[發明專利]一種用于采集終端的單線雙向光耦隔離通信電路

在審

• 申請號: 202010538798.0
• 申請日: 2020-06-13
• 公開（公告）號: CN111740735A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 葛玉磊;鄭亞崗;趙健;蘇超;張東升;田興達;王濤;張建;李偉;吳雪梅
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;沈陽科遠國網電力工程勘察設計有限公司
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003;H03K19/018
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明適用于電子電路領域，提供了一種用于采集終端的單線雙向光耦隔離通信電路，包括第一輸入輸出端IO1、第二輸入輸出端IO2、第一隔離驅動電路、第二隔離驅動電路。第一輸入輸出端IO1、第二輸入輸出端IO2與控制MCU或通信芯片連接，另外一端分別連接至第一隔離驅動電路、第二隔離驅動電路。第一隔離驅動電路包括發送驅動電路、隔離電路、接收驅動電路。第二隔離驅動電路與第一隔離驅動電路完全對稱。該電路僅由2個光耦、8個電阻、4個三極管、2個二極管組成。本發明結構簡單，通信速率高，受環境影響小，對芯片管腳驅動能力要求低，且能避免互鎖情況現象的發生。

技術領域

本發明屬于電子電路技術領域，尤其涉及一種用于采集終端的單線雙向光耦隔離通信電路。

背景技術

在大多數的硬件系統設計中，比如配電類設備，主控模塊與外接接口會使用不同的電源，為了增加系統的可靠性，需要將主控模塊與外部接口模塊進行信號隔離。特別是類似于IIC通信接口，SDA信號為單線雙向通信，雖然在現在已經有專用的IIC隔離通信芯片，但往往可選擇性少且價格較高，不利于大批量生產中的成本控制。而且專用隔離通信芯片的隔離耐壓等級可能會低于設計需求，如定制專用芯片，周期較長，不利于產品的快速上市。

光耦隔離通信技術是目前發展最為成熟的一種信號隔離方式，可選擇的種類最多、用途也最廣，產品設計中可以根據具體需求選擇不同耐壓等級、通信速度的光耦型號。光耦為單向傳輸信號，輸入端與輸出端實現了電氣隔離，具有極強的抗干擾能力，且使用壽命長，傳輸效率高。

但是在現有的隔離光耦通信電路中，可實現單線雙向通信的電路效果不佳，易受高低溫環境影響造成通信失敗，且通信速率較低，對主控MCU或通信芯片的管腳驅動能力要求較高。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于采集終端的單線雙向光耦隔離通信電路。

本發明的技術方案如下：一種用于采集終端的單線雙向光耦隔離通信電路，包括：第一輸入輸出端IO1、第二輸入輸出端IO2、第一隔離驅動電路、第二隔離驅動電路。其中第一隔離驅動電路，包括第一發送驅動電路、第一隔離電路、第一接收驅動電路，第二隔離驅動電路，包括第二發送驅動電路、第二隔離電路、第二接收驅動電路。

第一輸入輸出端IO1、第二輸入輸出端IO2，對外連接的信號為控制芯片MCU或通信芯片管腳，支持開漏輸入輸出。

優選地，第一發送驅動電路中PNP三極管VT2的基極連接第一輸入輸出端IO1，VT2基極通過電阻R4上拉至電源V1，VT2集電極連接至電源地，VT2發射極連接至光耦O1的陰極同時通過電阻R3上拉至電源V1。NPN三極管VT1的發射極連接至光耦O1的陽極，VT1集電極通過電阻R2上拉至電源V1，VT1基極連接至光耦O2的輸出6腳，同時通過電阻R1上拉至電源V1。

優選地，第一隔離電路包括用于信號發送的光耦O1、用于信號接收的光耦O2。

優選地，第一接收驅動電路中高速光耦O2的輸出端連接至二極管VD1的陰極以及三極管VT1的基極，VD1的陽極連接至第一信號輸入輸出端IO1。

第二隔離驅動電路，包括第二發送驅動電路、第二隔離電路、第二接收驅動電路，與第一隔離驅動電路為對稱結構，包含電阻R5、R6、R7、R8，三極管VT3、VT4，二極管VD2。

優選地，VD1、VD2為導通壓降低的肖特基二極管，VT1、VT3為NPN三極管，VT2、VT4為PNP三極管。

本發明的有益效果為：兩個輸入輸出端均采用三極管驅動，對主從MCU或通信芯片的管腳驅動能力要求低，可以適配更多的MCU或通信芯片。雙向隔離通信電路器件少、工作穩定，兩側電路完全對稱，可實現高通信速率，適配工業級工作溫度。

附圖說明