專利名稱：232轉M-Bus數字隔離接口的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種隔離電路，尤其涉及一種RS232轉M-Bus數字隔離型接口。
背景技術：
以往的隔離電路主要采用光耦合電路進行隔離，其存在以下缺點1、光電轉換環節，能耗較大；2、其受外界溫度影響，在高溫狀態時無法穩定、可靠運行；3、傳輸率較低，已無法滿足現今需求；4、只具備單向通信通道，使用受限。本實用新型的相關技術內容未見報道。
發明內容本實用新型的目的在于提出一種傳輸速率高、功耗低、體積小、應用靈活的232轉M-Bus數字隔離接口。本實用新型的目的是這樣實現的232轉M-Bus數字隔離接口是由數據收發電路、隔離電路和RS232通信電路組成。數據發送電路是由收發器集成芯片和與其連接的保護電路、穩流電路、電源選擇電路組成。隔離電路采用雙通道數字隔離器，其右半電路設置地線，左半電路接地，左右電路的地線不在同一個地線上。在雙通道數字隔離器上連接有用于濾除整流后的脈動直流電中交流成分的旁路電容C4、C5。旁路電容C4接地，并與前述電源選擇電路相連。隔離電路后連接RS232通信電路，RS232通信電路外設DB9接頭。本實用新型相比傳統的光電隔離器具有以下優點1、速度更高一最高速率可以達到25Mbps ;2、功耗更低一功耗低于同數據傳輸率時傳統光電隔離器的1/10,最小工作電流為O. 8mA ;3、性能更高一時序精度，瞬態共模抑制力，通道間匹配程度均優于傳統光電隔離器；4、體積更小一集成度更高，印制電路板(PCB)面積為傳統光電隔離器的40% ;5、價格更便宜一每通道成本為傳統光電隔離器的40% ;6、應用更靈活一與傳統光電耦合器不同的是，多通道iCoupler數字隔離器能在同一芯片內提供正向和反向通信通道。
本實用新型的具體結構由以下的附圖和實施例給出圖I是232轉M-Bus數字隔離接口電路圖。
具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。實施例如圖I所示，232轉M-Bus數字隔離接口是由數據收發電路、隔離電路和RS232通信電路組成。數據發送電路是由收發器集成芯片和與其連接的保護電路、穩流電路、電源選擇電路組成。隔離電路采用雙通道數字隔離器，其右半電路設置地線，左半電路接地，左右電路的地線不在同一個地線上。在雙通道數字隔離器上連接有用于濾除整流后的脈動直流電中交流成分的旁路電容C4、C5。旁路電容C4接地，并與前述電源選擇電路相連。隔離電路后連接RS232通信電路，RS232通信電路外設DB9接頭。在數據發送電路和隔離電路間連接二極管D2，二極管D2—端與數據發送電路掉電信號端相連，另一端與旁路電容C4相連，起到掉電快速復位的功能。隔離電路是使用ADUM1201芯片的雙通道數字隔離器，其是基于ADI(Analogdevice, inc)公司的iCoupler磁稱隔離技術的雙通道數字隔離器。采用了高速CMOS工藝和芯片級的變壓器技術，在性能、功耗、體積等各方面都有光電隔離器件無法比擬的優勢。iCoupler磁耦隔離技術是一種基于芯片尺寸的變壓器隔離技術，而非傳統的光電耦合器所采用的發光二極管(LED)與光敏三極管的組合。由于其取消了光電耦合器中影響效率的光電轉換環節，因此其功耗僅為光電耦合器的1/1(Γ /60。采用iCoupler磁耦隔離技術的數字接口具有穩定的性能特征，具有比光電耦合器更高的數據傳輸速率、時序精度和瞬態共模抑制能力。消除了光電耦合不穩定的電流傳輸率，非線性傳輸，溫度和使用壽命等方面的問題。ADUM1201芯片的隔離器在一個器件中提供兩個獨立的隔離通道。兩側工作電壓為·2.7疒5. 5V，支持低電壓工作并能實現電平轉換。另外，ADuM1201芯片具有很低的脈寬失真(<3ns)。與其他光電隔離的解決方案不同的是，ADuMl201芯片還具有直流校正功能，有一個刷新電路保證即使不存在輸入跳變的情況下輸出狀態也能與輸入狀態相匹配，這對于上電狀態和具有低數據速率的輸入波形或恒定的直流輸入情況下是很重要的。此外，ADUM1201芯片是符合車用等級，工作溫度達到125°C。數據發送電路是由收發器集成芯片和與其連接的保護電路、穩流電路、電源選擇電路組成。收發器集成芯片采用TSS721A芯片，TSS721A芯片是一種用于儀表總線(M-Bus)的收發器集成芯片，其內含的接口電路可以調節儀表總線結構中主從機的電平，可通過數據收發器由總線供電。芯片封裝采用DIP16封裝，將整個數據發送功能集成于一體。所述保護電路是由并聯的電阻R1、R2組成，在其另端連接接口 Jl (Header 2), Jl為M-Bus總線接口，與主M-Bus總線電路或M-Bus節點相連。所述電源選擇電路是由串聯的電阻R6、R7組成，在電阻R6端連接由電阻R4和電容C3組成的穩流電路，并接地。在電阻R7端設置電源接口 VCC2，與二極管D2和接口 J2(Header 2)相連，J2為M-Bus總線接口，與主M-Bus總線電路相連。二極管D2在電路中起到控制電流接通或關斷的作用。所述穩流電路是由并聯的電容Cl、C2，下拉電阻R3、R5組成。下拉電阻R3、R5作用是與上接電阻一起在電路驅動器關閉時給線路(節點)以一個固定的電平。下拉電阻R3、R5的兩端并聯電容Cl、C2，減小對高頻信號的阻抗，相當于微分，這樣信號上升速度加快，用于提聞響應速度。RS232通信電路是使用MAX3232收發器，其采用專有的低壓差發送器輸出級，利用雙電荷泵在3. OV至5. 