礦用本質安全型串行口通訊隔離電路制造技術

本實用新型專利技術涉及煤礦井下電氣產品RS232信號非本質安全型與本質安全型信號的隔離和轉換技術，具體的說是一種礦用本質安全型串行口通訊隔離電路。在信號發送端和接收端都采用光電耦合器進行隔離和信號轉換，光電耦合器的隔離能承受直流1500V耐壓，符合本質安全型電路的耐壓要求。發送端經光電耦合器把直流電壓信號轉換成直流電流信號進行發送，接收端再經過光電耦合器轉換成直流電壓信號再送給ICL232轉換成標準的RS232電壓信號。通訊信號經過兩個光電耦合器的隔離保證了信號的可靠性，本質安全型與非本質安全型由電壓傳送轉換為電流傳送，有效的提高了抗干擾性，使信號傳輸更加穩定。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及礦用電氣產品中本質安全型與非本質安全型電路的RS232通訊隔離技術，具體的說是一種礦用本質安全型串行口通訊隔離電路。
技術介紹
新型的礦用電氣產品多用大屏幕真彩液晶顯示器，這類顯示器帶有標準的RS232接口，而RS232通訊電路是非本質安全型電路，需要進行隔離轉換成本質安全型電路才能與本質安全型通訊裝置進行數據通訊。大屏幕真彩液晶顯示器，由于是非本質安全型元件，需要安裝在隔爆腔室，而與之數據通訊的上位機一般是本質安全型電路，需要安裝在本質安全型腔室，為了解決兩者的通訊隔離問題設計了此通訊隔離電路。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種礦用本質安全型串行口通訊隔離電路，將本質安全型串行口通訊直流電壓信號通過光電耦合器隔離后轉換成直流電流信號傳送到本質安全型電路，再通過光電耦合器轉換成直流電壓信號，然后傳送給電平轉換電路ICL232芯片轉換成標準的RS232電壓信號，輸入到非本質安全型通訊裝置，有效的提高了抗干擾性，使信號傳輸穩定可靠。本技術的技術方案是包括電平轉換電路、同向驅動器及四個光電耦合器；IN-TXD, IN-RXD為本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，OUT-TXD, OUT-RXD為非本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，U3、U4、U6、U7為光電耦合器TLP521-1，U5A為同向驅動器75451，U2為RS232電平轉換電路ICL232 ；本質安全型信號發送端IN-TXD連接到光電耦合器U7的2腳，經過光電耦合器U7轉換成直流電流信號后由光電耦合器U7的3腳發送，再連接到光電耦合器U4的I腳，經光電耦合器U4轉換成直流電壓信號并由4腳發送，分別連接到上拉電阻R2和電平轉換電路U2的10腳，再由電平轉換電路U2轉換成標準的RS232電壓信號由7腳連接到非本質安全型信號發送端OUT-TXD ;非本質安全型信號接收端OUT-RXD連接到電平轉換電路U2的8腳，由電平轉換電路U2將RS232電壓信號轉換成直流電壓信號由9腳發送，再連接到同向驅動器U5A的I和2腳接收，再由同向驅動器U5A的3腳發送，連接到光電耦合器U3的2腳，轉換成直流電流信號，由光電耦合器U3的4腳發送連接到光電耦合器U6的2腳接收，轉換成直流電壓信號，由光電耦合器U6的4腳發送，分別連接到上拉電阻R17和本質安全型信號接收端IN-RXD。本技術的有益效果是通訊信號經過兩個光電耦合器的隔離能承受1500V的耐壓，保證了信號的可靠性，本質安全型與非本質安全型信號的傳送轉換成了直流電流信號有效的提高了抗干擾性，使信號傳輸更加穩定。以下結合附圖和具體實施方式對本技術的技術方案進行詳細說明。附圖說明圖1 :本技術結構原理圖。具體實施方式本技術將本質安全型(以下簡稱本安型)串行口通訊直流電壓信號通過光電耦合器隔離后轉換成直流電流信號傳送到非本質安全型(以下簡稱非本安型)電路，再通過光電稱合器轉換成直流電壓信號，然后傳送給電平轉換電路ICL232芯片轉換成標準的RS232電壓信號，輸入到非本安型通訊裝置。如圖1所示，本技術包括電平轉換電路、同向驅動器及四個光電耦合器；+5V、+12V為本安型直流電源，+5VA為非本安型直流電源；IN-TXD、IN-RXD為本安型RS232串行口通訊的信號發送端和接收端；0UT-TXD、OUT-RXD為非本安型RS232串行口通訊的信號發送端和接收端；U3、U4為非本安型光電耦合器TLP521-1，U6、U7為本安型光電耦合器TLP521-1 ;U5A為同向驅動器75451 ；U2為RS232電平轉換電路ICL232。