CN218335329U

CN218335329U - 一种隔离型rs485通信电路

Info

Publication number: CN218335329U
Application number: CN202222287280.1U
Authority: CN
Inventors: 王磊; 韩长宝; 温英利; 王波
Original assignee: Biobase Biodustry Shandong Co Ltd
Current assignee: Biobase Biodustry Shandong Co Ltd
Priority date: 2022-08-30
Filing date: 2022-08-30
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2032-08-30

Abstract

本实用新型公开了一种隔离型RS485通信电路，涉及电子电路技术领域。所述隔离型RS485通信电路，包括RS485收发器、气体放电管、第一过压保护器、第二过压保护器、第三过压保护器、第一过流保护器、第二过流保护器以及浪涌抑制器，其中，第一过流保护器和第二过流保护器在气体放电管和过压保护器之间连接第一过流保护器和第二过流保护器，在过压保护器和RS485收发器之间连接浪涌抑制器。本实用新型具有高可靠性、高隔离耐压、高共模抗扰、以及高集成度的特点，能够承受较为复杂的EMC环境，如ESD、EFT、浪涌等，限制气体放电管未响应时的过流信号，保证了RS485通信电路的可靠性。

Description

一种隔离型RS485通信电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体设计一种隔离型RS485通信电路。

背景技术

RS485通信是一种常见、应用广泛的工业通信协议和数据传输实现方式；RS485通信适用于多主机/驱动器工业环境，如以化工、酿造、造纸为代表的过程自动化，以汽车制造和金属加工为代表的工厂自动化、HVAC、安防、电机控制、运动控制等。RS485通信常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据，需要在恶劣电磁环境下工作，静电放电、感应雷击浪涌及其他电磁干扰现象导致的较大瞬态电压会损害通信端口，现有技术中采用气体放电管配合过压保护器来抑制瞬态电压，但是由于气体放电管的响应时间较长，动作灵敏度不够理想，在快速脉冲冲击下，会有幅度较高的尖脉冲泄漏到过压保护器，烧毁过压保护器，对RS485通信电路造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型旨在至少部分解决上述技术问题，提供一种隔离型RS485通信电路。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种隔离型RS485通信电路，包括RS485收发器U1、气体放电管D2、第一过压保护器D1、第二过压保护器D3、第三过压保护器D4、第一过流保护器B1、第二过流保护器B2以及浪涌抑制器U2，所述RS485收发器U1的B端连接至所述浪涌抑制器U2的B1端，所述RS485收发器U1的A端连接至所述浪涌抑制器U2的A1端，所述浪涌抑制器U2的B2端分别与第一过压保护器D1的第一端、所述第二过压保护器D3的第一端以及所述第一过流保护器B1的第一端连接，所述浪涌抑制器U2的A2端分别与所述第二过压保护器D2第二端、所述第三过压保护器D4的第一端以及第二过流保护器B2的第一端连接，所述第一过压保护器D1的第二端和所述第三过压保护器D4的第二端分别接地，所述第一过流保护器B1的第二端用于连接第一输入端，并连接至所述气体放电管D2的第一端，所述第二过流保护器B2的第二端用于连接第二输入端，并连接至所述气体放电管D2的第二端，所述气体放电管D2的第三端接地。

进一步的，所述气体放电管D2的第一端和所述第一输入端之间连接有第一熔断器F1，所述气体放电管D2与第一熔断器F1之间连接有第二熔断器F2。

进一步的，所述浪涌抑制器U2的B2端和所述涌抑制器的A2端之间连接有匹配电阻R1。

进一步的，所述第一过流保护器B1和第二过流保护器B2选用TBU器件。

进一步的，所述第一过压保护器D1、第二过压保护器D3以及第三过压保护器D4均选用TVS管。

进一步的，所述浪涌抑制器U2选用SP00S12信号浪涌抑制器。

本实用新型的隔离型RS485通信电路具有一下有益效果：

本实用新型的隔离型RS485通信电路具有四级防护，第一级为气体放电管，用于将进入通信线的外部高压信号降至1KV以下；由于气体放电管响应时间较长，因此需要用第一过流保护器和第二过流保护器构成第二级防护，用于限制气体放电管未响应时的过流信号；第三级为第一过压保护器、第二过压保护器以及第三过压保护器，用于将通信线上的电平钳制到7.5V以下，保护通信线路的后级芯片；第四级采用浪涌抑制器，有效抑制浪涌、过压和有害的信号。本实用新型具有高可靠性、高隔离耐压、高共模抗扰、以及高集成度的特点，能够承受较为复杂的EMC环境，如ESD、EFT、浪涌等，限制气体放电管未响应时的过流信号，保证了RS485通信电路的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的隔离型RS485通信电路连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种隔离型RS485通信电路，如图1所示，包括RS485收发器U1、气体放电管D2、第一过压保护器D1、第二过压保护器D3、第三过压保护器D4、第一过流保护器B1、第二过流保护器B2以及浪涌抑制器U2，所述RS485收发器U1的B端连接至所述浪涌抑制器U2的B1端，所述RS485收发器U1的A端连接至所述浪涌抑制器U2的A1端，所述浪涌抑制器U2的B2端分别与第一过压保护器D1的第一端、所述第二过压保护器D3的第一端以及所述第一过流保护器B1的第一端连接，所述浪涌抑制器U2的A2端分别与所述第二过压保护器D2第二端、所述第三过压保护器D4的第一端以及第二过流保护器B2的第一端连接，所述第一过压保护器D1的第二端和所述第三过压保护器D4的第二端分别接地，所述第一过流保护器B1的第二端用于连接第一输入端，并连接至所述气体放电管D2的第一端，所述第二过流保护器B2的第二端用于连接第二输入端，并连接至所述气体放电管D2的第二端，所述气体放电管D2的第三端接地。

