專利名稱：一種信號隔離柵電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電路，具體是一種信號隔離柵電路，應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場中RS485/RS422信號保護。
背景技術(shù)：
隨著微處理器，人工智能技術(shù)并行的發(fā)展，這給儀器儀表行業(yè)向智能化發(fā)展，也就是說智能化的機器人的儀器儀表，智能水平的提高而較快提高的速度，這將讓人們的生活更加輕松。隨著科技的發(fā)展，儀表種類繁多，需要大量的人力、物力去抄取儀表數(shù)據(jù)。組網(wǎng)并且遠傳成為新的一種趨勢。工業(yè)控制的表計大多使用RS485方式組網(wǎng)，組網(wǎng)方便，布線簡單。伴隨著布線，問題就出現(xiàn)了， 儀表是精密設(shè)備，布線一長就容易引入干擾，更嚴(yán)重的是雷電感應(yīng)。當(dāng)雷電發(fā)生時，會引起建筑物附近地電位急劇升高，由于存在大地電阻，在兩地之間將會產(chǎn)生巨大的電勢差，這個電勢差通過電子接地系統(tǒng)，兩地電子設(shè)備連接導(dǎo)線會產(chǎn)生巨大的浪涌電流，對電子設(shè)備造成損害。當(dāng)雷擊通過建筑物外防雷系統(tǒng)(如避雷針)放電時，巨大的雷電流產(chǎn)生的電磁場會在建筑物內(nèi)電子設(shè)備連接電纜線上感應(yīng)出破壞性的電壓浪涌，當(dāng)雷電擊中一根架空電線時，就會和附近電纜線之間產(chǎn)生很強的電場，由于它的高頻特性，通過電纜線之間的分布電容耦合，會在低電位電纜線上產(chǎn)生電壓浪涌，從而對電子設(shè)備造成破壞。因此電子信息系統(tǒng)應(yīng)采用外部和內(nèi)部相結(jié)合的防雷措施進行綜合防護。外部防護采用避雷針、避雷網(wǎng)等防護措施將雷擊電流引到大地。內(nèi)部防護一方面設(shè)備間及金屬管道地線之間必須實現(xiàn)等電位接地，另一方面在電子信息系統(tǒng)中各種與外部通信傳輸線路端口安裝浪涌保護隔離柵。目前市場上的安全柵種類繁多，價格和質(zhì)量高低不等，有的僅有隔離作用，有的僅有浪涌保護作用，有的僅是RS485，有的僅是RS422。而工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備往往受空間的限制，不能每種功能都裝一個設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種信號隔離柵電路。本發(fā)明包括自動切換電路、接口電路、隔離電源電路、兩個浪涌保護電路和兩個高速光耦。所述的自動切換電路包括一個與門芯片、一個與非門芯片、兩個RS-485芯片、四個上拉電阻、三個下拉電阻、三個匹配電阻、一個延時電容、一個濾波電容和一個PNP三極管。第一 RS-485芯片U3的7腳與第一下拉電阻Rl的一端連接、6腳與第一上拉電阻R2的一端連接、2腳和3腳與第二下拉電阻R3的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第一下拉電阻Rl的另一端接第一隔離電源地，第二下拉電阻R3的另一端接第一隔離電源地，第一上拉電阻R2的另一端接第一隔離電源VCCl ；第二 RS-485芯片U4的7腳與第三下拉電阻R4的一端連接、6腳與第二上拉電阻R5的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第三下拉電阻R4的另一端接第一隔離電源地，第二上拉電阻R5的另一端接第一隔離電源VCCl ；
與門芯片Ul的一個輸入腳INl與第一 RS-485芯片U3的I腳連接、另一個輸入腳IN2與第二 RS-485芯片U4的I腳連接、電源腳接第一隔離電源VCC1、接地腳接第一隔離電源地，第一 PNP三極管Ql的發(fā)射極接第一隔離電源VCC1、集電極接第一匹配電阻R6的一端、基極接第二匹配電阻R7的一端，第二匹配電阻R7的另一端和第三上拉電阻R8的一端與與門芯片Ul的輸出腳OUT連接，第三上拉電阻R8的另一端接第一隔離電源VCCl，第一匹配電阻R6的另一端接第一高速光耦OCl的陽極端，第一高速光耦OCl的陰極端接第一隔離電源地；
