本實(shí)用新型涉及電子領(lǐng)域,尤其涉及一種RS485芯片隔離電路和RS485芯片。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化程度的迅速發(fā)展,串行通信方式作為數(shù)據(jù)交換的手段被廣泛采用。由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)(英文全程:Electronic Industries Association,簡稱:EIS)制定并發(fā)布的RS485接口標(biāo)準(zhǔn)已成為工業(yè)應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖走x標(biāo)準(zhǔn)。
RS485接口標(biāo)準(zhǔn)是一種電氣接口規(guī)范,其規(guī)范了發(fā)送器和接收器的電氣特性。RS485接口標(biāo)準(zhǔn)采用平衡式發(fā)送、差分接收的數(shù)據(jù)收發(fā)器來驅(qū)動(dòng)總線,具有傳輸線成本低、抗共模干擾能力強(qiáng)、傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)的特點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于工藝控制等方面。實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于信號傳輸線距離較長,特別是傳輸線附近有大型動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行或頻繁啟動(dòng)/停止時(shí),在傳輸線上會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的共模干擾。系統(tǒng)被干擾會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)采集誤差加大,控制狀態(tài)失效、數(shù)據(jù)發(fā)生畸變、程序運(yùn)行失控等情況。采用光電隔離的方式是抑制共模干擾的主要方式之一?,F(xiàn)有技術(shù)中采用三個(gè)光電耦合器來實(shí)現(xiàn)RS485芯片與系統(tǒng)的隔離,其中,一個(gè)光電耦合器連接于RS485芯片的RO管腳與系統(tǒng)之間,用于隔離RS485芯片的RO管腳,另一個(gè)光電耦合器連接于RS485芯片的RE、DE管腳與系統(tǒng)之間,用于隔離RS485芯片的RE管腳和DE管腳,再一個(gè)光電耦合器連接于RS485芯片的DI管腳與系統(tǒng)之間,用于隔離RS485芯片的DI管腳。然而現(xiàn)有技術(shù)中的RS485芯片隔離電路采用的光電耦合器數(shù)量較多,因此會(huì)增加硬件設(shè)計(jì)成本、增大電路面積、占用較多的芯片管腳,并且在驅(qū)動(dòng)軟件方面設(shè)計(jì)時(shí)需要控制RS485芯片的RE、DE管腳,因此也增加了軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種RS485芯片隔離電路和RS485芯片,用于減小RS485芯片隔離電路中器件的數(shù)量,進(jìn)而減小硬件設(shè)計(jì)成本、減小電路面積、減小占用芯片管腳數(shù)量以及降低驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案:
第一方面,提供一種RS485芯片隔離電路,包括:第一隔離單元、第二隔離單元以及隔離電阻;
所述第一隔離單元連接信號輸出端、第一電平端、第二電平端、第三電平端以及RS485芯片的接收器輸出管腳,用于在所述接收器輸出管腳輸出高電平時(shí)在所述信號輸出端輸出所述第一電平端的電壓,在所述接收器輸出管腳輸出低電平時(shí)在所述信號輸出端輸出所述第二電平端的電壓;
所述第二隔離單元連接信號輸入端、所述第一電平端、所述第三電平端、第四電平端以及所述RS485芯片的發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳,用于在所述信號輸入端輸入低電平時(shí),向所述發(fā)送器使能管腳和所述接收器使能管腳輸入所述第三電平端的電壓,在所述信號輸入端輸入高電平時(shí),向所述發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳輸入所述第四電平端的電壓;
所述隔離電阻的第一端連接所述第四電平端,所述隔離電阻的第二端連接所述RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳。
可選的,所述第一隔離單元包括:形成第一光電耦合器的第一光敏三極管和第一發(fā)光二極管;
