專利名稱：一種計算機rs485接口保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及串口通信領(lǐng)域的接口技術(shù)，特別是涉及一種計算機RS485接口保護電路。
背景技術(shù)：
在工業(yè)應(yīng)用中，大量設(shè)備使用成本較低的RS485串口作為其智能通信接口。由于現(xiàn)場電磁環(huán)境惡劣、設(shè)備在長期運行時RS485接口很容易燒毀，給設(shè)備的維護管理帶來了很大的麻煩。RS485接口的損壞，一般與現(xiàn)場的通信參考地平面、RS485總線的鋪設(shè)、RS485總線是否使用屏蔽、RS485接口是否有隔離和保護設(shè)計有關(guān)。而由于設(shè)備生產(chǎn)廠家眾多，各家RS485總線接口通信參考地設(shè)計上也不盡同。但由于成本的關(guān)系，現(xiàn)場RS485設(shè)備一般都要組網(wǎng)連接。但由于設(shè)備眾多，比較分散，其通信參考地平面往往差異很大，有的甚至超出RS485總線的允許范圍。由此可見，上述現(xiàn)有的RS485接口在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能創(chuàng)設(shè)一種可以隔離RS485綜合接口電路，通過浮地的設(shè)計方式，避免RS485接口芯片損壞，尤其適合在電磁環(huán)境比較惡劣、現(xiàn)場連接大量設(shè)備、接地比較復雜的工業(yè)現(xiàn)場使用的新型結(jié)構(gòu)的計算機RS485接口保護電路，實屬當前業(yè)界極需改進的目標。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種計算機RS485接口保護電路，使其可以隔離RS485綜合接口電路，通過浮地的設(shè)計方式，避免RS485接口芯片損壞，尤其適合在電磁環(huán)境比較惡劣、現(xiàn)場連接大量設(shè)備、接地比較復雜的工業(yè)現(xiàn)場使用，從而克服現(xiàn)有的RS485接口的不足。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型一種計算機RS485接口保護電路，包括隔離芯片、RS485電平轉(zhuǎn)換芯片、共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路。作為本實用新型的一種改進，所述的共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路之間還連接有總線電平保持電路。所述的總線電平保持電路包括分別與一條RS485信號線連接并接地的上拉電阻Rl和下拉電阻R2，以及連接在兩條RS485信號線之間的阻抗匹配電阻R3。所述的阻抗匹配電阻R3為120歐。所述的隔離芯片包括串口信號發(fā)送端口、串口信號接收端口以及控制RS485總線收發(fā)方向的控制端口。所述的共模差模浪涌保護電路包括安規(guī)電容C1、C2、C3，其中C1、C2串接于RS485的兩條信號線之間，并在Cl、C2之間接地；C3與Cl、C2并聯(lián)連接于RS485的兩條信號線之間。[0013]所述的共模差分瞬態(tài)保護電路包括瞬態(tài)抑制二極管Fl、F2、Dl、D2、D3，其中F1、F2分別串接在RS485的一條信號線上；D1、D2分別與RS485的一條信號線連接，并接地；D3連接于RS485的兩條信號線之間。所述的隔離芯片采用ADUM6401芯片。所述的RS485電平轉(zhuǎn)換芯片采用SN75176芯片。所述的隔尚芯片隔尚耐壓DC 2KV以上。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本實用新型至少具有以下有益效果1、RS485接口電氣隔離，采用浮地設(shè)計，能自適應(yīng)現(xiàn)場RS485總線的地平面；2、RS485接口有浪涌保護和瞬態(tài)抑制設(shè)計，可有效適應(yīng)現(xiàn)場惡劣電磁環(huán)境；3、正確使用本實用新型接口保護電路后，可大大提高RS485接口的安全性，以及系統(tǒng)的可靠性。如上所述，本實用新型提供了一種RS485綜合接口保護電路，可以對RS485的總線接口進行保護，以適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的電磁環(huán)境。

上述僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。圖I是本實用新型一種計算機RS485接口保護電路的電路框圖。圖2是本實用新型一種計算機RS485接口保護電路的電路原理圖。
具體實施方式