5V電源供電時能夠實現真正的RS-232性能。器件僅需四個0. WF的外部小尺寸電荷泵電容。MAX3232確保在120kbps數據速率下維持RS-232輸出電平。MAX3237在正常工作模式下可確保250kbps的數據速率，MegaBaudTM工作模式下保證IMbps的速率，同時保持RS-232輸出電平。MAX3232具有2路接收器和2路驅動器。關斷模式下，接收器保持有效狀態，對外部設備(例如調制解調器)進行監測，僅消耗ιμΑ電源電流。ΜΑΧ3232的引腳、封裝和功能分別與工業標準的ΜΑΧ242和ΜΑΧ232兼容。ΜΑΧ3237 (5路驅動器/3路接收器)可理想用于高速調制解調器。這兩款器件都具有關斷模式，關斷時所有接收器保持有效狀態，僅消耗ΙμΑ電源電流。接收器R1(MAX3237/MAX3241)和R2(MAX3241)除標準輸出外還提供附加輸出。這些附加輸出始終保持有效，可以對調制解調器等外部設備進行監測，電路(可能已完全撤除VCC電源)中無需正向偏置保護二極管。MAX3232以及MAX3241采用節省空間的TSSOP和SSOP封裝。MAX3232的內部電源由兩路穩壓型電荷泵組成，只要輸入電壓(VCC)在3. OV至
5.5V范圍以內，即可提供+5. 5V(倍壓電荷泵)和-5. 5V(反相電荷泵)輸出電壓。電荷泵工作在非連續模式，一旦輸出電壓低于5. 5V,將開啟電荷泵；輸出電壓超過5. 5V時，即刻關閉電荷泵。每個電荷泵需要一個飛電容(C6、C7)和一個儲能電容(C8、C9)，產生V+和V-電壓。J3 =VCCl端與MAX3232的VCCl端相連，提供外部供電電路。 D3 二極管將在電路中起到控制電流接通或關斷的作用。D Connector9 :為 DB9 接頭，做為 RS232 的接口使用。以上技術特征構成了本實用新型的最佳實施例，可根據實際情況增減本實用新型的非必要技術特征，以滿足實際需要。
權利要求1.一種232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于其是由數據收發電路、隔離電路和RS232通信電路組成，數據發送電路是由收發器集成芯片和與其連接的保護電路、穩流電路、電源選擇電路組成，隔離電路采用雙通道數字隔離器，其右半電路設置地線，左半電路接地，左右電路的地線不在同一個地線上，在雙通道數字隔離器上連接有用于濾除整流后的脈動直流電中交流成分的旁路電容C4、C5，旁路電容C4接地，并與前述電源選擇電路相連，隔離電路后連接RS232通信電路，RS232通信電路外設DB9接頭。
2.如權利要求I所述的232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于在數據發送電路和隔離電路間連接二極管D2，二極管D2 —端與數據發送電路掉電信號端相連，另一端與旁路電容C4相連,起到掉電快速復位的功能。
3.如權利要求I所述的232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于所述保護電路是由并聯的電阻Rl、R2組成，在其另端連接接口 Jl，Jl為M-Bus總線接口，與主M-Bus總線電路或M-Bus節點相連。
4.如權利要求I所述的232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于所述電源選擇電路是由串聯的電阻R6、R7組成，在電阻R6端連接由電阻R4和電容C3組成的穩流電路，并接地，在電阻R7端設置電源接口 VCC2，與二極管D2和接口 J2相連，J2為M-Bus總線接口，與主M-Bus總線電路相連，二極管D2在電路中起到控制電流接通或關斷的作用。
5.如權利要求I所述的232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于所述穩流電路是由并聯的電容Cl、C2，下拉電阻R3、R5組成，下拉電阻R3、R5作用是與上接電阻一起在電路驅動器關閉時給線路以一個固定的電平，下拉電阻R3、R5的兩端并聯電容C1、C2，減小對高頻信號的阻抗，相當于微分，這樣信號上升速度加快，用于提高響應速度。
6.如權利要求I所述的232轉M-Bus數字隔離接口，其特征在于RS232通信電路是使用MAX3232收發器，其采用低壓差發送器輸出級，利用雙電荷泵在3. OV至5. 5V電源供電。
專利摘要本實用新型涉及一種232轉M-Bus數字隔離接口，是由數據收發電路、隔離電路和RS232通信電路組成。數據發送電路是由收發器集成芯片和與其連接的保護電路、穩流電路、電源選擇電路組成。隔離電路采用雙通道數字隔離器，其右半電路設置地線，左半電路接地，左右電路的地線不在同一個地線上。在雙通道數字隔離器上連接有用于濾除整流后的脈動直流電中交流成分的旁路電容C4、C5。旁路電容C4接地，并與前述電源選擇電路相連。隔離電路后連接RS232通信電路，RS232通信電路外設DB9接頭。本實用新型相比傳統的光電隔離器具速度更高、功耗更低、性能更高、體積更小、價格更便宜、應用更靈活的優點。
文檔編號H03K19/0175GK202713265SQ20122036257
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月25日 優先權日2012年7月25日
發明者王智泉, 蔣園園, 張愷樂, 鐘德榮, 張濤, 陳芳, 李顯仁 申請人:新疆立昂電信技術有限公司