所述第一光敏三極管的第一極連接信號輸出端以及所述第一電平端,所述第一光敏三極管的第二極連接第二電平端,所述第一光敏三極管的柵極耦合所述第一發(fā)光二極管;
所述第一發(fā)光二級管的陽極連接所述第三電平端,所述第一發(fā)光二極管的陰極連接所述RS485芯片的接收器輸出管腳。
可選的,所述第二隔離單元包括:形成第二光電耦合器的第二光敏三極管和第二發(fā)光二極管以及第一電阻;
所述第二光敏三極管的第一極連接所述第三電平端,所述第二光敏三極管的第二極連接所述RS485芯片的發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳,所述第二光敏三極管的柵極耦合所述第二發(fā)光二極管;
所述第二發(fā)光二極管的陽極連接所述第一電平端,所述第二發(fā)光二極管的陰極連接所述信號輸入端;
所述第一電阻的第一端連接所述第二光敏三極管的第二極、所述RS485芯片的發(fā)送器使能管腳以及接收器使能管腳,所述第一電阻的第二端連接所述第四電平端。
可選的,所述第一隔離單元包括:第二電阻和第三電阻;
所述第二電阻的第一端連接所述第一電平端,所述第二電阻的第二端連接所述信號輸出端以及所述第一光敏三極管的第一極;
所述第三電阻串連于所述第三電平端和所述第一發(fā)光二極管的陽極之間。
可選的,所述第二隔離單元還包括:第四電阻;
所述第四電阻串連于所述信號輸入端和所述第二發(fā)光二極管的陰極之間。
可選的,所述RS485芯片隔離電路還包括:電源隔離供電單元;
所述電源隔離供電單元連接提供第一電平端的電壓和第二電平端的電壓的第一電源、提供第三電平端的電壓和第四電平端的電壓的第二電源以及第一電平端、第二電平端、第三電平端以及第四電平端,用于隔離所述第一電源與所述第二電源。
可選的,其特征在于,所述的RS485芯片隔離電路還包括:防護(hù)單元;
所述防護(hù)單元連接所述RS485芯片的第一差分信號輸出管腳、所述RS485芯片的第二差分信號輸出管腳、第一傳輸接口、第二傳輸接口以及所述第二電平端,用于將所述RS485芯片的第一差分信號輸出管腳的電壓與所述RS485芯片的第二差分信號輸出管腳的電壓鉗制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
可選的,所述防護(hù)單元包括:放電管和熱敏電阻;
所述放電管第一極連接所述第一傳輸接口,所述放電管第二極連接所述第二傳輸接口,所述放電管的第三級連接所述第二電平端;
所述熱敏電阻串聯(lián)于所述RS485芯片的第二差分信號輸出管腳與所述放電管的第一極之間。
可選的,所述防護(hù)單元還包括:瞬態(tài)抑制管;
所述瞬態(tài)抑制管的第一極連接所述RS485芯片的第二差分信號輸出管腳;所述瞬態(tài)抑制管的第二極連接所述RS485芯片隔離電路的第一差分信號輸出管腳。
第二方面,提供一種RS485芯片,包括第一方面任一項(xiàng)所述的RS485芯片隔離電路。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種RS485芯片隔離電路,包括:第一隔離單元、第二隔離單元以及隔離電阻;其中,第一隔離單元能夠在接收器輸出管腳輸出高電平時(shí)在信號輸出端輸出第一電平端的電壓,在接收器輸出管腳輸出低電平時(shí)在信號輸出端輸出第二電平端的電壓,即通過第一隔離單元可以實(shí)現(xiàn)信號輸出端和RS485芯片的接收器輸出管腳的隔離;第二隔離單元能夠在信號輸入端輸入低電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳輸入第三電平端的電壓,在信號輸入端輸入高電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳輸入第四電平端的電壓,即通過第二隔離單元可以實(shí)現(xiàn)信號輸入端和RS485芯片的接收器使能管腳的隔離以及信號輸入端和RS485芯片的發(fā)送器使能管腳的隔離;隔離電阻的第一端連接第四電平端,隔離電阻的第二端連接RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳,因此第四電平端通過隔離電阻可以將RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳與第四電平端的電壓拉齊,即通過隔離電阻可以將RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳隔離,相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過三個(gè)光電耦合器來實(shí)現(xiàn)RS485芯片與系統(tǒng)的隔離,本實(shí)用新型實(shí)施例中采用第一隔離單元、第二隔離單元以及隔離電阻即可實(shí)現(xiàn)RS485芯片的隔離,因此本實(shí)用新型實(shí)施例可以減小RS485芯片隔離電路中器件的數(shù)量,進(jìn)而減小硬件設(shè)計(jì)成本、減小電路面積、減小占用芯片管腳數(shù)量以及降低驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路的電路圖之一;