第一與非門芯片U2的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-1和IN-2、以及另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN-3與第四上拉電阻R9的一端、第二 RS-485芯片U4的4腳、第二高速光耦0C2的輸出端連接，一組輸入輸出中的輸出腳0UT-1與第一延時電容Cl的一端連接，第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-4與第三匹配電阻RlO的一端、第一延時電容Cl的另一端連接，第三匹配電阻RlO的另一端接第一隔離電源VCC1，第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-2接第二 RS-485芯片U4的2腳和3腳，第一與非門芯片U2的電源腳接第一隔離電源VCC1、接地腳接第一隔離電源地；第二高速光稱0C2的電源腳、第四上拉電阻R9的另一端、第一濾波電容C2的一端接第一隔離電源VCCl，第二高速光耦0C2的接地腳接第一隔離電源地，第一濾波電容C2的另一端接第一隔離電源地。所述的接口電路包括一個與非門芯片、一個RS-485芯片、三個下拉電阻、三個上拉電阻、五個匹配電阻、三個PNP三極管、兩個發(fā)光二極管、三個TVS 二極管、一個延時電容和一個濾波電容。第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的輸出腳0UT-01與第二延時電容C3的一端連接，第二延時電容C3的另一端、第四匹配電阻Rll的一端與第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN·-03連接，第四匹配電阻RlI的另一端接第二隔離電源VCC2 ；第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-Ol和IN-02、以及另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-04與第三RS-485芯片U6的4腳、第五匹配電阻R12的一端、第五上拉電阻R13的一端、第一高速光稱OCl的輸出端連接；第五匹配電阻R12的另一端接第二PNP三極管Q2的基極，第二 PNP三極管Q2的集電極接第一發(fā)光二極管LEDl的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第一發(fā)光二極管LEDl的陰極接第四下拉電阻R14的一端，第四下拉電阻R14的另一端接第二隔離電源地；第五上拉電阻R13的另一端、第二濾波電容C4的一端、第一高速光耦OCl的電源端接第二隔離電源VCC2，第二濾波電容C4的另一端接第二隔離電源地，第一高速光耦OCl的接地端接第二隔離電源地；
第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-02與第三RS-485芯片U6的2腳和3腳連接，第二與非門芯片U5的電源腳接第二隔離電源VCC2、接地腳接第二隔離電源地；第三RS-485芯片U6的I腳與第六匹配電阻R15的一端、第七匹配電阻R16的一端、第六上拉電阻R17的一端連接，第六匹配電阻R15的另一端接第三PNP三極管Q3的基極，第三PNP三極管Q3的集電極接第二發(fā)光二極管LED2的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第二發(fā)光二極管LED2的陰極接第五下拉電阻R18的一端，第五下拉電阻R18的另一端接第二隔離電源地；第七匹配電阻R16的另一端接第四PNP三極管Q4的基極，第四PNP三極管Q4的發(fā)射極和第六上拉電阻R17的另一端接第二隔離電源VCC2，第四PNP三極管Q4的集電極接第八匹配電阻R19的一端，第八匹配電阻R19的另一端接第二高速光耦0C2的陽極端，第二高速光耦0C2的陰極端接第二隔離電源地；
