專利名稱：Rs485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱拔插保護(hù)電路，具體涉及的是一種RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
RS485總線是一種常見的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，采用平衡發(fā)送與差分接收的方式，具有傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。但是RS485總線接口不支持熱拔插，由于其電平能承受的電壓范圍較窄，最大差?！?V(TIA/EIA-485-A.標(biāo)準(zhǔn))，因此超過此范圍可能會造成接口電路及芯片損壞。目前支持熱插拔的接口一般都采用專用連接器以物理結(jié)構(gòu)的方式進(jìn)行保護(hù)，即電源針腳較長，插頭插入時(shí)電源的正負(fù)極或電源的地先接通穩(wěn)定，然后讓信號接通，如USB接口，OBD 接口等。RS485總線直流遠(yuǎn)程供電電壓較高，工業(yè)上常用24V，如圖1所示，若插頭插入過程中24V電源和RS485信號A先接觸到，地線沒有接觸到，從設(shè)備端就等效于一個電阻(Rl)，在地懸空的條件下，A點(diǎn)的電壓就等于電源電壓24V，電源電壓會通過接口芯片漏電到信號線上，超過接口芯片能承受的共模電壓范圍-7V到+12V，形成的回路就會導(dǎo)致接口芯片損壞，甚至進(jìn)一步損壞到控制芯片，而常規(guī)的TVS管保護(hù)會造成對電源的沖擊較大，不能杜絕接口電路及芯片因熱插拔造成的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，以實(shí)現(xiàn)RS485總線遠(yuǎn)程直流供電的熱插拔，避免電源地線開路造成接口電路及芯片燒壞的問題，以及降低接口保護(hù)電路的成本。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的?！NRS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，包括插頭、電源及接口保護(hù)電路、電子開關(guān)電路、電源地檢測電路和接口芯片及控制電路；所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，電源及接口保護(hù)電路與電子開關(guān)電路的輸入端A端連接；電子開關(guān)電路的輸出端B端與接口芯片及控制電路；電子開關(guān)電路的控制端C端與電源地檢測電路連接，當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，且插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端正極，而插頭地線未與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的A端有電，電源地檢測電路檢測不到地信號，電源地檢測電路輸出無效信號給電子開關(guān)電路控制信號C端，電子開關(guān)電路關(guān)閉，B端無輸出；當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端，且插頭地線與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的A端有電，電源地檢測電路檢測到地信號，電源地檢測電路輸出有效控制信號給電子開關(guān)控制信號C端，電子開關(guān)打開，電子開關(guān)輸出B端上電，輸出到接口芯片及控制電路。
其中所述電子開關(guān)電路包括P溝道MOS管、二極管D2、電容Cl和電阻R1，當(dāng)插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-未接觸到負(fù)極時(shí)，P溝道MOS管Ql的Vgs電壓為0V，MOS管截止；當(dāng)插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-也接入到電源負(fù)極時(shí)，Cl通過Rl充電，當(dāng)電壓充到MOS管開啟的門檻電壓Vgs(th)時(shí)，MOS管開始導(dǎo)通輸出。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于本發(fā)明提供的RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，通過電路檢測電源地以及電子開關(guān)的方式替代原有通過連接器機(jī)械式保護(hù)的方式，有效解決了 RS485總線遠(yuǎn)程供電熱拔插容易造成電源地開路過程中產(chǎn)生的沖擊電壓(電流)對設(shè)備造成損壞的問題，降低了故障率及設(shè)備維護(hù)維修的成本。


圖1為現(xiàn)有RS485總線未接地等效電路原理圖。圖2為本發(fā)明RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路原理框圖。圖3為本發(fā)明電子開關(guān)電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。請參閱圖2所示，圖2為本發(fā)明RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路原理框圖。本發(fā)明提供的是一種RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，主要用于解決目前RS485總線接口熱插拔時(shí)，電源電壓會通過接口芯片漏電到信號線上，超過接口芯片能承受的共模電壓范圍-7V到+12V，形成的回路導(dǎo)致接口芯片以及控制芯片損壞的問題。其中本發(fā)明所述的RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，包括有插頭、電源及接口保護(hù)電路、電子開關(guān)電路、電源地檢測電路和接口芯片及控制電路。插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，電源及接口保護(hù)電路與電子開關(guān)電路的輸入端A端連接；電子開關(guān)電路的輸出端B端與接口芯片及控制電路；電子開關(guān)電路的控制端C端與電源地檢測電路連接，電源地檢測電路用于檢測接地信號，并與電子開關(guān)的控制電路連接。電源及接口保護(hù)電路采用RS485總線常規(guī)的保護(hù)電路，由整流二極管、TVS管、自恢復(fù)保險(xiǎn)等組成，可對浪涌，反接等起保護(hù)作用，并對熱插拔起輔助保護(hù)作用。