CN209233812U - 一种接口电路的防护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种接口电路的防护结构，包括接口电路、电源防护电路、抗干扰防护电路，所述电源防护电路与所述接口电路连接，所述抗干扰防护电路与所述接口电路连接；所述接口电路包括接口、接口驱动芯片，所述接口与接口驱动芯片的输出端连接，所述接口驱动芯片分别与电源防护电路、抗干扰防护电路连接；本实用新型由电源防护电路对接口电路实现电源防护，由抗干扰防护电路对接口电路实现抗干扰防护，从而保证接口电路的正常工作，提高接口电路的使用寿命，降低接口电路的更换成本。

Description

一种接口电路的防护结构

技术领域

本实用新型涉及接口电路技术领域，特别涉及一种接口电路的防护结构。

背景技术

目前的接口电路中存在以下隐患，当使用者故意或偶然将高压引入接口电路时，很容易对接口电路以及与接口电路连接的外部设备造成破坏，此外，现有的接口电路其抗干扰能力差。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种接口电路的防护结构,其实现电源防护，且抗干扰能力好。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种接口电路的防护结构，包括接口电路、电源防护电路、抗干扰防护电路，所述电源防护电路与所述接口电路连接，所述抗干扰防护电路与所述接口电路连接；

所述接口电路包括接口、接口驱动芯片，所述接口与接口驱动芯片的输出端连接，所述接口驱动芯片分别与电源防护电路、抗干扰防护电路连接；

所述抗干扰防护电路包括第一光电隔离器、第二光电隔离器、第一三极管、第二三极管，所述第一三极管的发射极连接第一光电隔离器的输入端，所述第一光电隔离器的输出端与接口驱动芯片的输入端连接，所述第一三极管的集电极接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极接第二光电隔离器的输入端，所述第二光电隔离器的输出端接接口驱动芯片的另一输入端。

优选的是，所述电源防护电路包括电压跟随电路、三极管电路、电压比较电路，所述电压跟随电路的输入端连接输入电压，所述电压跟随电路的输出端连接三极管电路的输入端，所述三极管电路的输出端连接电压比较电路的输入端，所述电压比较电路的输出端连接接口驱动芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述电压跟随电路包括运算放大器、第一电阻，所述运算放大器的同相输入端接第一电阻的一端，所述运算放大器的反相输入端与其输出端连接，所述第一电阻的另一端接输入电压。

在上述任一方案中优选的是，所述三极管电路包括第三三极管、第二电阻、第三电阻，所述第三三极管的基极接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端为三极管电路的输入端，所述第三三极管的发射极为三极管电路的输出端，所述第三三极管的集电极接第三电阻的一端。

在上述任一方案中优选的是，所述电压比较电路包括比较放大器、第一电容、第四电阻，所述比较放大器的反相输入端与同相输入端之间接第一电容，所述比较放大器的反相输入端接三极管电路的输出端，所述比较放大器的输出端接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接接口驱动芯片。

在上述任一方案中优选的是，所述电压比较电路还包括第一接地电容、第二接地电容，所述第一接地电容的一端接比较放大器的输入端，所述第二接地电容的一端接第四电阻的另一端，所述第一接地电容、第二接地电容的另一端接地。

在上述任一方案中优选的是，所述比较放大器选用LM393N型号。

在上述任一方案中优选的是，所述第一三极管的发射极与第一光电隔离器的输入端之间还接第五电阻。

在上述任一方案中优选的是，所述第二三极管的发射极与第二光电隔离器的输入端之间还接第六电阻。

在上述任一方案中优选的是，所述接口驱动芯片选用MAX232型号。

本实用新型的接口电路的防护结构具有以下有益效果：

1、本实用新型由电源防护电路对接口电路实现电源防护，由抗干扰防护电路对接口电路实现抗干扰防护，从而保证接口电路的正常工作，提高接口电路的使用寿命，降低接口电路的更换成本。

