CN210490838U - 一种隔离通讯电路、系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种隔离通讯电路、系统，所述隔离通讯电路包括：信号发送端，用于输入第一装置的发送信号；第一光耦隔离器，第一光耦隔离器的原边与信号发送端连接；第一隔离模块，设于信号发送端与第一光耦隔离器的原边之间；信号端口组件，与第一光耦隔离器的副边连接，包括多个信号连接端，用于与第二装置进行连接；第二隔离模块，设于第一光耦隔离器的副边与信号端口组件之间；第二光耦隔离器，第二光耦隔离器的原边与信号端口组件、第二隔离模块连接；以及信号接收端，与第二光耦隔离器的副边连接，用于输出第二装置的输出信号。本申请实施例可以有效地提高隔离通讯电路的抗干扰性能。

Description

一种隔离通讯电路、系统

技术领域

本申请涉及通讯设备领域，特别涉及一种隔离通讯电路、系统。

背景技术

随着产品智能化设计的需求增加，功能强化，以及互联网云计算数据库的应用，就需要智能产品与其他智能产品之间、智能产品与设备之间进行数据交换，而通讯的速率和稳定性直接影响智能产品的性能和用户体验效果，采用隔离通讯电路设计可以很好的解决速率和稳定性、抗干扰性的问题；

现有的隔离通讯电路是通过将光耦隔离器直接与产品通讯接口连接，利用产品通讯接口的控制电压来直接驱动光耦隔离器的原边，并通过该光耦隔离器的副边将信号输出到一信号端口。

虽然采用光耦隔离器可以起到一定的通讯隔离作用，但是对于某些通讯质量要求较高的系统里，现有隔离通讯电路仍然存在抗干扰性能不足的问题。

实用新型内容

本申请提供一种隔离通讯电路、系统，可以提高隔离通讯电路的抗干扰性能。

本申请实施例提供了一种隔离通讯电路，应用于第一装置以及第二装置之间的连接通讯，所述隔离通讯电路包括：

信号发送端，用于输入所述第一装置的发送信号；

第一光耦隔离器，所述第一光耦隔离器的原边与所述信号发送端连接；

第一隔离模块，设于所述信号发送端与所述第一光耦隔离器的原边之间；

信号端口组件，与所述第一光耦隔离器的副边连接，包括多个信号连接端，用于与所述第二装置进行连接；

第二隔离模块，设于所述第一光耦隔离器的副边与所述信号端口组件之间；

第二光耦隔离器，所述第二光耦隔离器的原边与所述信号端口组件、所述第二隔离模块连接；以及

信号接收端，与所述第二光耦隔离器的副边连接，用于输出所述第二装置的输出信号。

可选的，所述第一隔离模块，包括：

第一开关晶体管，其控制端通过第一电阻与所述信号发送端连接，驱动端与所述第一光耦隔离器的原边连接；

其中，所述第一开关晶体管为开关三极管或者开关MOS管。

可选的，所述第一开关晶体管为开关三极管，所述第一隔离模块还包括输入电源、第二电阻以及第一电容；

所述第一开关晶体管的基极与所述第一电阻连接，集电极与所述第一光耦隔离器的原边的正极连接，发射极与所述第一光耦隔离器的原边的负极连接；

所述输入电源在所述第一开关晶体管的集电极与所述第一光耦隔离器的原边的正极之间串联有一上拉电阻；

所述第二电阻与第一电容与所述第一光耦隔离器的原边并联。

可选的，所述第二隔离模块，包括：

第二开关晶体管，其控制端与所述第一光耦隔离器的副边连接，驱动端连接在所述信号端口组件与参考地之间、以及所述第二光耦隔离器的原边之间；

其中，所述第二开关晶体管为开关三极管或者开关MOS管。

可选的，所述第二开关晶体管为开关三极管；

所述第二开关晶体管的基极通过第三电阻与所述第一光耦隔离器的副边的发射极连接，集电极与所述信号端口组件连接，发射极与参考地连接。

可选的，所述信号端口组件包括第一端口以及第二端口以及第三端口，其中：

所述第一端口通过第三电阻与所述第二开关晶体管的集电极连接；

所述第二端口连接到第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端通过第一保护二极管与所述第二开关晶体管的集电极连接，并与所述第一光耦隔离器的副边的集电极连接；

