CN209675933U - 一种rs485通信保护电路 - Google Patents

Abstract

一种RS485通信保护电路，包括：RS485芯片，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、稳压管、MOS管、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管，RX引脚和TX引脚，其中，RX引脚连接至RS485芯片的RO、RE、DE引脚，TX引脚连接至RS485芯片的DI引脚；本实用新型提提供了RS485通信保护电路，通过芯片保护电路来对RS485芯片进行高电压、高电流保护，可以防止电压电流过大时对RS485芯片的损害，维持芯片工作可靠稳定。

Description

一种RS485通信保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，具体涉及一种RS485通信保护电路。

背景技术

RS-485又名TIA-485-A，ANSI/TIA/EIA-485或TIA/EIA-485。RS485是一个定义平衡数字多点***中的驱动器和接收器的电气特性的标准，该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得廉价本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能，在工业控制、电力通讯、智能仪表等多种领域被广泛使用。

RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，在工业控制、电力通讯等环境中，现场环境复杂，常会有电器噪声和瞬时高电压影响干扰传输线路。485***的设计也越来越大越来越复杂，在大***中，不同的分***之间会存在电压差，接成环路后，会扰乱整个***，还可能会存在损坏设备的高电压和大电流。RS485芯片在电压过大时极其容易对设备造成损坏。

在通信速度要求越来越高的背景下，现有的RS485电路结构简单，成本较低，但稳定性无法确保，因此本领域技术人员需要提供一种可靠稳定的、能对RS485芯片进行保护的电路。

实用新型内容

本实用新型提供了RS485通信保护电路，可以防止电压电流过大时对RS485芯片的损害，维持芯片工作可靠稳定。

一种RS485通信保护电路，其特征在于，包括：

RS485芯片，第一电阻、第二电阻、第二电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、稳压管、MOS管、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管，RX引脚和TX引脚，其中，

RX引脚连接至RS485芯片的RO、RE、DE引脚，TX引脚连接至RS485芯片的DI引脚；

第一电阻与第二电阻串联连接，第一电阻一端与RX引脚连接，第一电阻和第二电阻的连接端与第一三极管的基极连接，第二电阻的另一端接地，第一三极管的集电极与第一二极管负极、第一电容一端和第三电阻一端连接，第一二极管正极与RX引脚连接，第一三极管发射极和第一电容另一端与第二电阻接地端连接，第三电阻另一端与第二电容一端、第二三极管的集电极和第二二极管的正极相连接，第二电容的另一端与第二电阻的接地端和第二三极管的基极相连接，第二三极管的发射极与第二电阻的接地端连接，第二二极管的负极与第六电阻一端和第四三极管的基极相连接，第六电阻的另一端、第四三极管的集电极和第五三极管基极与RX引脚相连接，第四三极管的发射极与第二电阻的接地端、第八电阻一端和RS485芯片的DE引脚相连接，第五三极管的发射极接地，第五三极管的集电极与RS485芯片的RD引脚相连接，第八电阻另一端与RS485芯片的RE引脚相连接，MOS管漏极与第二电阻接地端相连，MOS源极与第三三极管的集电极相连接，MOS栅极与第五电阻一端相连接，第五电阻另一端与第三电容一端和第三三极管基极相连接，第四电阻与TX引脚相连接，第四电阻另一端与稳压管ZD负极、第三电容另一端、第七电阻一端和RS485芯片DI引脚相连接，第三三极管发射极与第七电阻另一端连接；

RS485芯片D-引脚与第九电阻一端和第十二电阻R一端连接，RS485芯片D+引脚与第十电阻一端和第十一电阻一端连接，第十一电阻另一端与RS485芯片VCC引脚连接，第十二电阻另一端与接地端连接；