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路的電路圖之二;
圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的RS485芯片的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的RS485芯片的連接關(guān)系示意圖;
圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電源隔離供電單元的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防護(hù)單元的示意性結(jié)構(gòu)圖;
圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防護(hù)單元的電路圖之一;
圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的防護(hù)單元的電路圖之二。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
需要說明的是,為了便于清楚描述本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案,在本實(shí)用新型的實(shí)施例中,采用了“第一”、“第二”等字樣對功能和作用基本相同的相同項(xiàng)或相似項(xiàng)進(jìn)行區(qū)分,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不是在對數(shù)量和執(zhí)行次序進(jìn)行限定。
根據(jù)在電路中的作用本實(shí)用新型的實(shí)施例所采用的光敏三極管為開關(guān)晶體管。由于這里采用的光敏三極管的源極、漏極是對稱的,所以其源極、漏極是可以互換的。在本實(shí)用新型實(shí)施例中,為區(qū)分光敏三極管除柵極之外的兩極,將其中源極稱為第一極,漏極稱為第二極。按附圖中的形態(tài)規(guī)定光敏三極管的中間端為柵極、信號輸入端為源極、信號輸出端為漏極。
本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種RS485芯片隔離電路,具體的,參照圖1所示,該RS485芯片隔離電路包括:第一隔離單元11、第二隔離單元12以及隔離電阻13。
其中,第一隔離單元11連接信號輸出端RX、第一電平端V1、第二電平端V2、第三電平端V3以及RS485芯片的接收器輸出管腳RO,用于在接收器輸出管腳RO輸出高電平時(shí)在信號輸出端RX輸出第一電平端V1的電壓,在接收器輸出管腳RO輸出低電平時(shí)在信號輸出端RX輸出第二電平端V2的電壓。
因?yàn)榈谝桓綦x單元11可以在接收器輸出管腳RO輸出高電平時(shí)在信號輸出端RX輸出第一電平端V1的電壓且可以在接收器輸出管腳RO輸出低電平時(shí)在信號輸出端RX輸出所述第二電平端V2的電壓,所以通過設(shè)定第一電平端V1的電壓值和第二電平端V2的電壓值即可實(shí)現(xiàn)將接收器輸出管腳RO輸出的電壓值在信號輸出端RX輸出,且因?yàn)樾盘栞敵龆薘X不直接輸出接收器輸出管腳RO的輸出電壓,所以第一隔離單元可以將RS485芯片的接收器輸出管腳RO與和信號輸出端RX連接的器件隔離開來。
第二隔離單元12連接信號輸入端TX、第一電平端V1、第三電平端V3、第四電平端V4以及RS485芯片的發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE,用于在信號輸入端TX輸入低電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE輸入第三電平端V3的電壓,在信號輸入端TX輸入高電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE輸入第四電平端V4的電壓。
因?yàn)榈诙綦x單元12可以在信號輸入端TX輸入低電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE輸入第三電平端V3的電壓且在信號輸入端TX輸入高電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE輸入第四電平端V4的電壓,所以通過設(shè)定第三電平端V3的電壓和第四電平端V4的電壓值即可實(shí)現(xiàn)將信號輸入端TX的輸入的信號的反相電壓輸出送至發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE,且因?yàn)樾盘栞斎攵薚X不直接將輸入信號輸送至發(fā)送器使能管腳DE和接收器使能管腳RE,所以可以將與信號輸入端TX連接的器件與發(fā)送器使能管腳DE、接收器使能管腳RE隔離開來。