2、本实用新型采用双重隔离的方式，可以针对不同信号进行隔离，从而提高接口电路的抗干扰能力，还能够扩展抗干扰的范围，保证信号的正常传输。

3、本实用新型当接口电路接入高压的输入电压后，输入电压经电压跟随电路进行隔离缓冲，然后输出给三极管电路，由当电压过高时不满足三极管电路的导通条件，则截止，不输出给电压比较电路，当电压正常时，则满足三极管电路的导通条件，电压信号经三极管电路输出给电压比较电路，由电压比较电路进行过零比较，从而保证输入给接口电路的电压是正常电压，避免电路中引入高电压击穿元器件，损坏电路。

4、本实用新型的结构简单，各部件数量少，且都是通用件，能够降低制造成本，还能够提高接口电路的抗干扰能力以及电源防护能力。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的抗干扰防护电路的电路原理图；

图3为本实用新型的电源防护电路的电路原理图；

图中，1、电源防护电路；2、抗干扰防护电路；3、接口电路；11、电压跟随电路；12、三极管电路；13、电压比较电路；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种接口电路的防护结构，参考附图1-3所示，包括接口电路3、电源防护电路1、抗干扰防护电路2，电源防护电路1与接口电路3连接，抗干扰防护电路2与接口电路3连接。

接口电路3包括接口、接口驱动芯片，接口与接口驱动芯片的输出端连接，接口驱动芯片分别与电源防护电路1、抗干扰防护电路2连接。其中，由电源防护电路1对接口电路实现电源防护，由抗干扰防护电路2对接口电路实现抗干扰防护，从而保证接口电路的正常工作，提高接口电路的使用寿命，降低接口电路的更换成本。

如图2所示，抗干扰防护电路2包括第一光电隔离器U3、第二光电隔离器U2、第一三极管Q2、第二三极管Q1，第一三极管Q2的发射极连接第一光电隔离器U3的输入端，第一光电隔离器U3的输出端与接口驱动芯U1的输入端连接，第一三极管Q2的集电极接第二三极管Q1的基极，第二三极管Q1的发射极接第二光电隔离器U2的输入端，第二光电隔离器U2的输出端接接口驱动芯片U1的另一输入端。

工作时，信号经抗干扰防护电路2的输入端输入，即由第一三极管Q2的基极端输入，当信号的电压满足第一三极管Q2的导通条件时则第一三极管Q2导通，信号传输至第一光电隔离器U3，由第一光电隔离器U3把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，然后将信号输出给接口电路中的接口驱动芯片U1，由接口驱动芯片U1将信号输出给串口DB1，进而提高接口电路的抗干扰能力；当信号的电压满足第二三极管Q1的导通条件时则信号经第一三极管Q2的集电极至第二三极管Q1，第二三极管Q1导通，信号传输至第二光电隔离器U2，由第二光电隔离器U2把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，然后将信号输出给接口电路中的接口驱动芯片U1，由接口驱动芯片U1将信号输出给串口DB1，进而提高接口电路的抗干扰能力。

本实用新型采用双重隔离的方式，可以针对不同信号进行隔离，从而提高接口电路的抗干扰能力，还能够扩展抗干扰的范围，保证信号的正常传输。

此外，第一三极管Q2的发射极与第一光电隔离器U3的输入端之间还接第五电阻RA3。

第二三极管Q1的发射极与第二光电隔离器U2的输入端之间还接第六电阻RA1。

其中，第六电阻RA1、第五电阻RA3起到电路保护的作用。

接口驱动芯片选用MAX232型号。

如图3所示，电源防护电路1包括电压跟随电路11、三极管电路12、电压比较电路13，电压跟随电路11的输入端连接输入电压+VS，电压跟随电路11的输出端连接三极管电路12的输入端，三极管电路12的输出端连接电压比较电路13的输入端，电压比较电路13的输出端连接接口驱动芯片。

当接口电路接入输入电压+VS后，输入电压+VS经电压跟随电路11进行隔离缓冲，然后输出给三极管电路12，由当电压过高时不满足三极管电路12的导通条件，则截止，不输出给电压比较电路13，当电压正常时，则满足三极管电路12的导通条件，电压信号经三极管电路12输出给电压比较电路13，由电压比较电路13进行过零比较，从而保证输入给接口电路的电压是正常电压，避免电路中引入高电压击穿元器件，损坏电路。

