本實(shí)用新型涉及一種通訊電路，更具體地說，它涉及一種RS485通訊電路。

背景技術(shù)：

采集器在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)中作為計(jì)量表和集中器的通訊中轉(zhuǎn)站，是不可缺少的重要設(shè)備，而通訊處理模塊是電能表系統(tǒng)進(jìn)行外界通訊的重要模塊。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共模干擾的能力，加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測(cè)低至200mV的電壓，故傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)，是智能儀器儀表行業(yè)在用最常規(guī)的通信方式，而且使用范圍也是非常廣泛的。

公開號(hào)為CN203747788U的中國實(shí)用新型專利公開了一種具有極性檢測(cè)的RS485電路，包括具有極性的RS485芯片，所述的RS485 芯片包括數(shù)據(jù)發(fā)送端口、數(shù)據(jù)接收端口以及時(shí)序控制端口，RS485芯片還包括正極性輸出端子和負(fù)極性輸出端子，所述數(shù)據(jù)接收端口串聯(lián)第一電阻R1，所述的第一電阻R1并聯(lián)一極性檢測(cè)電阻R2，所述的第一電阻R1和極性檢測(cè)電阻R2的連接點(diǎn)連接一上拉電阻R3，由第一直流電源供電，所述在數(shù)據(jù)發(fā)送端口S1、數(shù)據(jù)接收端口S2以及時(shí)序控制端口S3分別連接有一光耦隔離電路。雖然上述的電路能夠有效判斷電路的極性，但是該電路存在一下缺點(diǎn)：沒有設(shè)置阻抗匹配，將引起傳輸信號(hào)的反射，使數(shù)字波形產(chǎn)生振蕩，造成邏輯混亂；輸入端會(huì)形成浪涌電壓影響信號(hào)的傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種RS485通訊電路，能夠達(dá)到特性匹配，并限制浪涌電壓，起到過壓保護(hù)作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：

一種RS485通訊電路，包括與控制器連接的隔離電路、與所述隔離電路連接的轉(zhuǎn)換電路、以及與所述轉(zhuǎn)換電路連接的保護(hù)電路，所述保護(hù)電路連接于雙絞線的A、B端，還包括：

阻抗匹配電路，與所述轉(zhuǎn)換電路和所述保護(hù)電路連接，用于使信號(hào)線的負(fù)載與信號(hào)線的特性阻抗相匹配；所述保護(hù)電路包括：

一級(jí)保護(hù)電路，與雙絞線的A、B端連接，用于限制浪涌電壓；

二級(jí)保護(hù)電路，與所述一級(jí)保護(hù)電路電連接，用于過流保護(hù)；

三級(jí)保護(hù)電路，與所述二級(jí)保護(hù)電路電連接，用于限制瞬時(shí)電壓。

通過采用上述技術(shù)方案，一級(jí)保護(hù)電路、二級(jí)保護(hù)電路和三級(jí)保護(hù)電路分別起到限制浪涌電壓、過流保護(hù)、防護(hù)電快速瞬變脈沖群的作用，防止雷擊產(chǎn)生的浪涌電流和接線錯(cuò)接到220V高壓上引發(fā)的過壓；另外，阻抗匹配電路的設(shè)置能夠減弱傳輸信號(hào)的反射，減小使數(shù)字波形產(chǎn)生振蕩，造成邏輯混亂的概率，從而提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

進(jìn)一步的，所述一級(jí)保護(hù)電路包括依次串聯(lián)的第一氣體放電管、第二氣體放電管、第三氣體放電管，其中，第一氣體放電管和第三氣體放電管的另一端均接地，第一氣體放電管和第二氣體放電管的連接點(diǎn)連接于雙絞線的A端，第二氣體放電管和第三氣體放電管的連接點(diǎn)連接于雙絞線的B端。

