[实用新型]一种USB触摸屏控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种USB触摸屏控制器。

背景技术

爆炸性环境中带触摸屏的电气设备,其触摸屏的安装位置一般在电气设备外壳,当设备正常运行或出现故障时触摸屏控制器可能成为点燃源,导致发生安全事故，而现有USB触摸屏控制器没有专门设计安全栅。因此，为了避免此类安全事故的发生，有必要设计一种带安全栅的USB触摸屏控制器，对触摸屏控制器的输出能量进行限制，使其在爆炸性环境中不能成为点燃源。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种USB触摸屏控制器，解决爆炸性环境中带触摸屏的电气设备成为点燃源的问题，所用到的元器件数量少，集成度高、可靠性高。

本实用新型的技术解决方案是：

一种USB触摸屏控制器，包括USB隔离芯片、二极管安全栅电路和触摸屏控制电路；外部USB接口连接USB隔离芯片，USB隔离芯片连接二极管安全栅电路的输入端，二极管安全栅电路的输出端连接触摸屏控制控制电路；触摸屏控制控制电路还与触摸屏相连。

所述USB隔离芯片采用LTM2884，该芯片内部已集成隔离电源，所需的外围元器件非常少，输入输出隔离电压可达交流有效值2500V。

所述二极管安全栅电路包括第一、第二和第三保护电路；

第一、第二和第三保护电路的结构相同；各包括一个依次相连的熔断器、稳压电路和限流电阻；所述稳压电路包括两个相互并联的齐纳二极管；齐纳二极管的正极接地；负极接于熔断器和限流电阻相接的一端；

第一、第二和第三保护电路中，熔断器的另一端分别连接USB隔离芯片的供电线、负信号线、正信号线；

第一、第二和第三保护电路中，限流电阻的另一端分别连接触摸屏控制电路的电源端、负信号端、正信号端。

所述触摸屏控制电路包括单片机与IO驱动电路；

所述单片机为自带USB从机接口的C8051单片机；

所述触摸屏为四线电阻是式触摸屏；

所述IO驱动电路包括3个SI 1555DL芯片，SI 1555DL芯片中包括1个P沟道MOS管和1个N沟道MOS管；

第一个SI 1555DL芯片中的P沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口，源极连接电源，漏极连接触摸屏的接口X+；N沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口，源极连接地，漏极连接触摸屏的接口Y-；

第二个SI 1555DL芯片中的P沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口并连接10K上拉电阻到电源，源极连接电源，漏极连接触摸屏的接口Y+；N沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口并连接10K下拉电阻到地，源极连接地，漏极连接触摸屏的接口Y+；

第三个SI 1555DL芯片中的P沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口并连接10K上拉电阻到电源，源极连接电源，漏极连接触摸屏的接口X-；N沟道MOS管栅极连接C8051单片机的IO口并连接10K下拉电阻到地，源极接地，漏极接触摸屏的接口X-。

二极管安全栅电路分别对USB隔离芯片输出的USB供电、信号负、信号正进行限流和限压，其中USB供电被限制为电压不超过6.8V，电流不超过200mA，信号负和信号正被限制为电压不超过6.8V，电流不超过50mA。限流电阻的封装形式采用绕线功率电阻，具有断线时防松脱措施,其故障模式仅出现开路故障。熔断器的时间-电流特性不超过被保护元器件的瞬态额定值。USB供电限流电阻额定功率为5W，信号负和信号正限流电阻额定功率为1W，降额因子分别为0.16和0.25。

C8051单片机自带USB从机接口，可直接连接二极管安全栅电路的输出,C8051的外围电容总容量不超过21uF,远小于本安电路要求的允许电容值。

本实用新型的供电电源直接来源于外部USB接口，USB隔离芯片、二极管安全栅电路和触摸屏控制电路由外部USB接口供电。当用于电气设备时，将电气设备的USB接口通过连接器连接USB隔离芯片，触摸屏控制电路通过连接器连接电气设备的触摸屏。

所述第一保护电路中，熔断器的额定电流为200mA，齐纳二极管的额定电压/功率为6.8V/5W，限流电阻的额定电阻/功率为20Ω/5W；

所述第二保护电路中，熔断器的额定电流为50mA，齐纳二极管的额定电压/功率为6.8V/5W，限流电阻的额定电阻/功率为100Ω/1W；

所述第三保护电路中，熔断器的额定电流为50mA，齐纳二极管的额定电压/功率为6.8V/5W，限流电阻的额定电阻/功率为100Ω/1W。