請參閱圖I、圖2所示,本實用新型一種計算機RS485接口保護電路,包括隔離芯片、RS485電平轉(zhuǎn)換芯片、共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路，并可在共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路之間連接有總線電平保持電路。其中，隔離芯片U2優(yōu)選磁隔離芯片ADUM6401，要求隔離耐壓DC 2KV以上，并包括串口信號發(fā)送端口、串口信號接收端口以及與CPU的一個GPIO連接可以控制RS485總線收發(fā)方向的控制端口。RS485電平轉(zhuǎn)換芯片Ul優(yōu)選SN75176芯片。共模差分瞬態(tài)保護電路包括瞬態(tài)抑制二極管Fl、F2、Dl、D2、D3，主要作用是對RS485電平轉(zhuǎn)換芯片保護。其中，F(xiàn)1、F2分別串接在RS485的一條信號線上，Dl、D2分別與RS485的一條信號線連接并接地，D3連接于RS485的兩條信號線之間，D1、D2、D3瞬態(tài)抑制電壓6. 0V,正溫度系數(shù)的自恢復保險絲TC保護電流為120mA。共模差模浪涌保護電路包括安規(guī)電容C1、C2、C3，要求耐壓2KV參數(shù)為2KV，主要用來把RS485總線引入的浪涌干擾，通過Cl、C2泄放到保護地上，保護地要求必須與現(xiàn)場的安全地可靠連接。其中，C1、C2串接于RS485的兩條信號線之間，并在C1、C2之間接地，C3與C1、C2并聯(lián)連接于RS485的兩條信號線之間?？偩€電平保持電路包括分別與一條RS485信號線連接并接地的上拉電阻Rl和下拉電阻R2，以及連接在兩條RS485信號線之間的阻抗匹配電阻R3。其中，Rl、R2主要作用是在RS485總線的上下拉時保持總線狀態(tài)；R3的作用是阻抗匹配，抑制干擾，采用120歐的阻抗匹配電阻可通過跳線JMP選擇是否有效。工作時，串口發(fā)送、接收和控制信號都經(jīng)過磁隔離芯片隔離后，進入RS485電平轉(zhuǎn)換電路變成隔離RS485電平，RS485隔離信號分別經(jīng)過共模差模瞬態(tài)保護電路、共模差模浪涌保護電路后，與現(xiàn)場其它RS485設(shè)備連接。UART發(fā)送端口用于輸出串口 TTL電平信號，經(jīng)過RS485電平轉(zhuǎn)換芯片把TTL信號轉(zhuǎn)換成RS485信號輸出；接收到的RS485信號經(jīng)過RS485電平轉(zhuǎn)換芯片把RS485電平信號轉(zhuǎn)換成TTL信號，經(jīng)過隔離轉(zhuǎn)換后，至UART接收端口 ；控制信號TTL電平信號經(jīng)過隔離轉(zhuǎn)換后，控制RS485總線的收發(fā)方向。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上 的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于包括依次連接的隔離芯片、RS485電平轉(zhuǎn)換芯片、共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路之間還連接有總線電平保持電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的總線電平保持電路包括分別與一條RS485信號線連接并接地的上拉電阻Rl和下拉電阻R2，以及連接在兩條RS485信號線之間的阻抗匹配電阻R3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的阻抗匹配電阻R3為120歐。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的隔離芯片包括串口信號發(fā)送端口、串口信號接收端口以及控制RS485總線收發(fā)方向的控制端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的共模差模浪涌保護電路包括安規(guī)電容Cl、C2、C3，其中 C1、C2串接于RS485的兩條信號線之間，并在Cl、C2之間接地； C3與C1、C2并聯(lián)連接于RS485的兩條信號線之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的共模差分瞬態(tài)保護電路包括瞬態(tài)抑制二極管FI、F2、Dl、D2、D3，其中 F1、F2分別串接在RS485的一條信號線上； D1、D2分別與RS485的一條信號線連接，并接地； D3連接于RS485的兩條信號線之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的隔離芯片采用ADUM6401芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的RS485電平轉(zhuǎn)換芯片采用SN75176芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的一種計算機RS485接口保護電路，其特征在于所述的隔離芯片隔離耐壓DC 2KV以上。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種計算機RS485接口保護電路，包括隔離芯片、RS485電平轉(zhuǎn)換芯片、共模差分瞬態(tài)保護電路和共模差模浪涌保護電路。本實用新型采用電氣隔離、浮地設(shè)計，能自適應(yīng)現(xiàn)場RS485總線的地平面；有浪涌保護和瞬態(tài)抑制設(shè)計，可有效適應(yīng)現(xiàn)場惡劣電磁環(huán)境；正確使用本實用新型接口保護電路后，可大大提高RS485接口的安全性，以及系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04L12/40GK202696137SQ201220209319
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者于東升 申請人:北京北變智達科技有限公司