第三RS-485芯片U6的6腳與第七上拉電阻R20的一端、第一 TVS 二極管Dl的一端、第二 TVS 二極管D2的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的一端A ;第三RS-485芯片U6的7腳與第六下拉電阻R21的一端、第二 TVS 二極管D2的另一端、第三TVS 二極管D3的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的另一端B ;第三RS-485芯片U6的8腳和第七上拉電阻R20的另一端接第二隔離電源VCC2，第三RS-485芯片U6的5腳、第一 TVS 二極管Dl的另一端、第三TVS 二極管D3的另一端、第六下拉電阻R21的另一端接第二隔離電源地。所述的隔離電源電路包括三個隔離電源、三個濾波電容、三個匹配電阻、一個限流電阻、一個延時電容、一個TVS 二極管、一個PNP三極管、一個PMOS管、一個發(fā)光二極管、一個自恢復(fù)保險絲、一個氣體放電管。二極管D4的陽極接外接電源的正極，作為整個電路的總電源輸入端，外接電源的負(fù)極接地；二極管D4的陰極與第一隔離電源DC-DCl的電源輸入腳、第二隔離電源DC-DC2的電源輸入腳、第三隔離電源DC-DC3的電源輸入腳、第三濾波電容C5的一端、第四濾波電容C6的一端、第五濾波電·容C7的一端連接，第一隔離電源DC-DCl的接地腳、第二隔離電源DC-DC2的接地腳、第三隔離電源DC-DC3的接地腳、第三濾波電容C5的另一端、第四濾波電容C6的另一端、第五濾波電容C7的另一端接地；第一隔離電源DC-DCl的電源輸出腳作為第一隔離電源VCCl的輸入端，隔離地腳作為第一隔離電源地；第二隔離電源DC-DC2的電源輸出腳作為第二隔離電源VCC2的輸入端，隔離地腳作為第二隔離電源地；
第三隔離電源DC-DC3的隔離地腳作為第三隔離電源地，電源輸出腳與第五PNP三極管Q5的發(fā)射極、第三延時電容CS的一端、第九匹配電阻R22的一端、PMOS管的S極連接，第五PNP三極管Q5的集電極與第九匹配電阻R22的另一端、第十匹配電阻R23的一端、PMOS管的G極連接，第十匹配電阻R23的另一端接第三隔離電源地，第五PNP三極管Q5的基極與第三延時電容C8的另一端、第i^一匹配電阻R24的一端連接；PM0S管的D極與第i^一匹配電阻R24的另一端、限流電阻R25的一端、第四TVS 二極管D5的一端、第一自恢復(fù)保險絲PTCl的一端連接，限流電阻R25的另一端與第三發(fā)光二極管LED3的陽極連接；第一氣體放電管⑶Tl的一個輸入端接第一自恢復(fù)保險絲PTCl的另一端，作為第三隔離電源VCC3的輸出端，給外部設(shè)備供電；第一氣體放電管GDTl的另一個輸入端、第四TVS 二極管D5的另一端、第三發(fā)光二極管LED3的陰極接第三隔離電源地，第一氣體放電管⑶Tl的輸出腳接大地。兩個浪涌保護電路結(jié)構(gòu)相同，包括三個TVS 二極管、兩個自恢復(fù)保險絲和一個氣體放電管。第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第五TVS 二極管D6的一端、第六TVS 二極管D7的一端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第七TVS 二極管D8的一端、第六TVS 二極管D7的另一端連接，第五TVS 二極管D6的另一端和第七TVS 二極管D8的另一端接第一隔離電源地；第二自恢復(fù)保險絲PTC2的另一端與第二氣體放電管⑶T2的一個輸入端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的另一端與第二氣體放電管GDT2的另一個輸入端連接，第二氣體放電管⑶T2的輸出腳接大地；
一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第一 RS-485芯片U3的7腳連接，另一端作為整個電路的第一信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第一 RS-485芯片U3的6腳連接，另一端作為整個電路的第二信號輸出端；
另一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第二 RS-485芯片U4的7腳連接，另一端作為整個電路的第三信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第二 RS-485芯片U4的6腳連接，另一端作為整個電路的第四信號輸出端。其中與門芯片、與非門芯片、RS-485芯片均采用成熟的現(xiàn)有芯片，可以通過市場購