RS485芯片接地引脚接地，并与第十二电阻R12一端连接。

进一步的，所述MOS管是N沟道MOS管。

进一步的，所述RS485芯片采用MAX675或MAX4060。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提提供了RS485通信保护电路，通过芯片保护电路来对RS485芯片进行高电压、高电流保护，通过第一电阻、第二电阻、第一二极管、第一三极管组成的稳压电路粗保护，通过第一电容、第三电阻、第二电容、第二三极管和第二二极管进行细保护，RX接收端和RS485芯片间通过第六电阻、第二二极管以及第四三极管做限流耦合，避免电器噪声和瞬时高电压如雷电等引入的过电压瞬间损坏RS485芯片，对通信***造成严重的损坏；通过第五电阻泄放雷击浪涌电流，MOS管和第三电容进行高压滤波，第三三极管进行去耦，通过消除浪涌电流并对电压进行滤波，避免浪涌电流对通讯***造成损坏；整体可将如雷击的瞬间大能量泄放并钳定在一定的电压值，保证信号正常及后端电路正常使用，可消除浪涌电流，起到保护作用，稳定性好，通过加入光电隔离和电源隔离，也增加了***通信的可靠性。利用脉冲变压器隔离，提高了电路抗干扰能力，并且简化了传统RS485电路的设计，通过第二电容提供局部化的DC电压源，通过滤波及反馈电路将电压稳定在设计值后供RS485芯片使用，在有限范围内波特率自适，具有兼容性、简单实用、易于理解和掌控等特点，同时变压器相比其它产品使用寿命更长，且设计成本低，经济性高，可以防止电压电流过大时对RS485芯片的损害，维持芯片工作可靠稳定。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1是本实用新型的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的详细的描述。描述中阐述了许多具体细节以便于充分理解本发明，应当理解，实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1示出了本实用新型的电路图。其中：

一种RS485通信保护电路，其特征在于，包括：

RS485芯片，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、稳压管ZD、MOS管M1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5，RX引脚和TX引脚，其中，

RX引脚通过保护电路连接至RS485芯片的RO、RE、DE引脚，TX引脚通过保护电路连接至RS485芯片的DI引脚；

第一电阻R1与第二电阻R2串联连接，第一电阻R1一端与RX引脚连接，第一电阻R1和第二电阻R2的连接端与第一三极管Q1的基极连接，第二电阻R2的另一端接地，第一三极管的集电极与第一二极管D1负极、第一电容C1一端和第三电阻R3一端连接，第一二极管D1正极与RX引脚连接，第一三极管Q1发射极和第一电容C1另一端与第二电阻R2接地端连接，第三电阻R3另一端与第二电容C2一端、第二三极管Q2的集电极和第二二极管D2的正极相连接，第二电容C2的另一端与第二电阻R2的接地端和第二三极管Q2的基极相连接，第二三极管Q2的发射极与第二电阻R2的接地端连接，第二二极管D2的负极与第六电阻R6一端和第四三极管Q4的基极相连接，第六电阻R6的另一端、第四三极管Q4的集电极和第五三极管Q5基极与RX引脚相连接，第四三极管Q4的发射极与第二电阻R2的接地端、第八电阻R8一端和RS485芯片的DE引脚相连接，第五三极管Q5的发射极接地，第五三极管Q5的集电极与RS485芯片的RD引脚相连接，第八电阻R8另一端与RS485芯片的RE引脚相连接，MOS管漏极与第二电阻R2接地端相连，MOS源极与第三三极管Q3的集电极相连接，MOS栅极与第五电阻R5一端相连接，第五电阻另一端与第三电容C3一端和第三三极管Q3基极相连接，第四电阻R4与TX引脚相连接，第四电阻R4另一端与稳压管ZD负极、第三电容C3另一端、第七电阻R7一端和RS485芯片DI引脚相连接，第三三极管Q3发射极与第七电阻R7另一端连接；

RS485芯片D-引脚与第九电阻R9一端和第十二电阻R12一端连接，RS485芯片D+引脚与第十电阻R10一端和第十一电阻R11一端连接，第十一电阻R11另一端与RS485芯片VCC引脚连接，第十二电阻另一端与接地端连接，RS485芯片接地引脚接地，并与第十二电阻R12一端连接。

第一电阻R1与第二电阻R2串联连接，并与二极管、三极管和第一第二电容组成保护电路。当输入电压过大时，使用热敏电阻，可以提高电阻阻值，进而限制电流的流入，稳压管可以将电压稳定。