隔離電阻13的第一端連接第四電平端V4,隔離電阻13的第二端連接RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳DI。
因?yàn)镽S485芯片的發(fā)送器輸入管腳DI僅通過隔離電阻13連接第四電平端V4,所以可以將RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳DI隔離開來。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種RS485芯片隔離電路,包括:第一隔離單元、第二隔離單元以及隔離電阻;其中,第一隔離單元能夠在接收器輸出管腳輸出高電平時(shí)在信號輸出端輸出第一電平端的電壓,在接收器輸出管腳輸出低電平時(shí)在信號輸出端輸出第二電平端的電壓,即通過第一隔離單元可以實(shí)現(xiàn)信號輸出端和RS485芯片的接收器輸出管腳的隔離;第二隔離單元能夠在信號輸入端輸入低電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳輸入第三電平端的電壓,在信號輸入端輸入高電平時(shí),向發(fā)送器使能管腳和接收器使能管腳輸入第四電平端的電壓,即通過第二隔離單元可以實(shí)現(xiàn)信號輸入端和RS485芯片的接收器使能管腳的隔離以及信號輸入端和RS485芯片的發(fā)送器使能管腳的隔離;隔離電阻的第一端連接第四電平端,隔離電阻的第二端連接RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳,因此第四電平端通過隔離電阻可以將RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳與第四電平端的電壓拉齊,即通過隔離電阻可以將RS485芯片的發(fā)送器輸入管腳隔離,相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過三個(gè)光電耦合器來實(shí)現(xiàn)RS485芯片與系統(tǒng)的隔離,本實(shí)用新型實(shí)施例中采用第一隔離單元、第二隔離單元以及隔離電阻即可實(shí)現(xiàn)RS485芯片的隔離,因此本實(shí)用新型實(shí)施例可以減小RS485芯片隔離電路中器件的數(shù)量,進(jìn)而減小硬件設(shè)計(jì)成本、減小電路面積、減小占用芯片管腳數(shù)量以及將低驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
進(jìn)一步的,參照圖2所示,第一隔離單元11包括:形成第一光電耦合器100的第一光敏三極管T1和第一發(fā)光二極管D1;
第一光敏三極管T1的第一極連接信號輸出端RX以及第一電平端V1,第一光敏三極管T1的第二極連接第二電平端V2,第一光敏三極管T1的柵極耦合第一發(fā)光二極管D1;
第一發(fā)光二級管D1的陽極連接第三電平端V3,第一發(fā)光二極管D1的陰極連接RS485芯片的接收器輸出管腳RO。
第二隔離單元12包括:形成第二光電耦合器200的第二光敏三極管T2和第二發(fā)光二極管D2以及第一電阻R1;
第二光敏三極管T2的第一極連接第三電平端V3,第二光敏三極管T2的第二極連接RS485芯片的發(fā)送器使能管腳RE和接收器使能管腳DE,第二光敏三極管T2的柵極耦合第二發(fā)光二極管D2;
第二發(fā)光二極管D2的陽極連接第一電平端V1,第二發(fā)光二極管的陰極連接信號輸入端TX;
第一電阻R1的第一端連接第二光敏三極管T2的第二極、RS485芯片的發(fā)送器使能管腳DE以及接收器使能管腳RE,第一電阻R1的第二端連接第四電平端V4。
再進(jìn)一步的,參照圖3所示,第一隔離單元11包括:第二電阻R2和第三電阻R3;
第二電阻R2的第一端連接第一電平端V1,第二電阻R2的第二端連接信號輸出端RX以及第一光敏三極管T1的第一極;
第三電阻R3串連于第三電平端R3和第一發(fā)光二極管D1的陽極之間。
第二隔離單元12還包括:第四電阻R4;
第四電阻R4串連于信號輸入端TX和第二發(fā)光二極管D2的陰極之間。
通過第二電阻R2可以對第一電平端V1輸出的電壓進(jìn)行分壓,從而調(diào)節(jié)輸入信號輸出端RX或者第一光敏三極管T1的電壓,且可以避免因第一電平端V1輸出電壓過大造成的第一光敏三極管T1損壞。同理,第三電阻R3可以對第三電平端V3輸出的電壓進(jìn)行分壓,從而調(diào)節(jié)輸入第一發(fā)光二極管D1陽極的電壓,且可以避免因第三電平端V3輸出電壓過大造成的第一發(fā)光二極管D1損壞;第四電阻R4可以對信號輸入端TX輸出的電壓進(jìn)行分壓,從而調(diào)節(jié)輸入第二發(fā)光二極管D2陰極的電壓,且可以避免因信號輸入端TX輸出電壓過大造成的第二發(fā)光二極管D2損壞。
