CN220358814U - 串口通信保护电路及串口通信保护装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电路领域，并公开了一种串口通信保护电路及串口通信保护装置，所述串口通信保护电路设置在相互通信的第一设备和第二设备之间，所述串口通信保护电路包括：隔离干扰模块、大电流防护模块和电压限制模块；所述第一设备一端与所述隔离干扰模块的第一端电连接，所述隔离干扰模块的第二端与所述大电流防护模块的第一端电连接，所述大电流防护模块的第二端与所述电压限制模块的第一端电连接，所述电压限制模块的第二端与所述第二设备的一端电连接；本申请能够解决通信设备易受静电、浪涌、高电压以及大电流损坏的问题。

Description

串口通信保护电路及串口通信保护装置

技术领域

本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种串口通信保护电路及串口通信保护装置。

背景技术

在通过传输线路传输串口通信信号时，传输线路所在区域若存在磁场、雷击等现象，则通过该传输线路传输的串口通信信号易携带浪涌电流、大电压或者静电。

由于通信设备中的串口通信接口通常未设置防护功能，使得通信设备在接收携带浪涌电流、大电压或者静电的串口通信信号时发生故障。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种串口通信保护电路及串口通信保护装置，旨在解决通信设备在接收含浪涌、高电压、大电流的串口通信信号时，易发生损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种串口通信保护电路，所述串口通信保护电路设置在相互通信的第一设备和第二设备之间，所述串口通信保护电路包括：隔离干扰模块、大电流防护模块和电压限制模块；

所述第一设备一端与所述隔离干扰模块的第一端电连接，所述隔离干扰模块的第二端与所述大电流防护模块的第一端电连接，所述大电流防护模块的第二端与所述电压限制模块的第一端电连接，所述电压限制模块的第二端与所述第二设备的一端电连接；

所述第一设备一端将串口通信信号依次经所述隔离干扰模块、所述大电流防护模块、所述电压限制模块传输至所述第二设备的一端；

或所述第二设备另一端将串口通信信号依次经所述电压限制模块、所述大电流防护模块、所述隔离干扰模块传输至所述第一设备的另一端。

可选地，所述大电流防护模块包括：保险丝和限流电阻；

所述保险丝的第一端与所述隔离干扰模块的第二端串联，所述保险丝的第二端与所述限流电阻的第一端串联；

所述限流电阻的第二端与所述电压限制模块的第一端串联。

可选地，所述隔离干扰模块包括：磁珠和二极管隔离单元；

所述磁珠的第一端与所述第一设备的一端串联，所述磁珠的第二端与所述保险丝的第一端串联；

所述二极管隔离单元的第一端与所述磁珠的第二端串联，所述二极管隔离单元的第二端接地。

可选地，所述串口通信保护电路还包括：低压电源，所述电压限制模块包括：第一低压二极管和第一接地二极管；

所述第一低压二极管的阳极与所述限流电阻的第二端和所述第二设备的一端串联，所述第一低压二极管的阴极与所述低压电源串联；

所述第一接地二极管的阴极分别与所述第一低压二极管的阳极、所述限流电阻的第二端以及所述第二设备的一端串联，所述第一接地二极管的阳极接地。

此外，本申请还提供一种串口通信保护装置，所述串口通信保护装置包括上述的串口通信保护电路。

本申请提出了一种串口通信保护电路，所述串口通信保护电路设置在相互通信的第一设备和第二设备之间，所述串口通信保护电路包括：隔离干扰模块、大电流防护模块和电压限制模块；所述第一设备一端与所述隔离干扰模块的第一端电连接，所述隔离干扰模块的第二端与所述大电流防护模块的第一端电连接，所述大电流防护模块的第二端与所述电压限制模块的第一端电连接，所述电压限制模块的第二端与所述第二设备的一端电连接；

所述第一设备一端将串口通信信号依次经所述隔离干扰模块、所述大电流防护模块、所述电压限制模块传输至所述第二设备的一端；

或所述第二设备另一端将串口通信信号依次经所述电压限制模块、所述大电流防护模块、所述隔离干扰模块传输至所述第一设备的另一端。

如此，本申请通过隔离干扰模块保护第一设备向第二设备传输的串口通信信号不受电磁干扰和静电干扰的影响，通过大电流防护模块限制信号传输线路中通过的电流，使得大电流不能到达第二设备，通过电压限制模块将串口通信信号中的高电压嵌位至正常电平，保护第二设备不受大电压及大电流的冲击而损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请串口通信保护电路的模块示意图；