買取得。本發(fā)明的信號隔離柵電路采用三路隔離電源分別給本安端和非本安端的信號電路及本安端的電源電路供電，實現(xiàn)完全隔離；采用高速光耦隔離本安端和非本安端的信號，采用放電管、自恢復(fù)保險絲、瞬態(tài)抑制二極管實現(xiàn)本安端浪涌保護，采用三極管自鎖電路實現(xiàn)電源輸出端的短路保 護，采用純硬件電路實現(xiàn)信號的自動收發(fā)和RS485/RS422的自動切換，增強可靠性。本發(fā)明中自動切換電路能夠自動識別RS485和RS422信號，兼容工業(yè)控制現(xiàn)場RS485和RS422共同存在時的信號傳輸。隔離電源電路能夠?qū)崿F(xiàn)電源的隔離，避免了不同信號間的干擾。同時帶有短路保護功能，避免由于誤操作造成短路損壞器件或者產(chǎn)生火花。本發(fā)明本安端支持RS485/RS422信號，非本安端支持RS485信號。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單合理，實現(xiàn)了浪涌保護、隔離、RS485/RS422、電源輸出，并且具有輸出短路保護功能。


圖1為本發(fā)明中自動切換電路的電路 圖2為本發(fā)明中接口電路的電路 圖3為本發(fā)明中隔離電源電路的電路 圖4為本發(fā)明中浪涌保護電路的電路圖。
具體實施例方式一種信號隔離柵電路，包括自動切換電路、接口電路、隔離電源電路、兩個浪涌保護電路和兩個高速光耦。如圖1所示，自動切換電路包括一個與門芯片、一個與非門芯片、兩個RS-485芯片、四個上拉電阻、三個下拉電阻、三個匹配電阻、一個延時電容、一個濾波電容和一個PNP
三極管。第一 RS-485芯片U3的7腳與第一下拉電阻Rl的一端連接、6腳與第一上拉電阻R2的一端連接、2腳和3腳與第二下拉電阻R3的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第一下拉電阻Rl的另一端接第一隔離電源地，第二下拉電阻R3的另一端接第一隔離電源地，第一上拉電阻R2的另一端接第一隔離電源VCC1。第二 RS-485芯片U4的7腳與第三下拉電阻R4的一端連接、6腳與第二上拉電阻R5的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第三下拉電阻R4的另一端接第一隔離電源地，第二上拉電阻R5的另一端接第一隔離電源VCC1。
與門芯片Ul的一個輸入腳INl與第一 RS-485芯片U3的I腳連接、另一個輸入腳IN2與第二 RS-485芯片U4的I腳連接、電源腳接第一隔離電源VCCl、接地腳接第一隔離電源地，第一 PNP三極管Ql的發(fā)射極接第一隔離電源VCC1、集電極接第一匹配電阻R6的一端、基極接第二匹配電阻R7的一端，第二匹配電阻R7的另一端和第三上拉電阻R8的一端與與門芯片Ul的輸出腳OUT連接，第三上拉電阻R8的另一端接第一隔離電源VCC1，第一匹配電阻R6的另一端接第一高速光耦OCl的陽極端，第一高速光耦OCl的陰極端接第一隔離電源地。第一與非門芯片U2的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-1和IN-2、以及另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN-3與第四上拉電阻R9的一端、第二 RS-485芯片U4的4腳、第二高速光耦0C2的輸出端連接，一組輸入輸出中的輸出腳0UT-1與第一延時電容Cl的一端連接，第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-4與第三匹配電阻RlO的一端、第一延時電容Cl的另一端連接,第三匹配電阻RlO的另一端接第一隔離電源VCC1,第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-2接第二 RS-485芯片U4的2腳和3腳，第一與非門芯片U2的電源腳接第一隔離電源VCCl、接地腳接第一隔離電源地；第二高速光稱0C2的電源腳、第四上拉電阻R9的另一端、第一濾波電容C2的一端接第一隔離電源VCCl，第二高速光耦0C2的接地腳接第一隔離電源地，第一濾波電容C2的另一端接第一隔離電源地。如圖2所示，接口電路包括一個與非門芯片、一個RS-485芯片、三個下拉電阻、三個上拉電阻、五個匹配電阻、三個PNP三極管、兩個發(fā)光二極管、三個TVS 二極管、一個延時電容和一個濾波電容。