所述MOS管是N沟道MOS管。

所述RS485芯片采用MAX675。

下面，将对本发明实施例中RS485通信保护电路的工作原理进行说明：

RX接收端发送数据时：

RX接收端输出高电平，第一三极管导通，RS485芯片Rd端由第五三极管上下拉及分压，产生正压差，通过第五电阻泄放雷击浪涌电流，MOS管和第三电容进行高压滤波，第三三极管进行去耦，通过消除浪涌电流并对电压进行滤波。

RX接收端输出低电平，第一三极管截至，RS485芯片Rd端由第四三极管控制，输出负压差，通过第二电容提供局部化的DC电压源，通过滤波及反馈电路将电压稳定在设计值后供RS485芯片使用；

因此，电路始终保证信号正常及后端电路正常使用，起到保护作用。

RS485芯片的发送RE端口和接收RD端口信号分别经过第八电阻、MOS管和第五三极管隔离变换为二次侧电压信号，实现两侧电路完全隔离。

当串行通讯口接收数据时，RS485芯片处于接收使能的状态，根据TTL特性，此时发送D1端口为空闲状态。第三三极管由于截止，第一三极管的基极电压被电阻拉高，因此第一三极管也处于截止状态。串行接口的D1端口电平通过第七电阻与总线电平保持同步。该节点处于稳定接收状态。

当串行通讯端口发送数据时，第二三极管的基极输出端置为低电平，第三三极管的基极-发射极压降达到门限值，第三三极管导通。RS485芯片的DE、RO端口通过第五三极管的集电极被置高为1，此时，RS485芯片处于数据发送状态。第一三极管的基极电压被电阻拉高，第一三极管也处于截止状态。但输出总线在上拉第二电阻和第三电阻的共同作用下，因而总线保持高电平输出状态。RS485芯片并没有通过驱动器发送数据，使在485总线上的匹配电阻压降大于200mV，以提高总线的抗电压电流过大能力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种RS485通信保护电路，其特征在于，包括：

RS485芯片，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一电容、第二电容、第三电容、稳压管、MOS管、第一二极管、第二二极管、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管，RX引脚和TX引脚，其中，

RX引脚连接至RS485芯片的RO、RE、DE引脚，TX引脚连接至RS485芯片的DI引脚；

第一电阻与第二电阻串联连接，第一电阻一端与RX引脚连接，第一电阻和第二电阻的连接端与第一三极管的基极连接，第二电阻的另一端接地，第一三极管的集电极与第一二极管负极、第一电容一端和第三电阻一端连接，第一二极管正极与RX引脚连接，第一三极管发射极和第一电容另一端与第二电阻接地端连接，第三电阻另一端与第二电容一端、第二三极管的集电极和第二二极管的正极相连接，第二电容的另一端与第二电阻的接地端和第二三极管的基极相连接，第二三极管的发射极与第二电阻的接地端连接，第二二极管的负极与第六电阻一端和第四三极管的基极相连接，第六电阻的另一端、第四三极管的集电极和第五三极管基极与RX引脚相连接，第四三极管的发射极与第二电阻的接地端、第八电阻一端和RS485芯片的DE引脚相连接，第五三极管的发射极接地，第五三极管的集电极与RS485芯片的RD引脚相连接，第八电阻另一端与RS485芯片的RE引脚相连接，MOS管漏极与第二电阻接地端相连，MOS源极与第三三极管的集电极相连接，MOS栅极与第五电阻一端相连接，第五电阻另一端与第三电容一端和第三三极管基极相连接，第四电阻与TX引脚相连接，第四电阻另一端与稳压管ZD负极、第三电容另一端、第七电阻一端和RS485芯片DI引脚相连接，第三三极管发射极与第七电阻另一端连接；

RS485芯片D-引脚与第九电阻一端和第十二电阻R一端连接，RS485芯片D+引脚与第十电阻一端和第十一电阻一端连接，第十一电阻另一端与RS485芯片VCC引脚连接，第十二电阻另一端与接地端连接；

RS485芯片接地引脚接地，并与第十二电阻R12一端连接。

2.根据权利要求1所述的RS485通信保护电路，其特征在于，

所述MOS管是N沟道MOS管。

3.根据权利要求1所述的RS485通信保护电路，其特征在于，

所述RS485芯片采用MAX675或MAX4060。