以下第一電平端V1、第三電平端V3輸出電壓為高電平,第二電平端輸V2、第四電平端V4輸出電壓為低電平為例對上述圖3所示RS485芯片隔離電路以及RS485芯片的工作原理進(jìn)行說明。示例性的,第二電平端V2可以為接地端。
具體的,參照圖4所示,圖4為本實(shí)用新型實(shí)施提供的RS485芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。RS485芯片包括接收器R和發(fā)送器D,其中,接收器R的輸出管腳RO為RS485芯片的管腳1;接收器R的使能管腳RE為RS485芯片的管腳2;發(fā)送器D的使能管腳DE為RS485芯片的管腳3;發(fā)送器D的輸入管腳DI為RS485芯片的管腳4,此外,RS485芯片還包括:作為第一差分信號輸出管腳A的管腳6、作為第二差分信號輸出管腳B的管角7、作為接地管腳GND的管腳5以及作為電源管腳VCC的管腳8。
此外,參照圖5所示,RS485芯片還包括:電容C、第五電阻R5、第六電阻R6。其中,電容C第一極連接第三電平端V3以及RS485芯片的電源管腳VCC,電容C的第二極連接第五電阻R5的第一端以及第四電平端V4,第五電阻R5的第二端連接RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B;第六電阻R6的第一端連接第一差分信號管腳A,第六電阻R6的第二端連接第三電平端V3。RS485芯片的接地管腳GND還連接第四電平端V4,第一差分信號輸出管腳A還連接第一輸出接口A’,第二差分信號輸出管腳B還連接第二輸出接口B’。
當(dāng)信號輸入端TX輸入高電平時(shí),第二發(fā)光二極管D2的陰極電壓被拉高,第二發(fā)光二激光D2不發(fā)光,第二光敏三極管T2的第一極和第二極之間截止,RS485芯片的發(fā)送器使能端DE和接收器使能端RE均被第四電平端V4拉為低電平,因此發(fā)送器D被關(guān)閉,接收器R被開啟,即RS485芯片處于接收狀態(tài)。同時(shí),RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B通過第五電阻R5電壓被拉低,RS485芯片的第一差分信號輸出管腳A通過第六電阻R6電壓被拉高,第一輸出接口A’輸出高電平,第二輸出接口B’輸出低電平,輸出信號記為1。
當(dāng)信號輸入端TX輸入低電平時(shí),第二發(fā)光二極管D2的陰極電壓被拉低,第二發(fā)光二激光D2發(fā)光,二光敏三極管T2的第一極和第二極導(dǎo)通,RS485芯片的發(fā)送器使能端DE和接收器使能端RE均被第四電平端V4拉為低電平,因此發(fā)送器D被開啟,接收器R被關(guān)閉,即RS485芯片處于發(fā)送狀態(tài)。同時(shí),發(fā)送器輸入管腳DI的電壓被第四電平端V4通過隔離電阻13拉低,發(fā)送器輸入管腳DI與第一差分信號輸出端A的輸出為同向輸出,發(fā)送器輸入管腳DI與第二差分信號輸出端B的輸出為反向輸出,第一輸出接口A’輸出低電平,第二輸出接口B’輸出高電平,輸出信號記為0。
當(dāng)RS485芯片的接收器輸出管腳RO輸出高電平時(shí),第一發(fā)光二極管D1的陰極電壓被拉高,第一發(fā)光二極管D1不發(fā)光,第一光敏三極管T1的第一極和第二極截止,信號輸出端RX被第一電平端通過第二電阻R2拉升為高電平,信號輸出端RX輸出高電平。
當(dāng)RS485芯片的接收器輸出管腳RO輸出低電平時(shí),第一發(fā)光二極管D1的陰極電壓被拉低,第一發(fā)光二極管D1發(fā)光,第一光敏三極管T1的第一極和第二極導(dǎo)通,信號輸出端RX被第二電平端拉為低電平,信號輸出端RX輸出低電平。
進(jìn)一步的,在工業(yè)控制領(lǐng)域,由于現(xiàn)場情況十分復(fù)雜,各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可能存在很高的共模電壓,雖然RS485芯片采用差分傳輸方式,具有一定抗工模干擾能力,并且通過第一隔離單元11、第二隔離單元12以及隔離電阻13組成的電路將RS485芯片信號與系統(tǒng)信號隔離,系統(tǒng)電源與RS485芯片電源仍會(huì)產(chǎn)生較高的共模電壓,且當(dāng)共模電壓超過RS485芯片的接收器的極限接收電壓時(shí),還是會(huì)影響RS485芯片正常工作,甚至燒毀RS485芯片。因此優(yōu)選的,參照圖6所示,上述實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路還包括:電源隔離供電單元14;
電源隔離供電單元14連接提供第一電平端V1的電壓和第二電平端V2的電壓的第一電源61、提供第三電平端V3的電壓和第四電平端V4的電壓的第二電源62以及第一電平端V1、第二電平端V2、第三電平端V3以及第四電平端V4,用于隔離第一電源61與第二電源62。
示例性的,第一電源61具體可以為VDD電源,第二電源62具體的可以為RS485芯片接口電路電源,電源隔離供電單元14可以為不共地的隔離電源。