图2为本申请串口通信保护电路的另一模块示意图；

图3为本申请串口通信保护电路另一实施例的模块示意图；

图4为本申请串口通信保护电路一实施例的器件连接示意图；

图5为本申请串口通信保护电路一实施例的电路示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本实用新型提供一种串口通信保护电路，参照图1的串口通信保护电路的模块示意图，该串口通信保护电路设置在相互通信的第一设备10和第二设备50之间，该串口通信保护电路包括：隔离干扰模块20、大电流防护模块30和电压限制模块40，其中，图1中标号01指代第一端，标号02指代第二端；

所述第一设备10一端与所述隔离干扰模块20的第一端电连接，所述隔离干扰模块20的第二端与所述大电流防护模块30的第一端电连接，所述大电流防护模块30的第二端与所述电压限制模块40的第一端电连接，所述电压限制模块40的第二端与所述第二设备50的一端电连接；

所述第一设备一端将串口通信信号依次经所述隔离干扰模块20、所述大电流防护模块30、所述电压限制模块40传输至所述第二设备的一端；

或所述第二设备另一端将串口通信信号依次经所述电压限制模块40、所述大电流防护模块30、所述隔离干扰模块20传输至所述第一设备的另一端。

在本实施例中，在第一设备10与第二设备50间传递串口通信信号时，若串口通信保护电路处于雷击环境，或者技术人员操作失误，则串口通信保护电路中将存在大电压及大电流，则串口通信保护电路中的大电流防护模块30可以在电流过大时断开信号传输线路，或者，减小电路中的电流大小，而串口通信保护电路中的电压限制模块40可以将大电压嵌位至正常电平；若第一设备与第二设备传输串口通信信号时，人体触摸第一设备或者第二设备，则串口通信保护电路易受到电磁或者静电的干扰，此时串口通信保护电路中的隔离干扰模块20将保护串口通信信号不受电磁或静电的干扰，从而达到保护第一设备和第二设备的目的。

进一步地，请参照图2，图2为串口通信保护电路的另一模块示意图，在本申请串口通信保护电路的又一实施例中，所述大电流防护模块30包括：保险丝301和限流电阻302；

所述保险丝301的第一端与所述隔离干扰模块20的第二端串联，所述保险丝301的第二端与所述限流电阻302的第一端串联；

所述限流电阻302的第二端与所述电压限制模块40的第一端串联。

具体地，所述隔离干扰模块20包括：磁珠201和二极管隔离单元202；

所述磁珠201的第一端与所述第一设备10的一端串联，所述磁珠201的第二端与所述保险丝301的第一端串联；

所述二极管隔离单元202的第一端与所述磁珠201的第二端串联，所述二极管隔离单元202的第二端接地。

在本实施例中，在串口通信保护电路中存在电磁干扰及静电干扰时，磁珠201以及二极管隔离单元202将抑制电磁干扰及静电干扰对串口通信信号的影响，而限流电阻302可以减小电路中的电流，保险丝301则可以是自恢复保险丝，可以在串口通信保护电路中存在大电流时，断开电路，从而保护第一设备和第二设备。

具体地，请参照图3，所述串口通信保护电路还包括：低压电源200，所述电压限制模块40包括：第一低压二极管401和第一接地二极管402；

所述第一低压二极管401的阳极与所述限流电阻302的第二端和所述第二设备50的一端串联，所述第一低压二极管401的阴极与所述低压电源200串联；

所述第一接地二极管402的阴极分别与所述第一低压二极管401的阳极、所述限流电阻302的第二端以及所述第二设备的一端串联，所述第一接地二极管402的阳极接地。

在本实施例中，在串口通信保护电路中存在大电压时，第一低压二极管401接通低压电源200，而第一接地二极管402接地，使得大电压被嵌位至正常电平，从而不会导致第一设备10或者第二设备50损坏。

在一种可行的实施例中，在考虑第一设备10和第二设备50互相传递串口通信信号时，第一设备通过第一设备传输端将串口通信信号传递至第二设备接收端，而第二设备通过第二设备传输端将串口通信信号传递至第一设备接收端。请参照图4，图4为本实用新型串口通信保护电路一实施例的器件连接示意图。其中，第一磁珠2011与第二磁珠2012为隔离干扰模块中的磁珠，传输端隔离子单元2021和接收端隔离子单元2022均为隔离干扰模块中的二极管隔离单元，第一保险丝3011、第二保险丝3012、第一限流电阻3021、第二限流电阻3022为大电流防护模块，第一低压二极管401、第一接地二极管402、第二低压二极管403和第二接地二极管404为电压限制模块。