第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的輸出腳0UT-01與第二延時電容C3的一端連接，第二延時電容C3的另一端、第四匹配電阻Rll的一端與第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN-03連接，第四匹配電阻Rll的另一端接第二隔離電源VCC2 ；第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-Ol和IN-02、以及另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-04與第三RS-485芯片U6的4腳、第五匹配電阻R12的一端、第五上拉電阻R13的一端、第一高速光稱OCl的輸出端連接；第五匹配電阻R12的另一端接第二PNP三極管Q2的基極，第二 PNP三極管Q2的集電極接第一發(fā)光二極管LEDl的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第一發(fā)光二極管LEDl的陰極接第四下拉電阻R14的一端，第四下拉電阻R14的另一端接第二隔離電源地；第五上拉電阻R13的另一端、第二濾波電容C4的一端、第一高速光耦OCl的電源端接第二隔離電源VCC2，第二濾波電容C4的另一端接第二隔離電源地,第一高速光耦OCl的接地端接第二隔離電源地。第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-02與第三RS-485芯片U6的2腳和3腳連接，第二與非門芯片U5的電源腳接第二隔離電源VCC2、接地腳接第二隔離電源地；第三RS-485芯片U6的I腳與第六匹配電阻R15的一端、第七匹配電阻R16的一端、第六上拉電阻R17的一端連接，第六匹配電阻R15的另一端接第三PNP三極管Q3的基極，第三PNP三極管Q3的集電極接第二發(fā)光二極管LED2的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第二發(fā)光二極管LED2的陰極接第五下拉電阻R18的一端，第五下拉電阻R18的另一端接第二隔離電源地；第七匹配電阻R16的另一端接第四PNP三極管Q4的基極，第四PNP三極管Q4的發(fā)射極和第六上拉電阻R17的另一端接第二隔離電源VCC2，第四PNP三極管Q4的集電極接第八匹配電阻R19的一端，第八匹配電阻R19的另一端接第二高速光耦0C2的陽極端，第二高速光耦0C2的陰極端接第二隔離電源地。第三RS-485芯片U6的6腳與第七上拉電阻R20的一端、第一 TVS 二極管Dl的一端、第二 TVS 二極管D2的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的一端A ;第三RS-485芯片U6的7腳與第六下拉電阻R21的一端、第二 TVS 二極管D2的另一端、第三TVS 二極管D3的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的另一端B ;第三RS-485芯片U6的8腳和第七上拉電阻R20的另一端接第二隔離電源VCC2，第三RS-485芯片U6的5腳、第一 TVS 二極管Dl的另一端、第三TVS 二極管D3的另一端、第六下拉電阻R21的另一端接第二隔離電源地。如圖3所示，隔離電源電路包括三個隔離電源、三個濾波電容、三個匹配電阻、一個限流電阻、一個延時電容、一個TVS 二極管、一個PNP三極管、一個PMOS管、一個發(fā)光二極管、一個自恢復(fù)保險絲、一個氣體放電管。二極管D4的陽極接外接電源的正極，作為整個電路的總電源輸入端，外接電源的負(fù)極接地；二極管D4的陰極與第一隔離電源DC-DCl的電源輸入腳、第二隔離電源DC-DC2的電源輸入腳、第三隔離電源DC-DC3的電源輸入腳、第三濾波電容C5的一端、第四濾波電容C6的一端、第五濾波電容C7的一端連接，第一隔離電源DC-DCl的接地腳、第二隔離電源DC-DC2的接地腳、第三隔離電源DC-DC3的接地腳、第三濾波電容C5的另一端、第四濾波電容C6的另一端、第五濾波電容C7的另一端接地；第一隔離電源DC-DCl的電源輸出腳作為第一隔離電源VCCl的輸入端，隔離地腳作為第一隔離電源地；第二隔離電源DC-DC2的電源輸出腳作為第二隔離電源VCC2的輸入端，隔離地腳作為第二隔離電源地。