如图3所示，电压跟随电路11的具体电路结构为，电压跟随电路11包括运算放大器PO1、第一电阻R29，运算放大器PO1的同相输入端接第一电阻R29的一端，运算放大器PO1的反相输入端与其输出端连接，第一电阻R29的另一端接输入电压+VS。

三极管电路12包括第三三极管Q3、第二电阻RB3、第三电阻RB2，第三三极管Q3的基极接第二电阻RB3的一端，第二电阻RB3的另一端为三极管电路12的输入端，第三三极管Q3的发射极为三极管电路12的输出端，第三三极管Q3的集电极接第三电阻RB2的一端。

其中，第二电阻RB3的作用是起到分压的作用，避免第三三极管Q3被损坏。

电压比较电路13包括比较放大器LM1、第一电容CMB1、第四电阻RB1，比较放大器LM1的反相输入端与同相输入端之间接第一电容CMB1，比较放大器LM1的反相输入端接三极管电路12的输出端，比较放大器LM1的输出端接第四电阻RB1的一端，第四电阻RB1的另一端接接口驱动芯片U1。

电压比较电路12还包括第一接地电容CMB2、第二接地电容CMB3，第一接地电容CMB2的一端接比较放大器LM1的输入端，第二接地电容CMB3的一端接第四电阻RB1的另一端，第一接地电容CMB2、第二接地电容CMB3的另一端接地。

其中，比较放大器选用LM393N型号。

本实用新型的结构简单，各部件数量少，且都是通用件，能够降低制造成本，还能够提高接口电路的抗干扰能力以及电源防护能力。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (10)

1.一种接口电路的防护结构，包括接口电路，其特征在于，还包括电源防护电路、抗干扰防护电路，所述电源防护电路与所述接口电路连接，所述抗干扰防护电路与所述接口电路连接；

所述接口电路包括接口、接口驱动芯片，所述接口与接口驱动芯片的输出端连接，所述接口驱动芯片分别与电源防护电路、抗干扰防护电路连接；

所述抗干扰防护电路包括第一光电隔离器、第二光电隔离器、第一三极管、第二三极管，所述第一三极管的发射极连接第一光电隔离器的输入端，所述第一光电隔离器的输出端与接口驱动芯片的输入端连接，所述第一三极管的集电极接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极接第二光电隔离器的输入端，所述第二光电隔离器的输出端接接口驱动芯片的另一输入端。

2.如权利要求1所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述电源防护电路包括电压跟随电路、三极管电路、电压比较电路，所述电压跟随电路的输入端连接输入电压，所述电压跟随电路的输出端连接三极管电路的输入端，所述三极管电路的输出端连接电压比较电路的输入端，所述电压比较电路的输出端连接接口驱动芯片。

3.如权利要求2所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述电压跟随电路包括运算放大器、第一电阻，所述运算放大器的同相输入端接第一电阻的一端，所述运算放大器的反相输入端与其输出端连接，所述第一电阻的另一端接输入电压。

4.如权利要求2所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述三极管电路包括第三三极管、第二电阻、第三电阻，所述第三三极管的基极接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端为三极管电路的输入端，所述第三三极管的发射极为三极管电路的输出端，所述第三三极管的集电极接第三电阻的一端。

5.如权利要求2所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述电压比较电路包括比较放大器、第一电容、第四电阻，所述比较放大器的反相输入端与同相输入端之间接第一电容，所述比较放大器的反相输入端接三极管电路的输出端，所述比较放大器的输出端接第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接接口驱动芯片。

6.如权利要求5所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述电压比较电路还包括第一接地电容、第二接地电容，所述第一接地电容的一端接比较放大器的输入端，所述第二接地电容的一端接第四电阻的另一端，所述第一接地电容、第二接地电容的另一端接地。

7.如权利要求5所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述比较放大器选用LM393N型号。

8.如权利要求1所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述第一三极管的发射极与第一光电隔离器的输入端之间还接第五电阻。

9.如权利要求1所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述第二三极管的发射极与第二光电隔离器的输入端之间还接第六电阻。

10.如权利要求1所述的接口电路的防护结构，其特征在于：所述接口驱动芯片选用MAX232型号。