[實用新型]通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器

有效

• 申請號: 201220482497.1
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN202795355U
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 鄢鵬飛
• 申請（專利權）人: 浙江禾川科技股份有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本實用新型涉及信號隔離領域，更具體的說是涉及一種通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器。

背景技術

PLC(Programmable?Logic?Controller，可編程邏輯控制器)是一種廣泛使用的工業自動化控制設備。它可以處理輸入PLC的信號，根據儲存在其中的程序發出相應的輸出信號來控制設備的運行。由于其程序可以完全由用戶編制，所以PLC具有極強的靈活性，因而無論是在單機自動化，還是整條生產線的自動化，乃至整個工廠的生產自動化，PLC都承擔著重要的作用，并被大量實際運用。

PLC最重要的特性是可以由用戶編制程序，現今的PLC產品，都是使用個人電腦(PC)上面專門的軟件來編制程序，然后通過一個接口將個人電腦與PLC建立連接，并通過上述接口進行個人電腦與PLC之間的通信，即傳送程序和數據，以及監控PLC的狀態。PLC端用來完成這一任務的接口通常是平衡電壓數字接口(Balanced?Voltage?Digital?Interface)，由于其符合ANSI/TIA/EIA-422-B標準，亦稱為RS-422。由于普通的個人電腦上都沒有配備這個接口，因此通常需要配備一個USB(Universal?Serial?Bus，通用串行總線)與RS-422的轉換器來連接個人電腦和PLC。

目前市場上有許多普通的USB-RS-422轉換器，采用一顆芯片（例如PL2303,CP2102,FT232等）作為通訊格式的轉換，輔以少量的外圍器件，實現最基本的通信功能。

現有的普通USB-RS-422轉換器中，USB端（USB接口單元）與RS-422端（RS-422接口單元）之間通過USB-串行信號轉換單元和RS-422信號處理單元連接，具體的，通過一顆USB轉串口芯片和一顆RS-422收發芯片直接相連，由于USB轉串口芯片和RS-422收發芯片直接相連，電氣上會有通路存在，所以當USB或者RS-422一端中因為靜電放電、短路或其它原因出現漏電、電壓異常等情況時，半導體電子零件就會被擊穿導通，兩端之間形成電流通路，這樣就會在極短時間內燒毀通路上的電子元件，這其中尤以PLC中的通訊芯片最為脆弱，最容易被損壞，一旦PLC損壞，將會導致PLC無法與個人電腦通信。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供一種通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器，用以解決現有技術中PLC中的通訊芯片易被擊穿的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器，包括USB接口單元、USB-串行信號轉換單元、RS-422信號處理單元以及RS-422接口，還包括：置于所述USB-串行信號轉換單元與所述RS-422信號處理單元之間，電氣隔離所述USB-串行信號轉換單元與所述RS-422信號處理單元之間信號的信號隔離單元。

優選的，在上述的通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器中，所述信號隔離單元包括：電氣隔離從所述USB-串行信號轉換單元向所述RS-422信號處理單元方向傳輸的信號的第一信號隔離單元，以及電氣隔離從所述RS-422信號處理單元向所述USB-串行信號轉換單元方向傳輸的信號的第二信號隔離單元；

所述第一信號隔離單元的輸入端與所述USB-串行信號轉換單元連接，所述第一信號隔離單元的輸出端與所述RS-422信號處理單元連接；

所述第二信號隔離單元的輸入端與所述RS-422信號處理單元連接，所述第二信號隔離單元的輸出端與所述USB-串行信號轉換單元連接。

優選的，在上述的通用串行總線—平衡電壓數字接口轉換器中，所述第一信號隔離單元包括：第一驅動器、第一光耦合器、第一電阻器、第二電阻器、第三電阻器、第一電容以及第二電容；

所述第一驅動器的輸入端與所述USB-串行信號轉換單元連接，所述第一驅動器的輸出端通過所述第一電阻器連接所述第一光耦合器的發光二級管的陰極；

所述第一光耦合器的發光二級管的陽極與所述第一驅動器的電源管腳均與電源連接；

所述第一光耦合器的三極管的集電極與所述第二電阻器的第一端連接，所述第二電阻器的第二端作為所述第一信號隔離單元的輸出端向所述RS-422信號處理單元輸出信號；

所述第三電阻器與所述第一電容并聯，所述第三電阻器的一端與所述第一光耦合器的三極管的基極連接，另一端與所述第二電阻器的第二端連接，所述第一光耦合器的三極管的基極與電源連接；

所述第一光耦合器的發射極與接地端連接；