所述第三端口与参考地连接；

所述第一保护二极管的正极与所述第四电阻的一端连接，负极与所述第二开关晶体管的集电极连接。

可选的，所述第二隔离模块还包括：

第二保护二极管，其正极连接于所述第二开关晶体管的集电极与所述第三电阻之间，负极连接于所述第二开关晶体管的发射极与参考地之间。

可选的，所述第二开关晶体管的集电极与发射极之间还并联有第五电阻以及第二电容。

本申请实施例还公开了一种隔离通讯系统，包括：

第一装置；

第二装置，包括通讯端口；以及

隔离通讯电路，设于所述第一装置与所述第二装置之间，其中所述隔离通讯电路为如上任意一项所述的隔离通讯电路；

所述隔离通讯电路的信号发送端与信号接收端连接所述第一装置，所述隔离通讯电路的信号端口组件连接所述通讯端口。

由上可知，本申请中的隔离通讯电路、系统及方法，其不仅采用了光耦隔离器作为信号隔离手段，且还通过第一隔离模块、第二隔离模块及其相互之间的电路设计实现进一步的信号隔离，有效地提高隔离通讯电路的抗干扰性能。

附图说明

图1为本申请实施例提供的隔离通讯电路的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的隔离通讯电路的另一结构示意图。

图3为本申请实施例提供的隔离通讯系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

请参阅图1，图中示出了本申请实施例提供的隔离通讯电路的结构。

其中，该隔离通讯电路应用于第一装置以及第二装置之间的连接通讯。具体的，该第一装置以及第二装置可以是指独立的设备模块，例如具有独立处理、通讯能力的电池组等，也可以是指某一具有通讯功能的电路模块，例如具有MCU处理单元的电路。该第一装置以及第二装置的具体内容可以根据实际情况进行选择，本申请实施例对此不作限定。

如图1所示，该隔离通讯电路包括信号发送端10、第一光耦隔离器30、第一隔离模块20、信号端口组件50、第二隔离模块40、第二光耦隔离器60以及信号接收端70。

该信号发送端10，用于输入第一装置的发送信号。其中，该信号发送端10可以接入到第一装置的发送端，该第一装置可以通过该信号发送端10将发送信号输入到隔离通讯电路。

第一光耦隔离器30/U1，该第一光耦隔离器30/U1的原边与信号发送端10连接；第一隔离模块20，设于信号发送端10与第一光耦隔离器30/U1的原边之间。其中，该发送信号通过该第一隔离模块20传输至第一光耦隔离器30的原边，利用该第一隔离模块20的隔离作用，避免第一光耦隔离器30/U1直接与信号发送端10相连，更好地保护第一光耦隔离器30/U1。

请参阅图2，图中示出了本申请实施例提供的隔离通讯电路的另一结构。

具体的，如图2所示，该第一隔离模块20包括第一开关晶体管Q1，其控制端通过第一电阻R1与信号发送端10连接，驱动端与第一光耦隔离器30/U1的原边连接。其中，该第一开关晶体管Q1为开关三极管或者开关MOS管。利用第一开关晶体管Q1作为隔离模块的元件，不仅可以通过开关晶体管的特性起到信号隔离的作用，而且还可以增强对第一光耦隔离器30/U1的驱动能力，提高第一光耦隔离器30/U1的开关速率。

在一些实施例中，该第一开关晶体管Q1为开关三极管，该第一隔离模块20还包括输入电源VCC、第二电阻R2以及第一电容C1；

该第一开关晶体管Q1的基极与第一电阻R1连接，集电极与第一光耦隔离器30的原边的正极连接，发射极与第一光耦隔离器30的原边的负极连接；该输入电源在第一开关晶体管Q1的集电极与第一光耦隔离器30的原边的正极之间串联有一上拉电阻；第二电阻R2与第一电容C1与第一光耦隔离器30的原边并联。

实际工作中，当信号发送端10TX输出高电平时，信号经过第一电阻R1驱动第一开关晶体管Q1，第一开关晶体管Q1工作导通并输出低电平，使光耦隔离器U1的原边截止。当信号发送端10TX输出低电平时，信号经过第一电阻R1驱动第一开关晶体管Q1，第一开关晶体管Q1工作截止输出高电平，高电平信号经过上拉电阻使光耦隔离器U1的原边导通工作，进而使光耦隔离器U1的副边导通。

信号端口组件50，与第一光耦隔离器30/U1的副边连接，包括多个信号连接端，用于与第二装置进行连接；第二隔离模块40，设于第一光耦隔离器30/U1的副边与信号端口组件50之间。

其中，该信号端口组件50可以用于连接第二装置的通讯端口，该信号端口组件50的具体实现形式可以根据实际情况而定，如采用3PIN端口或多PIN端口组件50等，本申请对此不作限定。

具体的，如图2所示，该第二隔离模块40，包括第二开关晶体管Q2，其控制端与第一光耦隔离器30/U1的副边连接，驱动端连接在信号端口组件50与参考地之间、以及第二光耦隔离器60的原边之间。其中，该第二开关晶体管Q2为开关三极管或者开关MOS管。

