[发明专利]三线制串行通信接口隔离电路模块

说明书

本发明公开了一种三线制串行通信接口隔离电路模块，包括数字电源单元、第一电平转换单元、第二电平转换单元、信号隔离单元；数字电源单元包括非隔离DC‑DC转换模块U4和隔离DC‑DC转换模块U5，第一电平转换单元的电源输入端与第一数字直流电源连接；第二电平转换单元的电源输入端与第二数字直流电源连接；信号隔离单元的第一工作电源端与第一数字直流电源连接，信号隔离单元的第二工作电源端与第二数字直流电源连接；第一电平转换单元的数据信号输入端、发送端分别与第一串行通信接口J1连接，第二电平转换单元的数据信号输入端、发送端分别与第二串行通信接口J2连接。本发明从硬件电路实现串行通信接口的隔离。

技术领域

本发明涉及通信接口隔离电路，尤其是涉及三线制串行通信接口隔离电路模块。

背景技术

随着工业电子的不断地发展，串行数据通信已成为电子设备不可或缺的一项通讯方式。现行电路设计的串行数据通信接口（简称：串口）与计算机或其他设备实现通讯，由于两者的参考地平面不一致，当串口正在工作过程中进行热插拔或突然断/上电，两者之间产生的放电及浪涌容易对设备造成损坏。中国发明专利公开号：CN201010551298.7，公开了一种串口隔离电路，采用的是变压器来实现两端设备间的串口信号隔离，通过第一变压器模块将RS232电平串口输出的RS232电平信号转变为脉冲信号，将所述脉冲信号转换为TTL电平信号，然后输出给TTL电平串口；根据接收到TTL电平串口的输出的TTL电平信号，选择将高频信号输出给第二变压器模块或第三变压器模块，通过所述第二变压器模块将接收到高频信号转换为RS232负电平信号，通过所述第三变压器模块将接收到高频信号转换为RS232正电平信号后，输出给所述RS232电平串口。该串口信号隔离电路采用CPLD集成的选择器、频率发生器、脉冲检验锁存模块等，成本比较高，需编辑代码，存在误码率；再者RS232与TTL的转换电平采用变压器及整流二极管进行转换，结构复杂；最后，输入端的TxD、RxD电平均为TTL电平，与现行电子设备兼容性不足，应用范围窄。

发明内容

本发明目的在于提供一种电路结构简单、制造成本低廉的三线制串行通信接口隔离电路模块，实现防止干扰的引入，避免地线回路电压、浪涌、感应雷击、静电、热拔插等恶劣环境对设备造成的意外损害和损坏。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的三线制串行通信接口隔离电路模块，包括数字电源单元、第一电平转换单元、第二电平转换单元、信号隔离单元；

所述数字电源单元包括非隔离DC-DC转换模块U4和隔离DC-DC转换模块U5，所述非隔离DC-DC转换模块U4的电源输入端VIN与外部9V～24V直流电源连接，非隔离DC-DC转换模块U4的参考地端GND与第一参考地平面GND1连接，非隔离DC-DC转换模块U4的电源输出端Vout输出+5V_1第一数字直流电源；所述隔离DC-DC转换模块U5的电源输入端VIN与所述外部9V～24V直流电源连接，隔离DC-DC转换模块U5的电源输出端+VO输出+5V_2第二数字直流电源，隔离DC-DC转换模块U5的参考地端GND与所述第一参考地平面GND1连接，隔离DC-DC转换模块U5的电源输出端+VO通过电容与第二参考地平面GND2连接；

所述第一电平转换单元包括第一电平转换模块U1，所述第一电平转换模块U1的电源输入端VCC与所述+5V_1第一数字直流电源连接，第一电平转换模块U1的数据信号输入端R2IN和数据信号发送端T2OUT分别与第一串行通信接口J1对应的接收数据端RxD、发送数据端TxD连接，第一电平转换模块U1的参考地端GND和第一串行通信接口J1的参考地端GND均与第一参考地平面GND1连接；