本实用新型一实施例中，气体放电管D2用于将外部高压信号降至1KV以下，而通过第一过压保护器D1、第二过压保护器D3、第三过压保护器D4，将外部高压进一步限制，并钳制在7.5V以下。然而，气体放电管D1气体电离需要一定时间(一般为0.2～0.3μs)，因此在快速脉冲冲击下，很容易有幅度较高的脉冲信号泄露到第一过压保护器D1、第二过压保护器D3以及第三过压保护器D4，使过压保护器烧毁。为弥补这一明显缺陷，需要在气体放电管D2与过压保护器之间增加第一过流保护器B1和第二过流保护器B2，用于限制气体放电管D2未响应时的过流信号。浪涌抑制器U2，有效抑制浪涌、过压和有害的信号。

本实用新型一实施例中，如图1所示，所述气体放电管D2的第一端和所述第一输入端之间连接有第一熔断器F1，所述气体放电管D2与第一熔断器F1之间连接有第二熔断器F2，防止当RS485总线与电源线短路时烧毁后续电路。

本实用新型一实施例中，所述浪涌抑制器U2的B2端和所述涌抑制器的A2端之间连接有匹配电阻R1，该匹配电阻R1用于进行终端阻抗匹配，只有通讯距离较长的系统中的第一个节点和最后一个节点才会加这个匹配电阻。

本实用新型一实施例中，所述第一过流保护器B1和第二过流保护器B2选用TBU器件，由于TBU具有较强的限流能力和较快的响应速度，因而能够在一定程度上限制信号线的电压峰值。

本实用新型一实施例中，所述第一过压保护器D1、第二过压保护器D3以及第三过压保护器D4均选用TVS管，由于第一过流保护器B1和第二过流保护器B2选用TBU器件，因此第一过压保护器D1、第二过压保护器D3以及第三过压保护器D4可选用体积较小的、低功率峰值的TVS管。

本实用新型一实施例中，所述浪涌抑制器U2选用SP00S12信号浪涌抑制器。由于485通信的工作环境复杂，且线路故障、变频设备的运行等都会使电路产生浪涌，会造成数据的丢失甚至设备的损坏，影响485通信电路的后端电路，SP00S12信号浪涌抑制器可以有效抑制浪涌、过压和有害信号。

本实用新型的隔离型RS485通信电路的原理如下：

本实用新型中，第一输入端和第二输入端之间连接气体放电管，用于将外部高压信号降至1KV以下，而通过第一过压保护器、第二过压保护器、第三过压保护器，将外部高压进一步限制，并钳制在7.5V以下。然而，气体放电管气体电离需要一定时间(一般为0.2～0.3μs)，因此在快速脉冲冲击下，很容易有幅度较高的脉冲信号泄露到第一过压保护器、第二过压保护器以及第三过压保护器，使过压保护器烧毁。为弥补这一明显缺陷，需要在气体放电管与过压保护器之间增加第一过流保护器B1和第二过流保护器，用于限制气体放电管未响应时的过流信号。由于485通信的工作环境复杂，线路上极易产生浪涌，通过增加信号浪涌抑制器有效抑制浪涌、过压和有害的信号。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种隔离型RS485通信电路，其特征在于，包括RS485收发器、气体放电管、第一过压保护器、第二过压保护器、第三过压保护器、第一过流保护器、第二过流保护器以及浪涌抑制器，所述RS485收发器的B端连接至所述浪涌抑制器的B1端，所述RS485收发器的A端连接至所述浪涌抑制器的A1端，所述浪涌抑制器的B2端分别与第一过压保护器的第一端、所述第二过压保护器的第一端以及所述第一过流保护器的第一端连接，所述浪涌抑制器的A2端分别与所述第二过压保护器第二端、所述第三过压保护器的第一端以及第二过流保护器的第一端连接，所述第一过压保护器的第二端和所述第三过压保护器的第二端分别接地，所述第一过流保护器的第二端用于连接第一输入端连接，并连接至所述气体放电管的第一端，所述第二过流保护器的第二端用于连接第二输入端，并连接至所述气体放电管的第二端，所述气体放电管的第三端接地。

2.根据权利要求1所述的隔离型RS485通信电路，其特征在于，所述气体放电管的第一端和所述第一输入端之间连接有第一熔断器，所述气体放电管与第一熔断器之间连接有第二熔断器。

3.根据权利要求1所述的隔离型RS485通信电路，其特征在于，所述浪涌抑制器的B2端和所述涌抑制器的A2端之间连接有匹配电阻。

4.根据权利要求1所述的隔离型RS485通信电路，其特征在于，所述第一过流保护器和第二过流保护器选用TBU器件。

5.根据权利要求1所述的隔离型RS485通信电路，其特征在于，所述第一过压保护器、第二过压保护器以及第三过压保护器均选用TVS管。

6.根据权利要求1所述的隔离型RS485通信电路，其特征在于，所述浪涌抑制器选用SP00S12信号浪涌抑制器。