通過采用上述技術(shù)方案，限制浪涌電壓，起到過壓保護(hù)作用。

進(jìn)一步的，所述二級(jí)保護(hù)電路包括：

第一熱敏電阻，其一端連接于第一氣體放電管和第二氣體放電管的連接點(diǎn)，另一端連接于三級(jí)保護(hù)電路；

第二熱敏電阻，其一端連接于第二氣體放電管和第三氣體放電管的連接點(diǎn)，另一端連接于三級(jí)保護(hù)電路；

其中，所述第一熱敏電阻和第二熱敏電阻均采用PTC熱敏電阻。

通過采用上述技術(shù)方案，起到過流保護(hù)作用。

進(jìn)一步的，所述三級(jí)保護(hù)電路包括依次串聯(lián)的第一瞬態(tài)抑制二極管、第二瞬態(tài)抑制二極管、第三瞬態(tài)抑制二極管，其中，第一瞬態(tài)抑制二極管和第三瞬態(tài)抑制二極管的另一端均接地，第一瞬態(tài)抑制二極管和第二瞬態(tài)抑制二極管的連接點(diǎn)連接于第一熱敏電阻的另一端，第二瞬態(tài)抑制二極管和第三瞬態(tài)抑制二極管的連接點(diǎn)連接于第二熱敏電阻的另一端。

通過采用上述技術(shù)方案，用于電快速瞬變脈沖群的防護(hù)同時(shí)將電壓不會(huì)高于轉(zhuǎn)換芯片的保護(hù)電壓。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換電路包括：

轉(zhuǎn)換芯片；

退偶電容，連接于所述轉(zhuǎn)換芯片的電源端，用于濾除電源高頻成分。

通過采用上述技術(shù)方案，用退偶電容濾除電源高頻成分對(duì)芯片的影響。

進(jìn)一步的，所述阻抗匹配電路包括連接于所述轉(zhuǎn)換芯片的A端和B端的匹配電阻，所述匹配電阻采用120歐姆。

通過采用上述技術(shù)方案，由于通信載體是雙絞線，它的特性阻抗為120 Ω左右，匹配電阻的阻值選取120歐姆。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換電路還包括：

上拉電阻，其一端連接于轉(zhuǎn)換芯片的電源端，另一端連接于匹配電阻的一端；

下拉電阻，其一端連接于匹配電阻的另一端，另一端接地。

通過采用上述技術(shù)方案，能夠在電路驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉時(shí)給線路一個(gè)固定的電平，防止通信異常。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換電路還包括：

第一電阻，其一端連接于上拉電阻和匹配電阻的連接點(diǎn)，另一端連接于第一瞬態(tài)抑制二極管和第二瞬態(tài)抑制二極管的連接點(diǎn)；

第二電阻，其一端連接于下拉電阻和匹配電阻的連接點(diǎn)，另一端連接于第二瞬態(tài)抑制二極管和第三瞬態(tài)抑制二極管的連接點(diǎn)。

通過采用上述技術(shù)方案，使得上拉電阻和下拉電阻的阻值可取得再大些，防止發(fā)送方驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載太重。

進(jìn)一步的，所述隔離電路包括：

第一光電耦合器，其發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出端，其光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和控制器的串口接收端；

第二光電耦合器，其光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端，其發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于控制器的串口發(fā)送端；

第三光電耦合器，其光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出使能端和驅(qū)動(dòng)器輸出使能端，其發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于控制器的一端口。

通過采用上述技術(shù)方案，隔離電路的設(shè)置實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，可有效保護(hù)電路不受RS-485傳輸線上浪涌電流的損害。

進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端與轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出使能端或驅(qū)動(dòng)器輸出使能端之間設(shè)置有反相電路。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1、三級(jí)保護(hù)電路的設(shè)置可有效防止浪涌電壓對(duì)電路的影響，并起到過壓保護(hù)作用；

2、控制器與轉(zhuǎn)換芯片利用光耦隔離，可有效保護(hù)電路不受RS-485傳輸線上浪涌電流的損害；

3、匹配電阻的設(shè)置能夠減小傳輸信號(hào)的反射，提高信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的保護(hù)電路和轉(zhuǎn)換電路的電路原理圖；

圖2為隔離電路的電路原理圖。

附圖標(biāo)記：2、轉(zhuǎn)換電路；3、保護(hù)電路；4、阻抗匹配電路；5、一級(jí)保護(hù)電路；6、二級(jí)保護(hù)電路；7、三級(jí)保護(hù)電路；8、退偶電容；9、第一光電耦合器；10、第二光電耦合器；11、第三光電耦合器；12、反相電路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