第三隔尚電源DC-DC3的隔尚地腳作為第三隔尚電源地，電源輸出腳與第五PNP三極管Q5的發(fā)射極、第三延時電容C8的一端、第九匹配電阻R22的一端、PMOS管的S極連接，第五PNP三極管Q5的集電極與第九匹配電阻R22的另一端、第十匹配電阻R23的一端、PMOS管的G極連接，第十匹配電阻R23的另一端接第三隔離電源地，第五PNP三極管Q5的基極與第三延時電容C8的另一端、第i^一匹配電阻R24的一端連接；PM0S管的D極與第i^一匹配電阻R24的另一端、限流電阻R25的一端、第四TVS 二極管D5的一端、第一自恢復(fù)保險絲PTCl的一端連接，限流電阻R25的另一端與第三發(fā)光二極管LED3的陽極連接；第一氣體放電管⑶Tl的一個輸入端接第一自恢復(fù)保險絲PTCl的另一端，作為第三隔離電源VCC3的輸出端，給外部設(shè)備供電；第一氣體放電管GDTl的另一個輸入端、第四TVS 二極管D5的另一端、第三發(fā)光二極管LED3的陰極接第三隔離電源地，第一氣體放電管GDTl的輸出腳接大地。兩個浪涌保護電路結(jié)構(gòu)相同，如圖4所示，每個浪涌保護電路包括三個TVS 二極管、兩個自恢復(fù)保險絲和一個氣體放電管。第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第五TVS 二極管D6的一端、第六TVS 二極管D7的一端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第七TVS 二極管D8的一端、第六TVS 二極管D7的另一端連接，第五TVS 二極管D6的另一端和第七TVS 二極管D8的另一端接第一隔離電源地；第二自恢復(fù)保險絲PTC2的另一端與第二氣體放電管⑶T2的一個輸入端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的另一端與第二氣體放電管GDT2的另一個輸入端連接，第二氣體放電管⑶T2的輸出腳接大地
一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第一 RS-485芯片U3的7腳連接，另一端作為整個電路的第一信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第一 RS-485芯片U3的6腳連接，另一端作為整個電路的第二信號輸出端。另一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第二 RS-485芯片U4的7腳連接，另一端作為整個電路的第三信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第二RS-485芯片U4的6腳連接，另一端作為整個電路的第四信號輸出端。三個發(fā) 光二極管分別指示電源、接收和發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種信號隔離柵電路，包括自動切換電路、接口電路、隔離電源電路、兩個浪涌保護電路和兩個高速光耦，其特征在于: 所述的自動切換電路包括一個與門芯片、一個與非門芯片、兩個RS-485芯片、四個上拉電阻、三個下拉電阻、三個匹配電阻、一個延時電容、一個濾波電容和一個PNP三極管；第一 RS-485芯片U3的7腳與第一下拉電阻Rl的一端連接、6腳與第一上拉電阻R2的一端連接、2腳和3腳與第二下拉電阻R3的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第一下拉電阻Rl的另一端接第一隔離電源地，第二下拉電阻R3的另一端接第一隔離電源地，第一上拉電阻R2的另一端接第一隔離電源VCCl ； 第二 RS-485芯片U4的7腳與第三下拉電阻R4的一端連接、6腳與第二上拉電阻R5的一端連接、8腳接第一隔離電源VCC1、5腳接第一隔離電源地，第三下拉電阻R4的另一端接第一隔離電源地，第二上拉電阻R5的另一端接第一隔離電源VCCl ； 與門芯片Ul的一個輸入腳INl與第一 RS-485芯片U3的I腳連接、另一個輸入腳IN2與第二 RS-485芯片U4的I腳連接、電源腳接第一隔離電源VCC1、接地腳接第一隔離電源地，第一 PNP三極管Ql的發(fā)射極接第一隔離電源VCC1、集電極接第一匹配電阻R6的一端、基極接第二匹配電阻R7的一端，第二匹配電阻R7的另一端和第三上拉電阻R8的一端與與門芯片Ul的輸出腳OUT連接，第三上拉電阻R8的另一端接第一隔離電源VCCl，第一匹配電阻R6的另一端接第一高速光耦OCl的陽極端，第一高速光耦OCl的陰極端接第一隔離電源地； 第一與非門芯片U2的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-1和IN-2、以及另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN-3與 