该发送信号通过第一光耦隔离器30的副边传输给信号端口组件50的过程中，通过第二隔离模块40可以进行信号的再次隔离，起到了进一步增强抗干扰效果的作用。

在一些实施例中，该第二开关晶体管Q2为开关三极管；该第二开关晶体管Q2的基极通过第二电阻与第一光耦隔离器30的副边的发射极连接，集电极与信号端口组件50连接，发射极与参考地连接。

通过第一光耦隔离器30的副边输出的信号电平，可以控制该第二开关晶体管Q2的导通或截止，从而驱动该信号端口组件50输出信号。

更具体的，该信号端口组件50包括第一端口P1-1以及第二端口P1-2以及第三端口P1-3，其中：

该第一端口P1-1通过第三电阻与第二开关晶体管Q2的集电极连接；该第二端口P1-2连接到第四电阻的一端，该第四电阻的另一端通过第一保护二极管与第二开关晶体管Q2的集电极连接，并与第一光耦隔离器30的副边的集电极连接；该第三端口P1-3与参考地连接；该第一保护二极管的正极与第四电阻的一端连接，负极与第二开关晶体管Q2的集电极连接。

另外，第二开关晶体管Q2的集电极与发射极之间还并联有第五电阻以及第二电容，以使得第二开关晶体管Q2的工作过程更加稳定、可靠。

实际工作中，当第一光耦隔离器30导通，也即信号发送端10为低电平时，其副边输出高电平驱动该第二开关晶体管Q2的基极导通，此时信号端口组件50中的第一端口P1-1检测到低电平信号；当第一光耦隔离器30截止，也即信号发送端10为高电平时，其第二开关晶体管Q2处于截止状态，该第一端口P1-1此时可以检测到高电平信号。通过上述的信号走向方式，可以完成第一装置到第二装置的信号传输。

上述第二隔离模块40的电路连接方式不仅可以确保隔离通讯电路中该第一光耦隔离器30与信号端口组件50之间的隔离效果，而且可以增强信号输出能力及传输速度。

第二光耦隔离器60，该第二光耦隔离器60的原边与信号端口组件50、第二隔离模块40连接。信号接收端70，与第二光耦隔离器60的副边连接，用于输出第二装置的输出信号。

其中，该第二装置需要发送输出信号时，可以通过信号端口组件50经该第二光耦隔离器60传输到该隔离通讯电路中的信号接收端70，并发送给与该信号接收端70连接的第一装置。

具体的，该第二光耦隔离器60的原边并联有电阻R7以及电容C3，其原边的正极通过第四电阻与第二端口P1-2连接，负极通过第三电阻与第一端口P1-1连接，并与第二开关晶体管Q2的集电极连接。该第二光耦隔离器60的副边的集电极与信号接收端70连接，负极接参考地，并且，该第二光耦隔离器60的副边的集电极与信号接收端70之间，还通过电阻R9与输入电源连接。

现有的隔离通讯电路中，由于信号的发送和接收是两个独立的通讯过程，为了避免干扰，需要独立的电路来确保抗干扰性能。

为了解决上述问题，在一些实施例中，当第二装置向第一装置发送输出信号时，只需将信号端口组件50的第一端口P1-1置为低电平，以使第二开关晶体管Q2处于截止状态，避免信号端口组件50发送该输出信号时对第一光耦隔离器30进行干扰，提升该电路的抗干扰性能。

并且，此时可以通过第二端口P1-2进行输出信号的发送，该第二端口P1-2的输出信号经第二光耦隔离器60进行发送，使该信号端口组件50的信号接收与发送功能实现复用。

具体的，当第二装置向第一装置发送输出信号时，第一端口P1-1输入低电平，使第二开关晶体管Q2截止。此时，当第二端口P1-2输入高电平信号时，该高电平信号经过第三电阻以及第二光耦隔离器60/U2，该第二光耦隔离器60/U2工作导通后输出低电平至信号接收端70，并输入到第一装置；当第二端口P1-2输入低电平信号时，该低电平信号经过第三电阻以及第二光耦隔离器60/U2，该第二光耦隔离器60/U2截止，输入电源输出高电平至信号接收端70，并输入到第一装置。

可以理解的，该隔离通讯电路中的所有元器件，包括光耦隔离器、电阻、电容以及开关晶体管的具体型号，均可以根据实际情况进行调整而采用常见的元件型号，本申请实施例对此不作限定。