本安型信號發送端IN-TXD連接到光電耦合器U7的2腳，經過光電耦合器U7轉換成直流電流信號由光電耦合器U7的3腳發送，再連接到光電耦合器U4的I腳，經光電耦合器U4轉換成直流電壓信號并由4腳發送，分別連接到上拉電阻R2和電平轉換電路U2的10腳，再由電平轉換電路U2轉換成標準的RS232電壓信號由7腳發送連接到非本安型信號發送端OUT-TXD ;上拉電阻R2的另一端連接+5VA ；U7的I腳及4腳分別經電阻R19、R18連接+5V 及 +12V。非本安型信號接收端OUT-RXD連接到電平轉換電路U2的8腳，由電平轉換電路U2(ICL232芯片)將RS232電壓信號轉換成直流電壓信號由9腳發送，連接到U5A同向驅動器I和2腳接收，再由同向驅動器U5A的3腳發送連接到光電耦合器U3的2腳，轉換成直流電流信號，由光電耦合器U3的4腳發送，連接到光電耦合器U6的2腳接收，轉換成直流電壓信號，由光電耦合器U6的4腳發送，分別連接到上拉電阻R17和本安型信號接收端IN-RXD ;上拉電阻R17另一端連接+5V ；U6的I腳經限流電阻R16連接+12V ；U3的I腳經限流電阻Rl連接+5VA電源。本技術的工作原理是在信號發送端和接收端都采用光電耦合器進行隔離和信號轉換，發送端經光電耦合器把直流電壓信號轉換成直流電流信號進行發送，接收端再經過光電耦合器轉換成直流電壓信號再送給ICL232轉換成標準的RS232電壓信號。當本安型信號發送端IN-TXD為高電平信號時，光電耦合器U7不導通，信號線TXD (即U7的3腳)無電流信號，接收端光電耦合器U4不導通，U4的4腳經過上拉電阻R2接到非本安型電源+5VA輸出為高電平信號，再經過電平轉換電路U2(ICL232芯片)轉換成標準的RS232高電平信號輸出連接到非本安型信號發送端0UT-TXD。當IN-TXD為低電平信號，光電耦合器U7導通，U7的3腳信號線TXD有電流信號，接收端光電耦合器U4導通，U4的4腳通過3腳接地輸出為低電平信號，再經過電平轉換電路U2(ICL232芯片)轉換成標準的RS232低電平信號輸出連接到非本安型信號發送端0UT-TXD。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種礦用本質安全型串行口通訊隔離電路，其特征在于：包括電平轉換電路、同向驅動器及四個光電耦合器；IN?TXD、IN?RXD為本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，OUT?TXD、OUT?RXD為非本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，U3、U4、U6、U7為光電耦合器TLP521?1，U5A為同向驅動器75451，U2為RS232電平轉換電路ICL232；本質安全型信號發送端IN?TXD連接到光電耦合器U7的2腳，經過光電耦合器U7轉換成直流電流信號后由光電耦合器U7的3腳發送，再連接到光電耦合器U4的1腳，經光電耦合器U4轉換成直流電壓信號并由4腳發送，分別連接到上拉電阻R2和電平轉換電路U2的10腳，再由電平轉換電路U2轉換成標準的RS232電壓信號由7腳連接到非本質安全型信號發送端OUT?TXD；非本質安全型信號接收端OUT?RXD連接到電平轉換電路U2的8腳，由電平轉換電路U2將RS232電壓信號轉換成直流電壓信號由9腳發送，再連接到同向驅動器U5A的1和2腳接收，再由同向驅動器U5A的3腳發送連接到光電耦合器U3的2腳，轉換成直流電流信號，由光電耦合器U3的4腳發送，連接到光電耦合器U6的2腳接收，轉換成直流電壓信號，由光電耦合器U6的4腳發送，分別連接到上拉電阻R17和本質安全型信號接收端IN?RXD。...

【技術特征摘要】
1.一種礦用本質安全型串行口通訊隔離電路，其特征在于包括電平轉換電路、同向驅動器及四個光電耦合器；IN-TXD、IN-RXD為本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，OUT-TXD、OUT-RXD為非本質安全型串行口通訊的信號發送端和接收端，U3、U4、U6、U7為光電耦合器TLP521-1，U5A為同向驅動器75451，U2為RS232電平轉換電路ICL232 ； 本質安全型信號發送端IN-TXD連接到光電耦合器U7的2腳，經過光電耦合器U7轉換成直流電流信號后由光電耦合器U7的3腳發送，再連接到光電耦合器U4的I腳，經光電耦合器U4轉換成直流電壓信號并由4腳發送...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱禮明，王大軍，范儀龍，
申請(專利權)人：中煤張家口煤礦機械有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：