電子開關(guān)電路，如圖3所示，包括P溝道MOS管、二極管D2、電容Cl和電阻Rl等，其中P溝道MOS管Ql和二極管D2主要用于完成電子開關(guān)及地檢測。所述二極管Dl為極性保護(hù)，當(dāng)插頭插入主機(jī)，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-未接觸到負(fù)極時(shí)(地)，P溝道MOS管Ql的Vgs電壓0V, MOS管截止，Vout+端不會輸出電壓通過芯片與信號線形成回路，D2此時(shí)主要功能是防止插頭未插好(地未接觸)時(shí)MOS管通過設(shè)備信號端形成回路，造成異常導(dǎo)通；當(dāng)插頭插入主機(jī)，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-也接入到電源負(fù)極(地)時(shí)，首先Cl通過Rl充電，當(dāng)電壓充到MOS管開啟的門檻電壓Vgs (th)時(shí)，MOS管開始導(dǎo)通輸出，起到延時(shí)輸出的作用。此時(shí)信號線電平不會產(chǎn)生高壓漏電，可以安全的接觸。當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，且插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端正極，而插頭地線未與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的輸入A端有電，電源地檢測電路檢測不到地信號，電源地檢測電路輸出無效信號給電子開關(guān)電路控制信號C端，電子開關(guān)電路關(guān)閉，輸出端B端無輸出，此時(shí)不會通過板載的接口芯片形成回路漏電到485A或485B信號腳。當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端正極，且插頭地線與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的輸入A端有電，電源地檢測電路檢測到地信號，電源地檢測電路輸出有效控制信號給電子開關(guān)控制信號C端，電子開關(guān)打開，電子開關(guān)電路輸出B端上電，輸出到接口芯片及控制電路，由于接口芯片及控制電路已經(jīng)有了公共參考地，因此也不會形成漏電回路。由此可知，本發(fā)明通過電路檢測電源地加電子開關(guān)的方式替代傳統(tǒng)通過連接器機(jī)械式的保護(hù)方式，有效解決了 RS485總線遠(yuǎn)程供電熱插拔，導(dǎo)致電源地開路過程中產(chǎn)生的沖擊電壓(電流)對設(shè)備造成損壞的問題，降低了故障率及設(shè)備維護(hù)維修成本，同樣該電路也可推廣到其他遠(yuǎn)程供電性的熱插拔設(shè)備中。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，其特征在于包括插頭、電源及接口保護(hù)電路、電子開關(guān)電路、電源地檢測電路和接口芯片及控制電路；所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，電源及接口保護(hù)電路與電子開關(guān)電路的輸入端A端連接；電子開關(guān)電路的輸出端B端與接口芯片及控制電路；電子開關(guān)電路的控制端C端與電源地檢測電路連接，當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，且插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端正極，而地線未與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的輸入A端有電，電源地檢測電路檢測不到地信號，電源地檢測電路輸出無效信號給電子開關(guān)電路控制信號C端，電子開關(guān)電路關(guān)閉，B端無輸出；當(dāng)所述插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端，且地線與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的A端有電，電源地檢測電路檢測到地信號，電源地檢測電路輸出有效控制信號給電子開關(guān)控制信號C端，電子開關(guān)打開，電子開關(guān)輸出B端上電，輸出到接口芯片及控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，其特征在于所述電子開關(guān)電路包括P溝道MOS管、二極管D2、電容Cl和電阻R1，當(dāng)插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-未接觸到負(fù)極時(shí)，P溝道MOS管Ql的Vgs電壓為0V, MOS管截止；當(dāng)插頭與電源及接口保護(hù)電路連接，輸入端Vin+接入到24V電源，Vin-也接入到電源負(fù)極時(shí)，Cl通過Rl充電，當(dāng)電壓充到MOS管開啟的門檻電壓Vgs (th)時(shí)，MOS管開始導(dǎo)通輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RS485總線遠(yuǎn)程直流供電熱插拔保護(hù)電路，在插頭電源的正極接觸電源及接口保護(hù)電路的供電端，插頭地線未與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的輸入A端有電，電源地檢測電路檢測不到地信號，電源地檢測電路輸出無效信號給電子開關(guān)電路控制信號C端，電子開關(guān)電路關(guān)閉，輸出端B端無輸出；插頭地線與電源及接口保護(hù)電路的接地端接觸時(shí)，電子開關(guān)電路的輸入A端有電，電源地檢測電路檢測到地信號，電源地檢測電路輸出有效控制信號給電子開關(guān)控制信號C端，電子開關(guān)打開，由B端輸出到接口芯片及控制電路。本發(fā)明有效解決了RS485總線遠(yuǎn)程供電熱拔插容易造成電源地開路過程中產(chǎn)生的沖擊電壓(電流)對設(shè)備造成損壞的問題，降低了故障率及設(shè)備維護(hù)維修的成本。
文檔編號H02H3/20GK103022966SQ20121057232
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者梁毛鷂, 楊忠義, 董顯林 申請人:深圳市伊愛高新技術(shù)開發(fā)有限公司