一種RS485通訊電路，參照?qǐng)D1，包括雙絞線的A、B端連接的保護(hù)電路3、以及與保護(hù)電路3電連接的轉(zhuǎn)換電路2和阻抗匹配電路4。

其中，保護(hù)電路3包括與雙絞線的A、B端連接的用于限制浪涌電壓一級(jí)保護(hù)電路5、與一級(jí)保護(hù)電路5電連接的用于過流保護(hù)的二級(jí)保護(hù)電路6、與二級(jí)保護(hù)電路6電連接的用于限制瞬時(shí)電壓的三級(jí)保護(hù)電路7，一級(jí)保護(hù)電路5包括依次串聯(lián)的第一氣體放電管GAS1、第二氣體放電管GAS2、第三氣體放電管GAS3，其中，第一氣體放電管GAS1和第三氣體放電管GAS3的另一端均接地，第一氣體放電管GAS1和第二氣體放電管GAS2的連接點(diǎn)連接于雙絞線的A端，第二氣體放電管GAS2和第三氣體放電管GAS3的連接點(diǎn)連接于雙絞線的B端。二級(jí)保護(hù)電路6包括第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2，其中，第一熱敏電阻PTC1的一端連接于第一氣體放電管GAS1和第二氣體放電管GAS2的連接點(diǎn)；第二熱敏電阻PTC2的一端連接于第二氣體放電管GAS2和第三氣體放電管GAS3的連接點(diǎn)。三級(jí)保護(hù)電路7包括依次串聯(lián)的第一瞬態(tài)抑制二極管TVS1、第二瞬態(tài)抑制二極管TVS2、第三瞬態(tài)抑制二極管TVS3，其中，第一瞬態(tài)抑制二極管TVS1和第三瞬態(tài)抑制二極管TVS3的另一端均接地，第一瞬態(tài)抑制二極管TVS1和第二瞬態(tài)抑制二極管TVS2的連接點(diǎn)連接于第一熱敏電阻PTC1的另一端，第二瞬態(tài)抑制二極管TVS2和第三瞬態(tài)抑制二極管TVS3的連接點(diǎn)連接于第二熱敏電阻PTC2的另一端。當(dāng)RS-485總線與電力線(例如，220VAC)短路時(shí)，二級(jí)保護(hù)電路6和三級(jí)保護(hù)電路7可提供差模過壓保護(hù)。正常情況下，第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2相當(dāng)于串接在回路中的限流電阻，是一個(gè)固定阻值，當(dāng)外部線路發(fā)生過壓時(shí)，瞬態(tài)抑制二極管被擊穿，將電壓篏位在6V8，使RS485芯片得到可靠保護(hù)，此時(shí)，大電流通過第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2，使其阻值發(fā)生階躍性變化，其數(shù)量級(jí)在4-5之間，這樣，串接在回路中的第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2呈現(xiàn)高阻態(tài)，達(dá)到保護(hù)目的。過壓消失后，系統(tǒng)將恢復(fù)正常?；謴?fù)正常需要一個(gè)時(shí)間間隔，這個(gè)間隔取決于第一熱敏電阻PTC1和第二熱敏電阻PTC2的散熱情況。另外，瞬態(tài)抑制二極管的過壓保護(hù)的限值為6V8。