RS485芯片的供電電路很容易受到來自通訊電纜等外界的電磁信號的干擾,采用隔離電源模塊能夠有效抑制干擾向主控芯片傳導(dǎo)。即,上述實(shí)施例中通過電源隔離供電單元14將系統(tǒng)電源和向RS485芯片提供電電壓的電源隔離開來,從而徹底消除共模電壓對RS485芯片的影響。
進(jìn)一步的,上述實(shí)施例中通過第一隔離單元11、第二隔離單元12以及隔離電阻13以及電源隔離供電單元14組成的電路有效的抑制了RS485芯片的高共模電壓,但由于RS485芯片接入的傳輸線通常較長,雷電和靜電干擾也是實(shí)際工程常常遇到的問題,雷電、靜電等產(chǎn)生的涌浪沖擊能夠使整個(gè)通信系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞,所以優(yōu)選的,參照圖7所示,上述任一實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路還包括:防護(hù)單元15;
防護(hù)單元15連接RS485芯片的第一差分信號輸出管腳A、RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B、第一傳輸接口A’、第二傳輸接口B’以及第二電平端V2,用于將RS485芯片的第一差分信號輸出管腳A的電壓與RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B的電壓鉗制在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
其中,預(yù)設(shè)電壓的電壓值可以通過調(diào)節(jié)防護(hù)電路15的電氣參數(shù)調(diào)節(jié),本實(shí)用新型實(shí)施例中不限定預(yù)設(shè)電壓的具體值,只要預(yù)設(shè)電壓小于RS485芯片能夠承受的電壓最大值即可。
具體的,參照圖8所示,防護(hù)單元15包括:放電管GDT和熱敏電阻PTC;
放電管GDT第一極連接第一傳輸接口A’,放電管GDT第二極連接第二傳輸接口B’,放電管的第三級連接第二電平端V2;
熱敏電阻PTC串聯(lián)于RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B與放電管GDT的第一極之間。
當(dāng)發(fā)生雷擊或者靜電放電時(shí),感應(yīng)電壓由第一傳輸接口A’和第二傳輸接口B’引入,放電管GDT對感應(yīng)電壓進(jìn)行放電,從而減小感應(yīng)電壓的電壓值,然后電路中的電流在經(jīng)過熱敏電阻PTC限流,從而對RS485芯片進(jìn)行保護(hù)。
此外,在RS485芯片正產(chǎn)工作時(shí),流過熱敏電阻PTC的電流小于額定電流,熱敏電阻的阻值非常小,對RS485芯片輸出差分電壓的影響可以忽略不計(jì)。當(dāng)發(fā)生雷擊或者靜電放電時(shí),流過熱敏電阻PTC的電流遠(yuǎn)超過額定電流,熱敏電阻PTC瞬間發(fā)熱,阻值驟增,從而限制或阻斷電路通過,保護(hù)RS485芯片不受損壞。
進(jìn)一步的,上述防護(hù)單元雖然可以對RS485芯片進(jìn)行保護(hù),但在發(fā)生大能量的雷擊時(shí),承受大能量雷擊的器件放電管GDT可能無法將雷擊電壓鉗制到RS485芯片能夠承受的水平。因此本實(shí)用新型實(shí)施例提供另一種可以承受大能量雷擊的防護(hù)單元,具體的,參照圖9所示,防護(hù)單元15還包括:瞬態(tài)抑制管D;
瞬態(tài)抑制管D的第一極連接RS485芯片的第二差分信號輸出管腳B;瞬態(tài)抑制管D的第二極連接RS485芯片隔離電路的第一差分信號輸出管腳A。
即,本實(shí)用新型實(shí)施例中采用兩級防護(hù)保護(hù)RS485芯片,其中第一級由放電管GDT和熱敏二極管組成,第二級由瞬態(tài)抑制管D組成。
還需要說明的,如果僅采用第一級防護(hù),承受大能量雷擊的器件放電管GDT可能無法將雷擊電壓鉗制到RS485芯片能夠承受的水平,而瞬態(tài)抑制管D雖然可以將雷擊電壓鉗制到RS485芯片能夠承受的水平,但不能承受雷擊電壓帶來的能量,所以優(yōu)選的,采用兩級防護(hù)對RS485芯片進(jìn)行保護(hù)。
本實(shí)用新型的實(shí)施例在提供一種RS485芯片,包括上述任一實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路。
本實(shí)用新型中不限定RS485芯片的具體形式,只要包含上述任一實(shí)施例提供的RS485芯片隔離電路即屬于本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍。
以上所述,僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。