V，第一三极管的集电极连接485芯片的2脚和3脚，第一三极管的集电极经第五电阻接地。

5.根据权利要求2所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述抑制脉冲群干扰电路包括第三～第五瞬态抑制二极管，其中第三瞬态抑制二极管为双向瞬态抑制二极管，所述第三瞬态抑制二极管的两端分别连接485芯片的6脚和7脚，第四瞬态抑制二极管的阴极连接485芯片的7脚，第四瞬态抑制二极管的阳极接地，第五瞬态抑制二极管的阴极连接485芯片的6脚，第五瞬态抑制二极管的阳极接地。

6.根据权利要求5所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述防止高压接入电路包括第一热敏电阻和第二热敏电阻，第一热敏电阻一端连接第五瞬态抑制二极管的阴极，第一热敏电阻的另一端连接防雷电路，第二热敏电阻的一端连接第四瞬态抑制二极管的阴极，第二热敏电阻的另一端连接防雷电路。

7.根据权利要求6所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述防雷电路包括型号为WR7650的防雷管，该防雷管的1脚接地，防雷管的2脚连接第一热敏电阻、高频骚扰抑制电路和485_A，防雷管的3脚连接第二热敏电阻、高频骚扰抑制电路和485_B。

8.根据权利要求7所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述高频骚扰抑制电路包括第一磁珠和第二磁珠，第一磁珠的一端连接防雷管的2 脚，第一磁珠的另一端接至接线端子的1脚，第二磁珠的一端连接防雷管的3脚，第二磁珠的另一端接至接线端子的2脚。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述一种485隔离耐高压保护电路，其特征在于：所述隔离电源模块电路包括电源模块、第一瞬态抑制二极管、第二瞬态抑制二极管、第一～第四电容，所述电源模块采用DY05S05-1W芯片，第一电容和第四电容为有极性电容；第三电容与第四电容并联，第四电容的正极连接VCC_5V，第四电容的负极接地，第二瞬态抑制抑制二极管的阴极连接第四电容的正极，第二瞬态抑制二极管的阳极接地，电源模块的1脚连接第二瞬态抑制二极管的阴极，电源模块的2脚接地，第一电容与第二电容并联，第一电容的正极连接供电端485_5V，第一电容的负极接地，第一瞬态抑制二极管的阴极连接第一电容的正极，第一瞬态抑制二极管的阳极接地，电源模块的6脚连接第一电容的正极，电源模块的4脚接地。