[發明專利]基于磁隔離技術的485通訊電路

在審

• 申請號: 201911322512.9
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN112234976A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 刁瑞朋;劉祥波;孫廣鑫
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;青島鼎信通訊科技有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H04B3/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于磁隔離技術的隔離供電485通信電路。該電路包括主端磁隔離驅動芯片、磁隔離變壓器、從端磁隔離485芯片及其外圍電路。該電路通過3種不同頻率的信號經過磁隔離變壓器實現了供電與雙向數據傳輸的合二為一，省去了傳統光耦隔離485通信電路需要隔離供電電源的不便。本發明利用磁隔離變壓器的隔離特性及能量傳遞及信息傳輸特性，在保證設備及用電安全的同時，簡化了原有隔離通信電路的設計復雜度。

技術領域

本發明涉及一種基于磁隔離技術的485通訊電路。主要適用于涉及隔離通信的應用場景。

背景技術

RS485串行總線標準采用平衡發送和差分接收方式，具有很強的抑制共模干擾能力，被廣泛應用于工業控制、儀器、儀表、多媒體網絡、機電一體化產品等諸多領域。而在應用中常常涉及到通訊的兩個網絡，一側與弱電控制電路相連，另一側與強電設備相連。強電側存在高壓，為了保證設備穩定及用電安全，通信的兩個網絡間需要進行電氣隔離。

目前主流的作做法是通過光耦將485通信芯片與控制電路進行隔離，如圖1 所示。光耦器件通過光信號將主端、從端電路進行安全隔離，同時實現信號傳輸的作用。但是光耦方案每路信號需要一個獨立光耦，且主端、從端兩個網絡需要給分別供電，這樣就要求增加一路隔離供電，整個系統復雜且占用空間。此種方案還存在隨著光耦器件老化對通信速率產生嚴重影響的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于磁隔離技術的485隔離通信解決方案。在充分考慮實際應用中的通信及隔離要求，使用一種全新的磁隔離技術，在實現數據通信的同時免去設計隔離供電電源的不便。

本發明的通訊電路通過主端磁隔離驅動芯片與磁隔離變壓器相連，磁隔離變壓器與從端磁隔離485芯片相連。變壓器在實現主端與從端隔離的同時，為從端磁隔離485芯片提供供電及信號傳輸的媒介。僅需要給主端芯片供電便可實現主端與從端的隔離通信要求。如圖2所示。

所述主端，是指與主端磁隔離驅動芯片相連的電氣網絡。

所述從端，是指與從端磁隔離485芯片相連的電氣網絡。

所述主端磁隔離驅動芯片包括通訊模塊、供電模塊、磁隔離驅動模塊、調制解調模塊。

所述磁隔離變壓器通過電磁轉換實現主端與從端的能量傳遞及信號傳輸。

所述磁隔離485芯片包括整流穩壓模塊、調制解調模塊、485通信模塊。

附圖說明

圖1光耦方案485隔離通信框圖。

圖2磁隔離方案485隔離通信框圖。

具體實施方式

如圖2所示，主端磁隔離驅動芯片在供電模塊獲取電能后開始工作，通過內部的驅動電路為磁隔離變壓器提供f1、f2、f3，3種頻率的驅動信號。頻率 f1、f2分別代表向從端磁隔離485芯片發送二進制比特1和0。頻率f3用于為從端次隔離485芯片提供數據回傳的載體，主端磁隔離驅動芯片通過內部解調模塊從f3頻率上解調從端磁隔離485芯片回傳的數據。

磁隔離變壓器通過兩個無電氣連接的繞組實現主端與從端的隔離。兩個繞組間通過電磁感應實現電能的傳遞和信號的傳輸。

從端磁隔離485芯片接收磁隔離變壓器傳輸的信號，通過內部整流穩壓模塊將其轉化為穩定的電源為芯片供電。同時通過頻率解調模塊將傳輸信號中的 f1、f2兩種頻率的信息解調為數據1和0，將數據轉發到485總線上。當接收到485總線上傳輸的數據時，從端磁隔離485芯片通過調幅方式將數據調制到 f3信號頻率上。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。