由上可知，本申请中的隔离通讯电路，其不仅采用了光耦隔离器作为信号隔离手段，且还通过第一隔离模块、第二隔离模块及其相互之间的电路设计实现进一步的信号隔离，有效地提高隔离通讯电路的抗干扰性能。

请参阅图3，图中示出了本申请实施例提供的隔离通讯系统的结构。

如图3所示，该隔离通讯系统包括依次连接的第一装置110、隔离通讯电路120以及第二装置130，其中，该隔离通讯电路120应用于第一装置110以及第二装置130之间的连接通讯。具体的，该第一装置110以及第二装置130可以是指独立的设备模块，例如具有独立处理、通讯能力的电池组等，也可以是指某一具有通讯功能的电路模块，例如具有MCU处理单元的电路。该第一装置110以及第二装置130的具体内容可以根据实际情况进行选择，本申请实施例对此不作限定。

为了避免赘述，该隔离通讯电路120的具体描述可以参考如图1-2所述的隔离通讯电路的实施例。

该隔离通讯系统中采用了光耦隔离器作为信号隔离手段，且还通过第一隔离模块、第二隔离模块及其相互之间的隔离通讯电路设计实现进一步的信号隔离，有效地提高隔离通讯电路的抗干扰性能。

上面结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种隔离通讯电路，应用于第一装置以及第二装置之间的连接通讯，其特征在于，所述隔离通讯电路包括：

信号发送端，用于输入所述第一装置的发送信号；

第一光耦隔离器，所述第一光耦隔离器的原边与所述信号发送端连接；

第一隔离模块，设于所述信号发送端与所述第一光耦隔离器的原边之间；

信号端口组件，与所述第一光耦隔离器的副边连接，包括多个信号连接端，用于与所述第二装置进行连接；

第二隔离模块，设于所述第一光耦隔离器的副边与所述信号端口组件之间；

第二光耦隔离器，所述第二光耦隔离器的原边与所述信号端口组件、所述第二隔离模块连接；以及

信号接收端，与所述第二光耦隔离器的副边连接，用于输出所述第二装置的输出信号。

2.如权利要求1所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第一隔离模块，包括：

第一开关晶体管，其控制端通过第一电阻与所述信号发送端连接，驱动端与所述第一光耦隔离器的原边连接；

其中，所述第一开关晶体管为开关三极管或者开关MOS管。

3.如权利要求2所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第一开关晶体管为开关三极管，所述第一隔离模块还包括输入电源、第二电阻以及第一电容；

所述第一开关晶体管的基极与所述第一电阻连接，集电极与所述第一光耦隔离器的原边的正极连接，发射极与所述第一光耦隔离器的原边的负极连接；

所述输入电源在所述第一开关晶体管的集电极与所述第一光耦隔离器的原边的正极之间串联有一上拉电阻；

所述第二电阻与第一电容与所述第一光耦隔离器的原边并联。

4.如权利要求1所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第二隔离模块，包括：

第二开关晶体管，其控制端与所述第一光耦隔离器的副边连接，驱动端连接在所述信号端口组件与参考地之间、以及所述第二光耦隔离器的原边之间；

其中，所述第二开关晶体管为开关三极管或者开关MOS管。

5.如权利要求4所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第二开关晶体管为开关三极管；

所述第二开关晶体管的基极通过第三电阻与所述第一光耦隔离器的副边的发射极连接，集电极与所述信号端口组件连接，发射极与参考地连接。

6.如权利要求5所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述信号端口组件包括第一端口以及第二端口以及第三端口，其中：

所述第一端口通过第三电阻与所述第二开关晶体管的集电极连接；

所述第二端口连接到第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端通过第一保护二极管与所述第二开关晶体管的集电极连接，并与所述第一光耦隔离器的副边的集电极连接；

所述第三端口与参考地连接；

所述第一保护二极管的正极与所述第四电阻的一端连接，负极与所述第二开关晶体管的集电极连接。

7.如权利要求6所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第二隔离模块还包括：

第二保护二极管，其正极连接于所述第二开关晶体管的集电极与所述第三电阻之间，负极连接于所述第二开关晶体管的发射极与参考地之间。

8.如权利要求4所述的隔离通讯电路，其特征在于，所述第二开关晶体管的集电极与发射极之间还并联有第五电阻以及第二电容。

9.一种隔离通讯系统，其特征在于，包括：

第一装置；

第二装置，包括通讯端口；以及

隔离通讯电路，设于所述第一装置与所述第二装置之间，其中所述隔离通讯电路为权利要求1-8任意一项所述的隔离通讯电路；

所述隔离通讯电路的信号发送端与信号接收端连接所述第一装置，所述隔离通讯电路的信号端口组件连接所述通讯端口。

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