第四上拉電阻R9的一端、第二 RS-485芯片U4的4腳、第二高速光耦0C2的輸出端連接，一組輸入輸出中的輸出腳0UT-1與第一延時電容Cl的一端連接，第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-4與第三匹配電阻RlO的一端、第一延時電容Cl的另一端連接，第三匹配電阻RlO的另一端接第一隔離電源VCC1，第一與非門芯片U2的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-2接第二 RS-485芯片U4的2腳和3腳，第一與非門芯片U2的電源腳接第一隔離電源VCCl、接地腳接第一隔離電源地；第二高速光稱0C2的電源腳、第四上拉電阻R9的另一端、第一濾波電容C2的一端接第一隔離電源VCCl，第二高速光耦0C2的接地腳接第一隔離電源地，第一濾波電容C2的另一端接第一隔離電源地； 所述的接口電路包括一個與非門芯片、一個RS-485芯片、三個下拉電阻、三個上拉電阻、五個匹配電阻、三個PNP三極管、兩個發(fā)光二極管、三個TVS 二極管、一個延時電容和一個濾波電容； 第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的輸出腳0UT-01與第二延時電容C3的一端連接，第二延時電容C3的另一端、第四匹配電阻Rll的一端與第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的一個輸入腳IN-03連接，第四匹配電阻Rll的另一端接第二隔離電源VCC2 ;第二與非門芯片U5的一組輸入輸出中的兩個輸入腳IN-Ol和IN-02、以及另一組輸入輸出中的另一個輸入腳IN-04與第三RS-485芯片U6的4腳、第五匹配電阻R12的一端、第五上拉電阻R13的一端、第一高速光耦OCl的輸出端連接；第五匹配電阻R12的另一端接第二 PNP三極管Q2的基極，第二 PNP三極管Q2的集電極接第一發(fā)光二極管LEDl的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第一發(fā)光二極管LEDl的陰極接第四下拉電阻R14的一端，第四下拉電阻R14的另一端接第二隔離電源地；第五上拉電阻R13的另一端、第二濾波電容C4的一端、第一高速光耦OCl的電源端接第二隔離電源VCC2，第二濾波電容C4的另一端接第二隔離電源地，第一高速光耦OCl的接地端接第二隔離電源地； 第二與非門芯片U5的另一組輸入輸出中的輸出腳0UT-02與第三RS-485芯片U6的2腳和3腳連接，第二與非門芯片U5的電源腳接第二隔離電源VCC2、接地腳接第二隔離電源地；第三RS-485芯片U6的I腳與第六匹配電阻R15的一端、第七匹配電阻R16的一端、第六上拉電阻R17的一端連接，第六匹配電阻R15的另一端接第三PNP三極管Q3的基極，第三PNP三極管Q3的集電極接第二發(fā)光二極管LED2的陽極、發(fā)射極接第二隔離電源VCC2，第二發(fā)光二極管LED2的陰極接第五下拉電阻R18的一端，第五下拉電阻R18的另一端接第二隔離電源地；第七匹配電阻R16的另一端接第四PNP三極管Q4的基極，第四PNP三極管Q4的發(fā)射極和第六上拉電阻R17的另一端接第二隔離電源VCC2，第四PNP三極管Q4的集電極接第八匹配電阻R19的一端，第八匹配電阻R19的另一端接第二高速光耦0C2的陽極端，第二高速光耦0C2的陰極端接第二隔離電源地； 第三RS-485芯片U6的6腳與第七上拉電阻R20的一端、第一 TVS 二極管Dl的一端、第二 TVS 二極管D2的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的一端A ;第三RS-485芯片U6的7腳與第六下拉電阻R21的一端、第二 TVS 二極管D2的另一端、第三TVS 二極管D3的一端連接，作為整個電路的信號輸入端的另一端B ;第三RS-485芯片U6的8腳和第七上拉電阻R20的另一端接第二隔離電源VCC2，第三RS-485芯片U6的5腳、第一 TVS 二極管Dl的另一端、第三TVS 二極管D3的另一端、第六下拉電阻R21的另一端接第二隔離電源地；所述的隔離電源電路包括三個隔離電源、三個濾波電容、三個匹配電阻、一個限流電阻、一個延時電容、 一個TVS 二極管、一個PNP三極管、一個PMOS管、一個發(fā)光二極管、一個自恢復(fù)保險絲、一個氣體放電管； 