轉(zhuǎn)換電路2包括型號(hào)為ADM487EARZ的轉(zhuǎn)換芯片，該轉(zhuǎn)換芯片的電源端連接有用于濾除電源高頻成分的退偶電容8。并且，轉(zhuǎn)換芯片的電源端還連接有上拉電阻RS9，上拉電阻RS9的另一端連接于匹配電阻的一端；匹配電阻的另一端連接于下拉電阻RS11，該下拉電阻RS11另一端接地。上拉電阻RS9和下拉電阻RS11的主要作用是在電路驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉時(shí)給線路以一個(gè)固定的電平。由于轉(zhuǎn)換芯片的特性，接收器的檢測(cè)靈敏度為± 200mV，即差分輸入端VA－VB ≥+200mV，輸出邏輯1，VA－VB ≤－200mV，輸出邏輯0；而A、B端電位差的絕對(duì)值小于200mV時(shí)，輸出為不確定。如果在總線上所有發(fā)送器被禁止時(shí)，即所有轉(zhuǎn)換芯片都處于接收態(tài)時(shí)，接收器輸出狀態(tài)不定，如果為1的話沒有問題，如果為0的話，會(huì)使接收器認(rèn)為是新的通信開始，從而導(dǎo)致通訊異常。所以我們會(huì)在A、B線上面設(shè)上拉電阻RS9和下拉電阻RS11，以盡量避免這種不確定狀態(tài)。

另外，為了使上拉電阻RS9和下拉電阻RS11的阻值可取得再大些，防止發(fā)送方驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載太重，轉(zhuǎn)換電路2中還包括第一電阻RS12和第二電阻RS13，第一電阻的一端連接于上拉電阻RS9和匹配電阻RS10的連接點(diǎn)，另一端連接于第一瞬態(tài)抑制二極管TVS1和第二瞬態(tài)抑制二極管TVS2的連接點(diǎn)；第二電阻的一端連接于下拉電阻RS11和匹配電阻RS10的連接點(diǎn)，另一端連接于第二瞬態(tài)抑制二極管TVS2和第三瞬態(tài)抑制二極管TVS3的連接點(diǎn)。

阻抗匹配電路4包括如上所提的連接于轉(zhuǎn)換芯片的A端和B端的匹配電阻RS10，匹配電阻采用120歐姆。這是因?yàn)橥ㄐ泡d體是雙絞線，它的特性阻抗為120 Ω左右。

另外，參照?qǐng)D2，為了提高抗干擾能力，有效保護(hù)電路3不受RS-485傳輸線上浪涌電流的損害，在控制器和轉(zhuǎn)換電路2之間連接了隔離電路，隔離電路包括第一光電耦合器9、第二光電耦合器10、第三光電耦合器11，其中，第一光電耦合器9的發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出端，其光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和控制器的串口接收端；第二光電耦合器10的光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端，其發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于控制器的串口發(fā)送端；第三光電耦合器11的光電三極管的發(fā)射極接地，集電極連接于電源電壓和轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出使能端和驅(qū)動(dòng)器輸出使能端，其發(fā)光二極管的陽極連接于電源電壓，陰極連接于控制器的一端口。轉(zhuǎn)換芯片ADM487EARZ的Pin1引腳通過光耦隔離接到對(duì)用控制器的串口接收端。Pin4引腳通過光耦隔離接到對(duì)用控制器的串口發(fā)射端?？刂破鞯拇诎l(fā)射端通過第三光電耦合器11隔離后，再將信號(hào)經(jīng)過一個(gè)反相電路12，本實(shí)施例中，相電路采用NPN三極管，NPN三極管反相后再去控制Pin2和Pin3。當(dāng)系統(tǒng)不處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)控制器的串口發(fā)射端處于高電平，第三光電耦合器11的發(fā)光二極管沒有導(dǎo)通，后端的光電三極管沒有接受到任何信號(hào)，所以也處于截止?fàn)顟B(tài)（高阻狀態(tài)），即轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端為高電平，轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端信號(hào)經(jīng)過NPN三極管反相后變?yōu)榈碗娖郊?85CTL，即芯片的Pin2和Pin3都為低電平，對(duì)比該芯片的引腳功能描述該芯片處于接收狀態(tài)（信號(hào)方向由ADM487EARZ指向控制器）；同理當(dāng)控制器往發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，控制器的串口發(fā)射端為低電平，經(jīng)轉(zhuǎn)換后Pin2和Pin3為高電平，對(duì)比該芯片的引腳功能描述，該芯片處于發(fā)射狀態(tài)（信號(hào)方向由控制器指向ADM487EARZ）。其中，Pin1對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出端，Pin2對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換芯片的接收器輸出使能端，Pin3對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸出使能端，Pin4對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換芯片的驅(qū)動(dòng)器輸入端。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。