第一磁珠2011和传输端隔离子单元用于保护第一设备传输端传输的串口通信信号不受电磁干扰及静电干扰的影响，第一保险丝3011在串口通信信号中存在超过阈值的电流时，断开信号传输线路，第一低压二极管401和第一接地二极管402用于将串口通信信号中的大电压嵌位至正常电平，第一限流电阻3021用于限制串口通信线路中的电流大小。相似地，第二磁珠2012和接收端隔离子单元用于保护第二设备传输端传输的串口通信信号不受电磁干扰及静电干扰的影响，第二保险丝3012在串口通信信号中存在超过阈值的电流时，断开信号传输线路，第二低压二极管403和第二接地二极管404用于将串口通信信号中的大电压嵌位至正常电平，第二限流电阻3022用于限制串口通信线路中的电流大小。

请参照图5，图5为本申请串口通信电路一实施例的电路示意图，其中，FB1为第一磁珠，FB2为第二磁珠，D6为传输端隔离子单元，D5为接收端隔离子单元，F1为第一保险丝，F2为第二保险丝，D1为第一低压二极管，D3为第一接地二极管，D2为第二低压二极管，D4为第二接地二极管，R1为第一限流电阻，R2为第二限流电阻。在本实施例中，通过第一设备传输端101向第二设备接收端501发送串口通信信号时，串口通信信号通过FB1、D6去除静电干扰和电磁干扰，然后通过F1进行过流保护(电流过大时自动断开，第一保险丝和第二保险丝可以是自恢复保险丝)，进而通过D1和D3对传输线路中的大电压嵌位，以将大电压嵌位至正常电平，然后再通过R1对传输线路中的大电流限流，使得第二设备接收端501在接收串口通信信号时，不会造成损坏；相似地，在第二设备的传输端502向第一设备10的接收端102传输串口通信信号时，通过R2对传输线路限流，通过D2和D4进行电压限制，通过F2在电流过大时自动断开，并通过FB2、D5排除传输线路中的静电干扰和电磁干扰，使得第一设备10在接收串口通信信号时不发生损坏。

此外，本申请还提供一种串口通信保护装置，所述串口通信保护装置包括所述串口通信保护电路。

在一实施例中，所述串口通信保护装置还包括电路板，所述电路板上设有所述串口通信保护电路。以上为串口通信保护装置的一种实施例，在此不予限定。

以上仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种串口通信保护电路，其特征在于，所述串口通信保护电路设置在相互通信的第一设备和第二设备之间，所述串口通信保护电路包括：隔离干扰模块、大电流防护模块和电压限制模块；

所述第一设备一端与所述隔离干扰模块的第一端电连接，所述隔离干扰模块的第二端与所述大电流防护模块的第一端电连接，所述大电流防护模块的第二端与所述电压限制模块的第一端电连接，所述电压限制模块的第二端与所述第二设备的一端电连接；

所述第一设备一端将串口通信信号依次经所述隔离干扰模块、所述大电流防护模块、所述电压限制模块传输至所述第二设备的一端；

或所述第二设备另一端将串口通信信号依次经所述电压限制模块、所述大电流防护模块、所述隔离干扰模块传输至所述第一设备的另一端。

2.如权利要求1所述的串口通信保护电路，其特征在于，所述大电流防护模块包括：保险丝和限流电阻；

所述保险丝的第一端与所述隔离干扰模块的第二端串联，所述保险丝的第二端与所述限流电阻的第一端串联；

所述限流电阻的第二端与所述电压限制模块的第一端串联。

3.如权利要求2所述的串口通信保护电路，其特征在于，所述隔离干扰模块包括：磁珠和二极管隔离单元；

所述磁珠的第一端与所述第一设备的一端串联，所述磁珠的第二端与所述保险丝的第一端串联；

所述二极管隔离单元的第一端与所述磁珠的第二端串联，所述二极管隔离单元的第二端接地。

4.如权利要求2所述的串口通信保护电路，其特征在于，所述串口通信保护电路还包括：低压电源，所述电压限制模块包括：第一低压二极管和第一接地二极管；

所述第一低压二极管的阳极与所述限流电阻的第二端和所述第二设备的一端串联，所述第一低压二极管的阴极与所述低压电源串联；

所述第一接地二极管的阴极分别与所述第一低压二极管的阳极、所述限流电阻的第二端以及所述第二设备的一端串联，所述第一接地二极管的阳极接地。

5.一种串口通信保护装置，其特征在于，所述串口通信保护装置包括如权利要求1-4任一项所述的串口通信保护电路。