二極管D4的陽極接外接電源的正極，作為整個電路的總電源輸入端，外接電源的負(fù)極接地；二極管D4的陰極與第一隔離電源DC-DCl的電源輸入腳、第二隔離電源DC-DC2的電源輸入腳、第三隔離電源DC-DC3的電源輸入腳、第三濾波電容C5的一端、第四濾波電容C6的一端、第五濾波電容C7的一端連接，第一隔離電源DC-DCl的接地腳、第二隔離電源DC-DC2的接地腳、第三隔離電源DC-DC3的接地腳、第三濾波電容C5的另一端、第四濾波電容C6的另一端、第五濾波電容C7的另一端接地；第一隔離電源DC-DCl的電源輸出腳作為第一隔離電源VCCl的輸入端，隔離地腳作為第一隔離電源地；第二隔離電源DC-DC2的電源輸出腳作為第二隔離電源VCC2的輸入端，隔離地腳作為第二隔離電源地； 第三隔離電源DC-DC3的隔離地腳作為第三隔離電源地，電源輸出腳與第五PNP三極管Q5的發(fā)射極、第三延時電容CS的一端、第九匹配電阻R22的一端、PMOS管的S極連接，第五PNP三極管Q5的集電極與第九匹配電阻R22的另一端、第十匹配電阻R23的一端、PMOS管的G極連接，第十匹配電阻R23的另一端接第三隔離電源地，第五PNP三極管Q5的基極與第三延時電容C8的另一端、第i^一匹配電阻R24的一端連接；PM0S管的D極與第i^一匹配電阻R24的另一端、限流電阻R25的一端、第四TVS 二極管D5的一端、第一自恢復(fù)保險絲PTCl的一端連接，限流電阻R25的另一端與第三發(fā)光二極管LED3的陽極連接；第一氣體放電管⑶Tl的一個輸入端接第一自恢復(fù)保險絲PTCl的另一端，作為第三隔離電源VCC3的輸出端，給外部設(shè)備供電；第一氣體放電管GDTl的另一個輸入端、第四TVS 二極管D5的另一端、第三發(fā)光二極管LED3的陰極接第三隔離電源地，第一氣體放電管⑶Tl的輸出腳接大地；兩個浪涌保護電路結(jié)構(gòu)相同，包括三個TVS 二極管、兩個自恢復(fù)保險絲和一個氣體放電管； 第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第五TVS 二極管D6的一端、第六TVS 二極管D7的一端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第七TVS 二極管D8的一端、第六TVS 二極管D7的另一端連接，第五TVS 二極管D6的另一端和第七TVS 二極管D8的另一端接第一隔離電源地；第二自恢復(fù)保險絲PTC2的另一端與第二氣體放電管⑶T2的一個輸入端連接，第三自恢復(fù)保險絲PTC3的另一端與第二氣體放電管GDT2的另一個輸入端連接，第二氣體放電管⑶T2的輸出腳接大地； 一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第一 RS-485芯片U3的7腳連接，另一端作為整個電路的第一信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第一 RS-485芯片U3的6腳連接，另一端作為整個電路的第二信號輸出端； 另一個浪涌保護電路第二自恢復(fù)保險絲PTC2的一端與第二 RS-485芯片U4的7腳連接，另一端作為整個電路的第三信號輸出端；第三自恢復(fù)保險絲PTC3的一端與第二 RS-485芯片U4的6腳連接，另一端作為 整個電路的第四信號輸出端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號隔離柵電路?，F(xiàn)有產(chǎn)品僅有隔離或浪涌保護作用。本發(fā)明包括自動切換電路、接口電路、隔離電源電路、兩個浪涌保護電路和兩個高速光耦。自動切換電路包括一個與門芯片和與非門芯片、兩個RS-485芯片、四個上拉電阻、三個下拉電阻和匹配電阻、一個延時電容、濾波電容和PNP三極管；隔離電源電路包括三個隔離電源、濾波電容和匹配電阻，一個限流電阻、延時電容、TVS二極管、PNP三極管、PMOS管、發(fā)光二極管、自恢復(fù)保險絲和氣體放電管。本發(fā)明采用三路隔離電源分別給本安端和非本安端的信號電路及本安端的電源電路供電，實現(xiàn)完全隔離，并實現(xiàn)本安端浪涌保護和電源輸出端的短路保護。
文檔編號H02H9/04GK103236835SQ20131012204
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者黃文謙, 李祖光, 方炯, 林揚宣, 趙彥華 申請人:浙江威星智能儀表股份有限公司