[實用新型]一種基于變壓器的RS485總線通訊電路

有效

• 申請號: 201821003984.9
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN208316749U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 謝周悅
• 申請（專利權）人: 浙江禾川科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/02
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 冷紅梅

本實用新型涉及一種基于變壓器的RS485總線通訊電路，該電路以CN1、CN2為網口連接器，RS485信號經過網口第3腳、6腳，總線上的信號經網線連接到變壓器初級端子第1、2腳，信號經變壓器傳輸到二次側，變壓器第3腳連接到共模電感第1腳和D1第2腳，變壓器第4腳連接到共模電感第2腳和D1第1腳，D1第3腳連接到GND，變壓器二次側對GND加電容C1和C2，信號經過共模電感濾波后到達U1第7、8腳，U1第8腳接到Vcc，并對地加電容C3，U1第2、5腳連接到GND，U1第1、3、4腳接到MCU。采取本實用新型，提高了抗干擾能力，較好地解決總線式RS485隔離器設計復雜的技術難題，具有兼容性、簡單實用、易于理解和掌控等特點，使用壽命長且設計成本低。

技術領域

本實用新型涉及一種基于變壓器的RS485總線通訊電路。

背景技術

RS485是一種低速率的串行通訊接口，廣泛應用廣泛與工業領域，支持點對多點半雙工數據通信，收發信號分時占用同一總線(雙絞線)。為避免總線沖突，0電平時A、B線由芯片輸出端真實驅動，并使UB-UA=5 V；而1電平時或總線空用時，芯片輸出端呈現高阻，A、B線改由外接電阻偏置，并使UA略大于UB。遠程數據連接通常存在較大的地電位差，由此形成的共模干擾過大時或強干擾環境下往往會造成誤碼或硬件損壞。目前，為了提高抗干擾能力，通常采用隔離RS485方案，具有以下兩種方式，一是采用光耦分別隔離T(發送)信號、R(接收)信號、RE、DE（選擇），這種方式是電路復雜，而且相比其他隔離方案，光耦隔離方案功耗最大，光耦合器技術的成本會隨著數據速率提高而大幅度提高，制造復雜度也會隨著器件數量增加而提高，光耦會存在老化失效的壽命問題，其電路原理圖參見圖1；二是直接采用RS485隔離芯片，但因為現階段集成芯片方案可選擇性不高，導致采購成本較高，而且各家集成芯片無法兼容，后期產品批量可能會存在交期較長和無替代料的問題，導致產品靈活性不足，其電路原理圖參見圖2。

發明內容

本實用新型的目的是針對上述之不足，采用脈沖變壓器隔離方式，提供一種基于變壓器的RS485總線通訊電路。

本發明采取的技術方案是：一種基于變壓器的RS485總線通訊電路，其特征在于以CN1、CN2為標準網口連接器，RS485信號A、B經過網口第3腳和第6腳，二線制總線上的信號經過網線連接到脈沖變壓器初級端子第1腳和第2腳，信號經過脈沖變壓器后傳輸到二次側，脈沖變壓器第3腳連接到共模電感的第1腳和D1的第2腳，脈沖變壓器的第4腳連接到共模電感的第2腳和D1的第1腳，D1的第3腳連接到GND，脈沖變壓器二次側對GND加電容C1和C2，信號經過共模電感濾波后到達U1的第7腳和第8腳，U1的第8腳接到Vcc，并對地加電容C3，U1的第2腳和第5腳連接到GND，U1的第1腳、第3腳和第4腳接到MCU，最后實現了RS485通訊的隔離；其中脈沖變壓器用于節點隔離；TVS管反向箝位于5V，用于保護總線內部的RS485通訊芯片，正向將電壓箝位于0．7 V，用于維持高電平時及總線空閑時總線中其它RS485芯片A、B間所需的最新偏置電壓，并使其它吸收脈沖變壓器振鈴。

采取本實用新型，利用脈沖變壓器隔離，不僅提高了抗干擾能力，較好地解決總線式RS485隔離器設計復雜的技術難題，而且無需單獨提供隔離電源即可信號隔離，無需考慮數據流向，并在有限范圍內波特率自適，具有兼容性、簡單實用、易于理解和掌控等特點，同時變壓器相比其它產品使用壽命更長，且設計成本低。

附圖說明

圖1是現有技術中的一種隔離RS485方案的電路原理圖之一。

圖2是現有技術中的一種隔離RS485方案的電路原理圖之二。

圖3是本實用新型的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本實用新型作進一步說明。

參照圖1，在該基于變壓器的RS485總線通訊電路中，以CN1、CN2為標準網口連接器，RS485信號A、B經過網口第3腳和第6腳，二線制總線上的信號經過網線連接到脈沖變壓器初級端子第1腳和第2腳，信號經過脈沖變壓器后傳輸到二次側，脈沖變壓器第3腳連接到共模電感的第1腳和D1的第2腳，脈沖變壓器的第4腳連接到共模電感的第2腳和D1的第1腳，D1的第3腳連接到GND，脈沖變壓器二次側對GND加電容C1和C2，信號經過共模電感濾波后到達U1的第7腳和第8腳，U1的第8腳接到Vcc，并對地加電容C3，U1的第2腳和第5腳連接到GND，U1的第1腳、第3腳和第4腳接到MCU，最后實現了RS485通訊的隔離；其中脈沖變壓器用于節點隔離；TVS管反向箝位于5V，用于保護總線內部的RS485通訊芯片，正向將電壓箝位于0．7V，用于維持高電平時及總線空閑時總線中其它RS485芯片A、B間所需的最新偏置電壓，并使其它吸收脈沖變壓器振鈴。